Diseño, instalación y mantenimiento de cableado estructurado

Que es cableado estructurado

Es el sistema colectivo de cables, canalizaciones, conectores, etiquetas, espacios y demás dispositivos que deben ser instalados para establecer una infraestructura de telecomunicaciones genérica en un edificio o campus. Las características e instalación de estos elementos se debe hacer en cumplimiento de estándares para que califiquen como cableado estructurado. El apego de las instalaciones de cableado estructurado a estándares trae consigo los beneficios de independencia de proveedor y protocolo (infraestructura genérica), flexibilidad de instalación, capacidad de crecimiento y facilidad de administración.

El cableado estructurado consiste en el tendido de cables en el interior de un edificio con el propósito de implantar una red de área local. Suele tratarse de cable de par trenzado de cobre, para redes de tipo IEEE 802.3. No obstante, también puede tratarse de fibra óptica o cable coaxial.

DESCRIPCION

Un SISTEMA DE CABLEADO ESTRUCTURADO es la infraestructura de cable destinada a transportar, a lo largo y ancho de un edificio, las señales que emite un emisor de algún tipo de señal hasta el correspondiente receptor. Un sistema de cableado estructurado es físicamente una red de cable única y completa, con combinaciones de alambre de cobre (pares trenzados sin blindar UTP), cables de fibra óptica, bloques de conexión, cables terminados en diferentes tipos de conectores y adaptadores. Uno de los beneficios del cableado estructurado es que permite la administración sencilla y sistemática de las mudanzas y cambios de ubicación de personas y equipos. El sistema de cableado de telecomunicaciones para edificios soporta una amplia gama de productos de telecomunicaciones sin necesidad de ser modificado. UTILIZANDO este concepto, resulta posible diseñar el cableado de un edificio con un conocimiento muy escaso de los productos de telecomunicaciones que luego se utilizarán sobre él. La norma garantiza que los sistemas que se ejecuten de acuerdo a ella soportarán todas las aplicaciones de telecomunicaciones presentes y futuras por un lapso de al menos diez años. Esta afirmación puede parecer excesiva, pero no, si se tiene en cuenta que entre los autores de la norma están precisamente los fabricantes de estas aplicaciones.

El tendido supone cierta complejidad cuando se trata de cubrir áreas extensas tales como un edificio de varias plantas. En este sentido hay que tener en cuenta las limitaciones de diseño que impone la tecnología de red de área local que se desea implantar:

La segmentación del tráfico de red.

La longitud máxima de cada segmento de red.

La presencia de interferencias electromagnéticas.

La necesidad de redes locales virtuales.

Etc.

Salvando estas limitaciones, la idea del cableado estructurado es simple:

Tender cables en cada planta del edificio.

Interconectar los cables de cada planta.

Elementos principales de un sistema de cableado estructurado

La norma EIA/TIA 568A define el cableado horizontal de la siguiente forma: El sistema de cableado horizontal es la porción del sistema de cableado de telecomunicaciones que se extiende del área de trabajo al cuarto de telecomunicaciones o viceversa. El cableado horizontal consiste de dos elementos básicos:

Cable Horizontal y Hardware de Conexión (también llamado “cableado horizontal”) que proporcionan los medios básicos para transportar señales de telecomunicaciones entre el área de trabajo y el cuarto de telecomunicaciones. Estos componentes son los “contenidos” de las rutas y espacios horizontales.

Rutas y Espacios Horizontales (también llamado “sistemas de distribución horizontal”). Las rutas y espacios horizontales son utilizados para distribuir y soportar cable horizontal y conectar hardware entre la salida del área de trabajo y el cuarto de telecomunicaciones. Estas rutas y espacios son los “contenedores” del cableado Horizontal. 1.- Si existiera cielo raso suspendido se recomienda la utilización de canaletas para transportar los cables horizontales. 2.- Una tubería de ¾ in por cada dos cables UTP. 3.- Una tubería de 1in por cada cable de dos fibras ópticas. 4.- Los radios mínimos de curvatura deben ser bien implementados.

El cableado horizontal incluye:

Las salidas (cajas/placas/conectores) de telecomunicaciones en el área de trabajo. En inglés: Work Area Outlets (WAO).

Cables y conectores de transición instalados entre las salidas del área de trabajo y el cuarto de telecomunicaciones.

Páneles de empate (patch) y cables de empate utilizados para configurar las conexiones de cableado horizontal en el cuarto de telecomunicaciones.

Se deben hacer ciertas consideraciones a la hora de seleccionar el cableado horizontal: contiene la mayor cantidad de cables individuales en el edificio.

Consideraciones de diseño: los costes en materiales, mano de obra e interrupción de labores al hacer cambios en el cableado horizontal pueden ser muy altos. Para evitar estos costes, el cableado horizontal debe ser capaz de manejar una amplia gama de aplicaciones de usuario. La distribución horizontal debe ser diseñada para facilitar el mantenimiento y la relocalización de áreas de trabajo. El diseñador también debe considerar incorporar otros sistemas de información del edificio (por ej. televisión por cable, control ambiental, seguridad, audio, alarmas y sonido) al seleccionar y diseñar el cableado horizontal.

Topología: la norma EIA/TIA 568A hace las siguientes recomendaciones en cuanto a la topología del cableado horizontal: El cableado horizontal debe seguir una topología estrella. Cada toma/conector de telecomunicaciones del área de trabajo debe conectarse a una interconexión en el cuarto de telecomunicaciones.

Distancias: sin importar el medio físico, la distancia horizontal máxima no debe exceder 90 m. La distancia se mide desde la terminación mecánica del medio en la interconexión horizontal en el cuarto de telecomunicaciones hasta la toma/conector de telecomunicaciones en el área de trabajo. Además se recomiendan las siguientes distancias: se separan 10 m para los cables del área de trabajo y los cables del cuarto de telecomunicaciones (cordones de parcheo, jumpers y cables de equipo).

Medios reconocidos: se reconocen tres tipos de cables para el sistema de cableado horizontal:

Cables de par trenzado sin blindar (UTP) de 100 ohm y cuatro pares.

Cables de par trenzado blindados (STP) de 150 ohm y cuatro pares .

Cables de fibra óptica multimodo de 62.5/125 um y dos fibras.

Cableado vertical, troncal o backbone

El propósito del cableado del backbone es proporcionar interconexiones entre cuartos de entrada de servicios de edificio, cuartos de equipo y cuartos de telecomunicaciones. El cableado del backbone incluye la conexión vertical entre pisos en edificios de varios pisos. El cableado del backbone incluye medios de transmisión (cable), puntos principales e intermedios de conexión cruzada y terminaciones mecánicas. El cableado vertical realiza la interconexión entre los diferentes gabinetes de telecomunicaciones y entre estos y la sala de equipamiento. En este componente del sistema de cableado ya no resulta económico mantener la estructura general utilizada en el cableado horizontal, sino que es conveniente realizar instalaciones independientes para la telefonía y datos. Esto se ve reforzado por el hecho de que, si fuera necesario sustituir el backbone, ello se realiza con un coste relativamente bajo, y causando muy pocas molestias a los ocupantes del edificio. El backbone telefónico se realiza habitualmente con cable telefónico multipar. Para definir el backbone de datos es necesario tener en cuenta cuál será la disposición física del equipamiento. Normalmente, el tendido físico del backbone se realiza en forma de estrella, es decir, se interconectan los gabinetes con uno que se define como centro de la estrella, en donde se ubica el equipamiento electrónico más complejo.

El backbone de datos se puede implementar con cables UTP o con fibra óptica. En el caso de decidir utilizar UTP, el mismo será de categoría 5 y se dispondrá un número de cables desde cada gabinete al gabinete seleccionado como centro de estrella.

Actualmente, la diferencia de coste provocada por la utilización de fibra óptica se ve compensada por la mayor flexibilidad y posibilidad de crecimiento que brinda esta tecnología. Se construye el backbone llevando un cable de fibra desde cada gabinete al gabinete centro de la estrella. Si bien para una configuración mínima Ethernet basta con utilizar cable de 2 fibras, resulta conveniente utilizar cable con mayor cantidad de fibra (6 a 12) ya que la diferencia de coste no es importante y se posibilita por una parte disponer de conductores de reserva para el caso de falla de algunos, y por otra parte, la utilización en el futuro de otras topologías que requieren más conductores, como FDDI o sistemas resistentes a fallas. La norma EIA/TIA 568 prevé la ubicación de la transmisión de cableado vertical a horizontal, y la ubicación de los dispositivos necesarios para lograrla, en habitaciones independientes con puerta destinada a tal fin, ubicadas por lo menos una por piso, denominadas armarios de telecomunicaciones. Se utilizan habitualmente gabinetes estándar de 19 pulgadas de ancho, con puertas, de aproximadamente 50 cm de profundidad y de una altura entre 1.5 y 2 metros. En dichos gabinetes se dispone generalmente de las siguientes secciones:

Acometida de los puestos de trabajo: 2 cables UTP llegan desde cada puesto de trabajo.

Acometida del backbone telefónico: cable multipar que puede determinar en regletas de conexión o en “patch panels”.

Acometida del backbone de datos: cables de fibra óptica que se llevan a una bandeja de conexión adecuada.

Electrónica de la red de datos: Hubs, Switches, Breidges y otros dispositivos necesarios.

Alimentación eléctrica para dichos dispositivos.

Iluminación interna para facilitar la realización de trabajos en el gabinete.

Ventilación a fin de mantener la temperatura interna dentro de límites aceptables.

Cuarto de telecomunicaciones

Es un área exclusiva dentro de un edificio donde se aloja el equipo de telecomunicaciones. Su función principal es la terminación del cableado horizontal y vertical del edificio. Las conexiones de los cables de equipo al cableado horizontal o vertical pueden ser interconexiones o conexiones cruzadas. Deben ser diseñados de acuerdo con los TIA/EIA-569.

Telecomroom

Cuarto de entrada de servicios

Consiste en cables, accesorios de conexión, dispositivos de protección, y demás equipo necesario para conectar el edificio a servicios externos. Puede contener el punto de demarcación. Ofrecen protección eléctrica establecida por códigos eléctricos aplicables. Deben ser diseñadas de acuerdo a la norma TIA/EIA-569-A. Los requerimientos de instalación son:

Precauciones en el manejo del cable

Evitar tensiones en el cable

Los cables no deben enrutarse en grupos muy apretados

Utilizar rutas de cable y accesorios apropiados 100 ohms UTP y ScTP

No giros con un angulo mayo a 90 grados

Sistema de puesta a tierra

El sistema de puesta a tierra y puenteo establecido en estándar ANSI/TIA/EIA-607 es un componente importante de cualquier sistema de cableado estructurado moderno. El gabinete deberá disponer de una toma de tierra, conectada a la tierra general de la instalación eléctrica, para efectuar las conexiones de todo equipamiento. El conducto de tierra no siempre se halla indicado en planos y puede ser único para ramales o circuitos que pasen por las mismas cajas de pase, conductos ó bandejas. Los cables de tierra de seguridad serán puestos a tierra en el subsuelo.

Atenuación

Las señales de transmisión a través de largas distancias están sujetas a distorsión que es una pérdida de fuerza o amplitud de la señal. La atenuación es la razón principal de que el largo de las redes tenga varias restricciones. Si la señal se hace muy débil, el equipo receptor no interceptará bien o no reconocerá esta información. Esto causa errores, bajo desempeño al tener que transmitir la señal. Se usan repetidores o amplificadores para extender las distancias de la red más allá de las limitaciones del cable. La atenuación se mide con aparatos que inyectan una señal de prueba en un extremo del cable y la miden en el otro extremo.

Capacitancia

La capacitancia puede distorsionar la señal en el cable, entre más largo sea el cable, y más delgado el espesor del aislante, mayor es la capacitancia, lo que resulta en distorsión. La capacitancia es la unidad de medida de la energía almacenada en un cable. Los probadores de cable pueden medir la capacitancia de este par para determinar si el cable ha sido roscado o estirado. La capacitancia del cable par trenzado en las redes está entre 17 y 20 pF.

Impedancia y distorsión por retardo

Las líneas de transmisión tendrán en alguna porción ruido de fondo, generado por fuentes externas, el transmisor o las líneas adyacentes. Este ruido se combina con la señal transmitida. La distorsión resultante puede ser menor, pero la atenuación puede provocar que la señal digital descienda al nivel de la señal de ruido. El nivel de la señal digital es mayor que el nivel de la señal de ruido, pero se acerca al nivel de la señal de ruido a medida que se acerca al receptor. Una señal formada por varias frecuencias es propensa a la distorsión por retardo causada por la impedancia, la cual es la resistencia al cambio de las diferentes frecuencias. Esta puede provocar que los diferentes componentes de frecuencia que contienen las señales lleguen fuera de tiempo al receptor. Si la frecuencia se incrementa, el efecto empeora y el receptor estará imposibilitado de interpretar las señales correctamente. Este problema puede resolverse disminuyendo el largo del cable. Nótese que la medición de la impedancia nos sirve para detectar roturas del cable o falta de conexiones. El cable debe tener una impedancia de 100 ohm en la frecuencia usada para transmitir datos. Es importante mantener un nivel de señal sobre el nivel de ruido. La mayor fuente de ruido en un cable par trenzado con varios alambres es la interferencia. La interferencia es una ruptura de los cables adyacentes y no es un problema típico de los cables. El ruido ambiental en los circuitos digitales es provocado por las lámparas fluorescentes, motores, hornos de microondas y equipos de oficina como computadoras, fax, teléfonos y copiadoras. Para medir la interferencia se inyecta una señal de valor conocido en un extremo y se mide la interferencia en los cables vecinos

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Qué es la infraestructura de redes y el cableado estructurado

Se entiende como infraestructura de red a todos aquellos elementos básicos e imprescindibles para cualquier instituciónu organización pública o privada (empresa, oficina o industria) que precise todos o algunos de os siguientes servicios de telecomunicaciones: teléfono, fax, ordenador, escáner, impresoras, TPV, cámaras de control y vigilancia, control de accesos, datafonos, climatización, incendio, etcétera.

Y los diferentes elementos que conforman la Infraestructura de Red son:

Cableado Estructurado

Alimentación eléctrica equipos de comunicaciones

SAI: Sistema de Alimentación Ininterrumpida de equipos de IT

Cuarto de Comunicaciones

Seguridad y control

Electrónica de Red

Cableado Estructurado

Hasta hace pocos años, solo existían dos tipos de cableado: los cables de datos por un lado y, los de voz, por el otro. En la actualidad, en el mundo de los sistemas de cableado estructurado existen muchos diferentes tipos de servicios (voz, datos, video, monitoreo, control de dispositivos, etc) que pueden correr sobre un mismo tipo de cableado.

Definición de Cableado Estructurado

El cableado estructurado es un método de ingeniería basado en estándares para instalar un sistema de cableado integrado para datos, voz, video y control. Significa que todos los servicios en la infraestructura de red se hacen conducir a través de un sistema de cableado en común. Un sistema de cableado correctamente diseñado e instalado provee al usuario final una infraestructura de red con un desempeño predecible, así como flexibilidad para el crecimiento y el cambio sobre un periodo extendido en el tiempo. Como ya se mencionó anteriormente un cableado estructurado es muy útil para las empresas. Permite ahorrar costos significativos a diferencia del cableado propietario, con el cual se tendrían que hacer grandes inversiones a mediano plazo. El cableado estructurado sirve para soportar multimarcas y lo hace de una manera universal para que la forma de conectar los cables sea unificada y no existan variaciones. El cableado estructurado está diseñado específicamente para tener soluciones que puedan ser multiusuario y multiproveedor, ya que evita que el usuario dependa de una sola marca o línea de productos en dicha infraestructura de red.

Ventajas del Cableado estructurado y la infraestructura de red

Un sistema de infraestructura de red con un correcto cableado estructurad permite integrar todas las necesidades de conectividad de una organización. Está diseñada para usarse en múltiples aplicaciones y, dependiendo de su ubicación, existen diferentes tipos de cables para cumplir con cualquier especificación tanto de entorno como ambiental. Un Cableado estructurado construido en base a normas o estandares permitirá una convergencia de tecnologías y servicios corporativos que asegurarán una misma plataforma de administración.

Beneficios obtenidos de la implmentación de una infraestrucura de red y de su respectivo cableado estructurado

Administración centralizada

Alto Desempeño

Confiabilidad

Durabilidad

Bajo costo

Alto retorno de inversión

Flexibilidad

Convergencia

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Tipos de cableado estructurado para redes

En líneas generales, los sistemas de cableado estructurado se clasifican en función de su nivel de protección al fuego (Dca, Cca) y de su protección ante interferencias y fuentes de radiación. En esta segunda clasificación hay tres grandes tipos: UTP, FTP y STP.

Cable de tipo UTP

El cable UTP (Unshielded Twisted Pair) carece de ninguna protección adicional a las fundas de PVC. Tradicionalmente ha sido el más usado ya que es el más asequible y su instalación es la más sencilla. A altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias electromagnéticas del ambiente.

Cable de tipo FTP

Los FTP (Foiled Twisted Pair) tienen una cubierta metálica de protección justo por debajo de la cubierta exterior de PVC. Estos cables apantallados tienen propiedades de transmisión parecidas al UTP pero son más resistentes a interferencias. Son mejores en entornos ruidosos, aunque su precio es mayor.

Cable de tipo STP

Por último, el cableado STP (Shielded Twisted Pair) integra una cubierta en cada par trenzado. Son el tipo con mayor impedancia por lo que son la opción más frecuentes en entornos muy ruidosos como pueden ser fábricas y centros industriales.