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UNIDAD IV "CABLEADO ESTRUCTURADO"


4.1 Cableado Estructurado


Historia:
A principios de 1985, las compañías representantes de las industrias de telecomunicaciones y computación se preocupaban por la falta de un estándar para sistemas de cableado de edificio de telecomunicaciones.
La Asociación de la industria de Comunicaciones Computacionales (CCIA) solicitó que la Asociación de Industrias Eléctricas (EIA) desarrollara este modelo necesario. En julio de 1991 se publicó la primera versión del estándar de cableado como EIA/TIA-568. En agosto del mismo año se publicó un boletín de sistemas Técnicos TSB-36 con especificaciones para grados mayores (CAT4, CAT5) de UTP. En agosto de 1992 el TSB-40 fue pupublicado, enfocándose a grados mayores de equipo conector de UTP. En Enero de 1994 el TSB-40 fue corregido por el TSB-40 que trataba, más detalladamente, sobre los cables de conexión provisional UTP y esclarecía los requerimientos de prueba de los conductores hembra modulares UTP. El modelo 568 para cableado fue corregido por el EIA/TIA-568-A. el TSB-36 y el TSB-40A fueron absorbidos en el contenido de este modelo revisado, junto con otras modificaciones .

PROPOSITO DEL ESTANDARD EIA/TIA 568

Los propósitos de estandard eran principalmente los siguientes:

Establecer un cableado estándar genérico de telecomunicaciones que respaldará un ambiente multiproveedor.
Permitir la planeación e instalación de un sistema de cableado para construcciones comerciales.
Establecer un criterio de ejecución y técnico para varias configuraciones de sistemas de cableado.

La EIA/TIA ha definido el estándar EIA/TIA 568, compuesto de informes técnicos que definen los componentes que hay que utilizar:

TSB36A: cables con pares trenzados 100W UTP y ftp
TSB40A: conector RJ45, empalmes por contactos CAD
TSB 53: cables blindados 150W y conector hermafrodita

Los principales parámetros considerados son: Impedancia, Paradiafonía, Atenuación y ACR (ratio Señal/Ruido).

Categoría 3: Utilización hasta 16 MHz Ethernet 10 Mbps, Token Ring 4 Mbps, Localtalk, telefonía, etc..

Categoría 4: Utilización hasta 20 MHz. Ethernet 10 Mbps, Token Ring 4 y 16 Mbps, Localtalk, telefonía.

Categoría 5: Utilización hasta 100 MHz. Ethernet 10 y 100 Mbps, Token Ring 4/16 Mbps, ATM 155 Mbps.

Las consideraciones del estandard especifican lo siguiente:

Requerimientos mínimos para cableado de telecomunicaciones dentro de un ambiente de oficina.

Topología y distancias recomendadas.

Parámetros de medios de comunicación que determinan el rendimiento.

La vida productiva de los sistemas de telecomunicaciones por cable por más de 10 años (15 actualmente).

4.2 Cableado Horizontal


El cableado horizontal incorpora el sistema de cableado que se extiende desde el área de trabajo de telecomunicaciones hasta el cuarto de telecomunicaciones.

El cableado horizontal consiste de dos elementos básicos:

*Cable Horizontal y Hardware de Conexión. (también llamado "cableado horizontal") Proporcionan los medios 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.

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.

El cableado horizontal típicamente:

*Contiene más cable que el cableado del backbone.
*Es menos accesible que el cableado del backbone.

CONSIDERACIONES DE DISEÑO:

Los costos en materiales, mano de obra e interrupción de labores al hacer cambios en el cableado horizontal pueden ser muy altos. Para evitar estos costos, 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 cableado horizontal deberá diseñarse para ser capaz de manejar diversas aplicaciones de usuario incluyendo:

*Comunicaciones de voz (teléfono).
*Comunicaciones de datos.
*Redes de área local.

4.3 Cableado Vertical/backbone


También conocido como cableado troncal, permite la interconexión entre los distribuidores de cableado de las distintas plantas en un edificio, o entre distintos edificios en un campus

Tiene una topología es de estrella jerárquica, aunque también suelen utilizarse las topologías de bus o de anillo. Los medios utilizados para el cableado troncal son:


Fibra óptica 62,5/125 µm multimodo para aplicaciones hasta 2.000 m.

Fibra óptica 9/125 µm monomodo para aplicaciones hasta 3.000 m.

Cable UTP para aplicaciones de voz hasta 800 m.

Cable UTP, FTP o SFTP de Categoría 5, siempre que la distancia máxima entre el recurso y el terminal de usuario, incluyendo el cableado horizontal y los cables de parcheo y de usuario no excedan de la distancia máxima permitida de 100 metros.

Aquí es importante destacar que debe presentarse un especial cuidado en la selección de estos cables para troncales, ya que además de cumplir las especificaciones de la norma por el medio en el que se instalan, deben asegurar la debida protección frente a agentes externos como humedad, roedores y perturbaciones eléctricas o electromagnéticas en el caso de que salgan al exterior de los edificios. En el caso de los cables de fibra óptica se recomienda la utilización de cables sin protecciones metálicas, conocidos como cables dieléctricos.

Los cables de parcheo y los paneles utilizados para el cableado troncal son del mismo tipo de los que se emplean en los cableados horizontales.

El cableado vertical (o de "backbone") es el que interconecta los distintos armarios de comunicaciones. Éstos pueden estar situados en plantas o habitaciones distintas de un mismo edificio o incluso en edificios colindantes. En el cableado vertical es usual utilizar fibra óptica o cable UTP, aunque el algún caso se puede usar cable coaxial.

La topología que se usa es en estrella existiendo un panel de distribución central al que se conectan los paneles de distribución horizontal. Entre ellos puede existir un panel intermedio, pero sólo uno.

En el cableado vertical están incluidos los cables del "backbone", los mecanismos en los paneles principales e intermedios, los latiguillos usados para el parcheo, los mecanismos que terminan el cableado vertical en los armarios de distribución horizontal.

4.4 Closets de Telecomunicaciones


Es el área en un edificio, utilizada para el uso exclusivo de los equipos asociados con el sistema de cableado de telecomunicaciones.

El espacio del closet de comunicaciones no debe ser compartido con instalaciones eléctricas que no sean de telecomunicaciones, este debe ser capaz de albergar equipo de telecomunicaciones, terminaciones de cable y cableado de interconexión asociado.

Entre las especificaciones, un closet de comunicaciones es lo mínimo por edificio y también un closet es lo mínimo por piso. No existe un máximo con relación a la cantidad de closets de telecomunicaciones en un edificio

Consideraciones en el Diseño del Closet de Telecomunicaciones

Localización: Con el propósito de mantener la distancia horizontal de cable promedio en 46 metros o menos (con un máximo de 90 metros), se recomienda localizar el closet de telecomunicaciones lo más cerca posible del centro del área a servir.

Altura: La altura mínima recomendada del cielo raso es de 2.6 metros

Control Ambiental: Para los closets que no poseen equipos electrónicos, la temperatura debe mantenerse entre 10 a 35 grados centígrados. La humedad relativa debe mantenerse menor a 85%. En caso de poseer equipos electrónicos la temperatura debe mantenerse entre 18 y 24 grados centígrados. La humedad relativa debe mantenerse entre 30% y 55%. En ambos casos, estas condiciones deben mantenerse las 24 horas del día y los 365 días al año.

Ductos: El número y tamaño de los ductos utilizados para acceder al closet de telecomunicaciones varía con respecto a la cantidad de áreas de trabajo, sin embargo se recomienda por lo menos tres ductos de 100 milímetros (4 pulgadas) para la distribución del cable del backbone.

Puertas: Las puertas de acceso deben ser de apertura completa, con llave y al menos 91 centímetros de ancho y 2 metros de alto. La puerta debe ser removible, abrir hacia afuera, al ras del piso y no debe tener postes centrales.

Paredes: Al menos dos de las paredes del closet deben tener láminas de plywood A-C de 20 milímetros de 2.4 metros de alto. Las paredes deben ser suficientemente rígidas para soportar equipo. Las paredes deben ser pintadas con pintura resistente al fuego, lavables, mate y de color claro.

Iluminación: Se debe proporcionar un mínimo equivalente a 540 lux, medido a un metro del piso terminado. La iluminación debe estar a un mínimo de 2.6 metros del piso terminado. Las paredes deben estar pintadas en un color claro para mejorar la iluminación. Se recomienda el uso de luces de emergencia.

Potencia: Deben existir tomacorrientes suficientes para alimentar los dispositivos a instalarse en los andenes (racks). El estándar establece que debe haber un mínimo de dos tomacorrientes dobles de 110V C.A. dedicados de tres hilos. Deben ser circuitos separados de 15 a 20 amperios. Estos dos tomacorrientes podrían estar dispuestos a 1.8 metros de distancia uno de otro. En muchos casos es recomendable instalar un panel de control eléctrico dedicado al closet de telecomunicaciones. La alimentación específica de los dispositivos electrónicos se podrá hacer con UPS y regletas montadas en los racks.

El cuarto de telecomunicaciones debe contar con una barra de puesta a tierra que a su vez debe estar conectada mediante un cable de mínimo 6 AWG con aislamiento verde al sistema de puesta a tierra de telecomunicaciones según las especificaciones de ANSI/TIA/EIA-607.

Tamaño: Debe haber al menos un closet de telecomunicaciones o cuarto de equipo por piso y por áreas que no excedan los 1000 metros cuadrados. Instalaciones pequeñas podrán utilizar un solo closet de telecomunicaciones si la distancia máxima de 90 metros no se excede.

4.5 Atenuación y Ruido


Es la combinación de los mismos conceptos.

4.6 Atenuación


La energía de la señal es inversamente proporcional a la distancia, de manera que disminuye con ésta. En medios no guiados su dependencia no es sólo de la distancia, como en los medios guiados, sino también de las condiciones atmosféricas.

La atenuación perjudica la comunicación por tres razones:

El circuito electrónico necesita un mínimo de señal para detectarla.

Es necesario mantener la energía de la señal para que los errores sean mínimos y la calidad de la comunicación sea aceptable.

La atenuación crece directamente con la frecuencia a la que se transmite.


Los dos primeros problemas se superan con amplificadores y regeneradores que mantienen la energía de la señal para que sea captada por el sistema de circuitos del receptor. Para resolver el tercero es menester utilizar sistemas que devuelvan a la señal sus características iniciales, ya que las señales analógicas llegan distorcionadas; es corriente el uso de ecualizadores que discriminan ciertas frecuencias en la señal.

4.7 Ancho de Banda Limitado


Una señal periódica está compuesta por un conjunto de intervalos de tiempo fijos (períodos) que constituyen la frecuencia de dicha señal. La frecuencia indica cuantas veces se repite la señal por cada segundo. Una señal electromagnética está compuesta por muchas frecuencias.

El espectro de una señal es el conjunto de frecuencias que constituyen la señal; y el ancho de banda es la anchura del espectro. Así, mientras mayor sea el margen de frecuencia, mayor será la amplitud de la banda y mayor la capacidad de transmisión del canal.
El ancho de banda es la capacidad de una línea para transmitir información. Se define como el rango de frecuencias en el que está contenida la mayor parte de la energía de la señal. Su unidad son los Herzios (Hz).

La necesidad de renunciar a parte de la energía de la señal al limitar el ancho de banda a un determinado intervalo de frecuencias radica en el hecho de que señales con un espectro muy amplio de frecuencias no pueden transmitirse íntegramente por el medio de transmisión, puesto que estos suelen funcionar bien exclusivamente en un determinado rango de frecuencias. Por lo tanto las frecuencias con menor energía se rechazan (se filtran). Un ejemplo muy claro de señal con espectro infinito es el pulso, base de las comunicaciones digitales.


BANDA ANCHA
La técnica de transmisión en Banda Ancha consiste en modular una señal analógica de alta frecuencia (portadora) utilizando las variaciones de amplitud de la señal de banda base que se desea transmitir.

Esto permite dividir el ancho de banda del medio de comunicación en múltiples bandas discretas que permiten la transmisión simultánea de uno o diferentes tipos de señales, como por ejemplo: Video, Audio, Voz, Datos. Todos por un mismo canal, lo que incrementa la velocidad en comparación con la banda base.

La cobertura de la banda ancha alcanza hasta los cientos de kilómetros. Para ello es necesario cambiar la forma física de la información mediante el proceso de modulación. Se cambia la forma física de la información de impulsos digitales a ondas moduladas.

En general, se dice que una señal a la que se llama portadora, está modulada por otra, cuando la segunda controla algún parámetro de la primera.

El empleo de una señal portadora radica en el hecho de que la portadora requiere un menor ancho de banda que la señal digital original para llevar a cabo su transmisión a lo largo del medio que constituye el canal de comunicación.

Tanto el cable coaxil como la fibra óptica permiten la transmisión de banda ancha debido a su capacidad.

Aunque se requiera un amplio conocimiento para su diseño y la reafinación del sistema al momento de realizarse las conexiones, es utilizada como "backbone".

4.8 Distorsión por Retardo


En medios guiados la velocidad de propagación varía con la frecuencia, esto hace que las distintas componentes espectrales de la señal no viajen todas a la misma velocidad, y que aquellas más cercanas a la frecuencia central vayan más deprisa. Consecuentemente la llegada al receptor no será simultánea, sino que ciertos componentes llegarán con retraso y es lo que llamamos distorsión de retraso. Para resolver este problema recurriremos de nuevo al uso de ecualizadores.

4.9 Ruido


El ruido es la perturbación más importante; se define como el conjunto de señales que se introducen durante la transmisión entre emisor y receptor.

El ruido se clasifica en:

Térmico: Se produce debido a la agitación de los electrones por efecto de la temperatura, es uniforme en el espectro (ruido blanco) y no se puede eliminar.

Intermodulación: Esta clase de ruido aparece cuando el sistema de transmisión es no lineal, lo que provocará la aparición de nuevas frecuencias. Las nuevas frecuencias se suman o restan con las originales dando lugar a componentes frecuenciales que antes no existían y que distorsionan la verdadera señal

Diafonía: Se produce al tener señales viajando por medios adyacentes. La señal de una línea se acopla a otra línea cercana distorsionando la señal que viajaba por allí. Esto puede ocurrir por el acoplamiento entre pares de cables cercanos, o cuando antenas de microondas captan señales no deseadas.

Impulsivo: Hasta ahora los tres tipos de ruido que habíamos visto eran predecibles y se podían modelar. Sin embargo este último tipo no es así, se trata de un rumor continúo formado por picos irregulares de una cierta duración que afectan notablemente a la señal.

4.10 Crostal



Transferencia no deseada de energía de un circuito a otro.

4.11 Ruido de Impulso



Hasta ahora los tres tipos de ruido que habíamos visto eran predecibles y se podían modelar. Sin embargo este último tipo no es así, se trata de un rumor continúo formado por picos irregulares de una cierta duración que afectan notablemente a la señal.

4.12 Ruido Blando


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