cableado estructurado

CableadoCableadoEstructuradoEstructurado

Ing. Alvaro PachónUniversidad Icesi. Enero 2003.

Diapositiva No. 2

Contenido de la Presentación

1. Introducción.

2. Normativa.

3. ¿Qué es Cableado Estructurado?

Diapositiva No. 3

Introducción.

Antecedentes en los Sistemas de Cableado.

Razones para hacer Cableado Estructurado (Motivación).

Diapositiva No. 4

Ingeniería de Cableado.Instalar el cableado de una empresa NO es aplicar cable estándar de una red para sus necesidadesinmediatas, SINO:

Especificar el espacio físico por cubrir por el cableado.

Realizar el diseño global multimedia.

Calcular los parámetros físicos respecto de distancias y ancho de banda.

Comprobar y certificar el cumplimiento de las normativas.

Implementar el diseño.

Ingeniería de Cableado.

Diapositiva No. 5

2. Relación de Normativas.

Las normas actuales sobre cableado estructurado son:

EIA/TIA/-568. Estados Unidos. Junio de 1991.

ISO/IEC 11801. Internacional. Julio de 1995.

CENELEC EN 50173. Europa. Marzo de 1996.

Diapositiva No. 6

Estándares relacionados con el CE.

ANSI/TIA/EIA-568-A.

Commercial Building Telecommunication CablingStandard.

ANSI/TIA/EIA-569.

Commercial Building Standards for TelecommunicationsPathways ans Spaces.

Diapositiva No. 7


ANSI/TIA/EIA-607.

Grounding and Bonding Requeriments forTelecommunications in Commercial Building.

ANSI/TIA/EIA-606.

Administrarion Standard for TelecommunicacionsInfraestructure of Commercial Buildings.

Diapositiva No. 8


ANSI/TIA/EIA TSB-67*.

Transmission Performance Specifications for FieldTesting of Unshielded Twisted Pair Cabling Systems

ANSI/TIA/EIA TSB-75.

Additional Horizontal Cabling Practices for Open Offices.

*Nota: TSB- Technical Services Bulletin.

3. ¿Qué es Cableado Estructurado?

“Esquema genérico de cableado de telecomunicaciones que correctamente

diseñado e instalado en edificios,cubre las necesidades de conectividad

de sus usuarios durante un largo periodo de tiempo.”

Interfaces de conexión estándares.

Arquitectura Abierta.

Diseñado e instalado como un sistema total.

Cumplimiento de estándares y normasde diseño.

Ahorro en tiempo y dinero (desde instalación

hasta operación).

Soporte de aplicaciones actuales y futuras.

Características Principales

Elementos FuncionalesEl sistema se diseña para un edificio o conjunto de edificios(Campus). Los Elementos Funcionales del Sistema son:

Distribuidor de Campus-CD.

Cable de Distribución (Backbone) de Campus.

Elementos Funcionales

Distribuidor Principal o de Edificio-BD.

Cable de Distribución (Backbone) de Edificio.

Elementos Funcionales

Sub-distribuidor de Planta-FD.

Cable Horizontal.

Toma de Información.

Subsistemas de Cableado.

Los elementos funcionales se conectan formando grupos que conforman Subsistemas de Cableado.

Subsistemasde

Cableado

Subsistema de Administración

Subsistema de Distribución de Campus.

Subsistema de Distribución deEdificio.

Subsistema de Cableado Horizontal


Subsistema de Administración

Se encuentra constituido por:

Armarios distribuidores.

Equipos de Comunicaciones.

Sistemas de Alimentación Ininterrumpida.

Cuadros de Alimentación.

Tierras.


Armarios Distribuidores

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Subsistema de Distribución de Edificio.

Subsistema de Cableado Horizontal

Constituídos por

Medio de Transmisión.

Terminación mecánica delMedio de Transmisión, regletas, paneles o tomas.

La Interconexión

Cables de Interconexión ycables puente.

Diapositiva No. 18


Subsistema de Distribución de Campus:

Forma el enlace entre los edificios, se extiende desde el Distribuidor de Campus hasta los distribuidores de Edificio.

Se encuentra formado por:

Backbone del Campus.

Distribuidor de Campus-CD.

Diapositiva No. 19


Diapositiva No. 20


Subsistema de Distribución de Edificio:

Enlaza los distintos distribuidores y subdistribuidores delmismo edificio, se extiende desde el distribuidor de edificiohasta los distribuidores de planta.


Backbone de Edificio.

Distribuidor de Edificio-BD.

Diapositiva No. 21

Subsistemas de Distribución de Edificio.

Backbone de Edificio.

Distribuidor de Edificio-BD.

Diapositiva No. 22

Patch Cords(Cables de Interconexión)

Subsistema de Distribución.

Diapositiva No. 23

FibraOptica

EquiposActivos

Subsistema de Administración.

Diapositiva No. 24

Servicios de Datos(Equipos)

Backbone

Puntos de Usuario

Servicios de Voz


Servicios de Datos

Diapositiva No. 25

110_Cross_Connect


Diapositiva No. 26


Diapositiva No. 27

Patch Panel-FO


Diapositiva No. 28

Wall-Mount Enclosure-FO


Diapositiva No. 29


Diapositiva No. 30



Subsistema de Cableado Horizontal:Se extiende desde el distribuidor de planta-FD, hasta elpunto de acceso.


Subdistribuidor de Planta.FD.

Cable Horizontal.

Punto de Acceso.

-Terminaciones mecánicas (regletas o paneles) delcable horizontal.

- Cables puentes: Permiten configurar las conexionesde cableado horizontal.

Diapositiva No. 32

Subsistema de Cableado Horizontal.

El Cable Horizontal: Compuesto por un cable individual y continuo que conecta el punto de acceso y el distribuidor de planta.

Puede contener un solo Punto de Transición entrecables con características eléctricas equivalentes.

Utiliza Topología en Estrella.

Diapositiva No. 33


Diapositiva No. 34


Cable UTP, de 4 pares, a 100 Ohmios.

Cable STP, de 4 pares a 150 Ohmios.

Cable de Fibra Optica Multimodo62,5/125 µm, dos fibras.

Mediosde

Transmisión

Diapositiva No. 35


Diapositiva No. 36


Puntos de usuario que permitenconectar equipos terminales de datos

a través del Cordón Adaptador.

Puntos de Acceso:

Accesorios de Conexión -UTP de 100 Ohmios:

El cable debe terminar en un jackmodular de 8 posiciones.

Diapositiva No. 37


Faceplates:

Diapositiva No. 38


Dos esquemas de conexión:

T568-A T568-B

Diapositiva No. 39

Conectores de Fibra.

Diapositiva No. 40


Conector SC

Diapositiva No. 41


Conector LC

Diapositiva No. 42

Area de Trabajo.

Se extiende desde el toma de información en la paredhasta el equipo del usuario y comprende los elementosque permiten al usuario conectarse a los distintos serviciosde telecomunicaciones.

Se diseña para hacer cambios, modificaciones y adicionesfácilmente.

Diapositiva No. 43

Cuarto de Telecomunicaciones.

Son espacios acondicionados para albergar los distribuidoresy la electrónica de red.

Deben estar acondicionados para proporcionar proteccióncontra interferencia electromagnética, seguridad, alimentaciónregulada de potencia, alimentación ininterrumpida (UPS).

Los distribuidores están instalados en armarios metálicos tipoRack. Las conexiones se realizan a través de Patch Pannels.

Electrónica de Red: Son los equipos activos conectados a los cables, realizan todas las funciones inteligentes de la red (hubs, switches, enrutadores, etc.)

Diapositiva No. 44

Cuarto de Equipos.

Es un espacio centralizado de uso específico para equipode telecomunicaciones como una central telefónica, equipode cómputo, etc.

Las funciones de un cuarto de telecomunicaciones pueden ser proporcionadas por un cuarto de equipo.

Los cuartos de equipo se consideran distintos de los cuartosde telecomunicaciones por la naturaleza, costo, tamaño y/ocomplejidad del equipo que contienen.

Los requerimientos del cuarto de equipo se especifican en los estándares ANSI/TIA/EIA-568-A y ANSI/TIA/EIA-569.

Subsistema de un Cableado Estructurado

Diapositiva No. 46

Contenido de la Presentación

1. TSB 75.

2. Certificación.

3. Parámetros del Enlace.

Diapositiva No. 47

TSB-75. Prácticas para Oficinas Abiertas.

Cuando se instalan sitios a gran distancia, y luego se hacen cambios en los muebles modulares, se tiene que desechar todo el cable instalado.

Esta práctica resulta demasiado costosa.

TSB 75:

Permite administrar un sistema de cable centralizadoa la vez que permite hacer cambios o remodelaciones fáciles en “oficinas abiertas”.

Diapositiva No. 48

TSB-75. Prácticas para Oficinas Abiertas.

TSB 75:

Permite cambios en el cableado cuando los mueblesmodulares de oficinas son reorganizados.

Aplicable SOLO para sistemas de muebles modulares,se prohibe en oficinas de paredes falsas o de ladrillos.

Dos configuraciones

permitidas

1- Ensamble de Salidas de Telecomunicaciones Multisuaurio.(MUTOA=Multiuser TelecommunicationsOutlet Assembly).

2- Punto de Consolidación-PC.

Diapositiva No. 49

TSB-75/MUTOA.

Diapositiva No. 50

TSB-75/MUTOA.

Cada MUTOA debe dar servicio a un máximo de seis (6) áreasde trabajo o 12 salidas.

Debe quedar instalado de forma permanente.

Debe ser fácilmente accesible y no estar localizado en unpiso o techo falso.

NO se debería llevar un MUTOA a otro piso.

Diapositiva No. 51

TSB-75/Punto de Consolidación.

Diapositiva No. 52

TSB-75/Punto de Consolidación.

Punto de Consolidación:

Es un punto de interconexión en el cableado horizontal.

Recomendado cuando se anticipa una gran cantidad de cambios.

NUNCA se debe usar un punto de consolidación como“cross-connection”.

No se permite más que un solo Punto de Consolidación paracada corrida de cable.

Diapositiva No. 53

Clasificación según Categorías.

Diapositiva No. 54

Clasificación según Categorías.

Características:

En la actualidad se compra el material según categoríaspero se certifica por enlaces (clases).

Un cableado instalado con material categoría 5 puede NO funcionar a las frecuencias deseadas.

Mala instalación. Cable destrenzado.Conectores mal ensamblados.Poca protección ángulos de giro críticos.

Causas:

Diapositiva No. 55

Normativa por Clases.

Esta normativa NO define la calidad de los componentessino que exige unos parámetros de calidad de la instalaciónde extremo-a-extremo.

Diapositiva No. 56

EspecificacionesEspecificacionesRecientesRecientes

Diapositiva No. 57

Origen.

Surgen nuevos estándares de cableado motivados por:

Nuevas redes de alta velocidad en el mercado: ATM yGigabitEthernet.

Precios elevados de la fibra y sus conectores.

Las más recientes categorías son:

Categoría 5E.

Categoría 6.

Categoría 7.

Diapositiva No. 58

Categoría 5E.

Aprobada el 13/Dic/1999 por la especificación 568A-5.

Extensión de la Categoría 5, sobre el mismo ancho de banda 100 Mhz.

Se recomienda que las nuevas instalaciones sean del tipo “5E” para satisfacer los requerimientos mínimos de este documento.

Especifica los requerimientos necesarios para soportardesarrollos en tecnología (ELFEXT, Return Loss).

Establece los requerimientos para que un canal de cuatro conectores soporte aplicaciones con esquemade transmisión full-duplex (GbE).

Diapositiva No. 59

Categoría 6.

Las normas propuestas describen un nuevo rango de rendimiento para cable UTP.

Los requerimientos para categoría 6/clase E seespecifican para un ancho de banda de 250 MHz.

Establece la interfaz RJ-45 como la interfaz del área de trabajo para ser consistente con los requerimientos de categoría/clase existentes.

Diapositiva No. 60

Categoría 7.

Los requerimientos propuestos para Categoría 7/clase F se están desarrollando.

La Categoría 7 será probablemente soportada por unnuevo diseño para la interfaz.

La Categoría 7 será también compatible con categorías de más bajo rendimiento.

Considera como medio físico de transmisión Cable Apantallado.

Los requerimientos para categoría 7 se especificarán en una banda de frecuencia de 1-600 MHz.

Diapositiva No. 61

Parámetros del Enlace.

Impedancia característica.

Atenuación.

Pérdidas de Retorno.

Relación Atenuación/Diafonía (ACR).

Resistencia DC

Retardo de Propagación.

Balanceo.

Diapositiva No. 62

Impedancia Característica.

Impedancia característica:

Es la impedancia que presentaría una línea de transmisión de longitud infinita.

En un sistema que trabaja a máxima eficiencia:

La impedancia del transmisor, la del receptor y la del cable deben ser iguales,

El desacople de impedancias producirá reflexiones que degradan el funcionamiento del sistema.

Diapositiva No. 63

Crosstalk

Crosstalk.

Es la fuente primaria de ruido transmitido al receptor.

Ocurre cuando un par de cobre induce ruido indeseado enotro par.

Fuentes más complejas de crosstalk se vuelven mássignificantes a altas frecuencias.

Su efecto combinado se calcula matemáticamente a travésdel Método de Power Sum.

Diapositiva No. 64

Crosstalk

En un cable de cuatro pares, el crosstalk es medido paracada una de los seis pares de combinaciones.

El crosstalk del peor par (“Worst Pair Crosstalk”)es la peor de las seis medidase indica un desempeño mínimo.

Diapositiva No. 65

Crosstalk

A altas frecuencias,diferentes tipos de

crosstalk se pueden generar

NEXT (Near-End Crosstalk)

FEXT (Far-End Crosstalk)

ELFEXT (Equal Level Far-EndCrosstalk)

Cuando todos los pares se energizan a tasas de Gigabit,NEXT y FEXT son generados por cada par.

Estos cálculos pueden ser matemáticamente “power-summed” para obtener una medida más precisa del ruidototal producido por los pares adyacentes.

Diapositiva No. 66

Paradiafonía (NEXT)

NEXT- Near End Crosstalk.

Es el acoplo electromagnético (capacitivo o inductivo)entre dos circuitos físicamente aislados. Una señal en uncircuito provoca ruido parásito en el otro.

Es el “ruido acoplado” a un par por efecto de transmisión en otro cercano.

Diapositiva No. 67


Diapositiva No. 68


Se presenta en los primeros 10 mts. Entre el equipo y elenlace.

Cada par de cables es medido con relación a pares restantesa diferentes frecuencias desde 1 Mhz hasta 100 Mhz.

Diapositiva No. 69

Atenuación.

Es una medida de la disminución de la intensidadde la señal a lo largo de una línea de transmisión.

Diapositiva No. 70

Atenuación.

Fuentes/Causa:

Características eléctricas del material del cable y de su construcción.

Pérdidas de inserción debido a malas terminaciones.

Efectos:

Por encima de determinadas pérdidas la transmisiónNO es fiable.

Diapositiva No. 71

Atenuación.

Es función de (se incrementa con):

Frecuencia.

Temperatura:

Cat 3: 1,5 % por grado C.Cat 4 y 5: 0,4 por grado C.

Longitud del Enlace.

Conducto Metálico.

Humedad Relativa.

Diapositiva No. 72

Relación Atenuación/Paradiafonía.

La atenuación y el crosstalk se encuentran activossimultáneamente en la transmisión de señal sobrepares trenzados.

Razón Atenuación a Crosstalk.

Su efecto combinado es caracterizado por el valorde ACR (Attenuation-to-Crosstalk Ratio).

Permite determinar la capacidad de transmisión deun sistema de cableado.

Diapositiva No. 73

Relación Atenuación/Paradiafonía.

Equivalente a la relación Señal/Ruido en un circuito:

Permite definir el ancho de banda de una señal donde las relaciones señal/ruido son suficientes para soportar ciertas aplicaciones.

Diapositiva No. 74

La resistencia en continua NO debe superar losvalores mínimos.

Se debe cumplir lo siguiente:

Clase A : < 560 Ohmios.Clase B: < 170 Ohmios.Clase C y D: < 40 Ohmios.

Resistencia de DC.

Este valor se obtiene cortocircuitando los extremosde un par y midiendo la resistencia en el otro.

Diapositiva No. 75


Cuando se utilizan transmisiones full duplex surge un nuevo tipo de ruido.

Cuando un transmisor inyecta señal en un par, cualquier reflexión de la señal puede convertirseen ruido.

Las reflexiones en la señal pueden ser causadas pordesacople de impedancias.

Las pérdidas de retorno definen la cantidad dereflexión de la señal.

Diapositiva No. 76


Return Loss mide entonces la uniformidad de laimpedancia característica del cable.

Son las pérdidas producidas por NO adaptar los cables en sus terminaciones. Se ven afectadas porel diseño y manufactura del cable.

Aplicaciones emergentes, como Gigabit Ethernet, que utilizan esquemas full-duplex pueden verse muy afectadas por este fenómeno.

Diapositiva No. 77

Retardo de Propagación.

Es equivalente al tiempo que transcurre entre latransmisión de una señal y la recepción en el otroextremo del cable.

La diferencia de propagación es la diferente entre elpar con menos retardo y el par con más retardo.

Los errores de transmisión asociados con retardoexcesivo y diferencias de propagación provocan unaumento de perturbaciones oscilatorios y errores de bit.

Diapositiva No. 78

Nuevos Nuevos Parámetros.Parámetros.

Diapositiva No. 79

Parámetros Cableado.

Cuando se maneja Ethernet a 1 Gb, la TIA desarrollóun anexo a la norma: 568A-5 o CATEGORIA 5e.

En la especificación TSB-95 define la medición de lossiguientes parámetros:

FEXT (Far-End Crosstalk )

ELFEXT (Equal-Level Far-End Crosstalk)

PSNEXT ( Power Sum NEXT )

PSELFEXT (Power Sum Equal-Level Far-End Crosstalk)

Diapositiva No. 80

FEXT ( Far-End Crosstalk )FEXT ( Far-End Crosstalk )

FEXT (Far-End Crosstalk Loss) Pérdida de Crosstalk de extremo lejano.

Definida como:

Una medida de acoplamiento de señal indeseada que un transmisor, en el extremo cercano, producesobre un par vecino y medido en el extremo lejano.

Diapositiva No. 81


Diapositiva No. 82


Se debe considerar no solo del ruido en el extremo cercano del canal, sino también el ruido resultante generado por el extremo lejano.

Con la introducción de transmisión full duplex:

Las señales se envían y reciben simultáneamente porpares múltiples en ambos extremos del canal decableado.

Diapositiva No. 83

DELAY SKEW (Sesgo por retardo )DELAY SKEW (Sesgo por retardo )DELAY SKEW (Sesgo por retardo )

El tiempo requerido para que una señal viaje a travésdel cable se denomina Retraso de Propagación.

Dado que cada par tiene un grado diferente de torsión,sus longitudes eléctricas pueden variar, y sus retrasos,por consiguiente.

El “Delay Skew” es una medida de la diferencia entreel retraso en el par más rápido y el retraso en el parmás lento.

Diapositiva No. 84

DELAY SKEW (Sesgo por retardo )DELAY SKEW (Sesgo por retardo )DELAY SKEW (Sesgo por retardo )

Diapositiva No. 85

Power Sum-PSPowerPower SumSum--PSPS

Es la suma matemática del ruido total producido portodos los pares adyacentes.

Diapositiva No. 86

Power Sum-PSPowerPower SumSum--PSPS

Power Sum Crosstalk.

PS ACR.

PS NEXT.

PS FEXT.

PS ELFEXT.

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