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Trabajo Fin de Grado

"DISEÑO FÍSICO DE UNA RED DE DATOS LAN Y WLAN PARA UN

EDIFICIO POLIVALENTE EN MALAUI"

JOSUÉ LÓPEZ COLLADOCuenca, Julio, 2015

Resumen

El objetivo de este TFG es el diseno de la capa fısica para una red LAN y WLAN

de un edificio polivalente en Malaui.

Las normativas y estandares que se utilizan para el proyecto son los americanos, que se

toman como referencia para paıses en vıas de desarrollo. Todas las fases del proyecto tienen

una parte de dimensionamiento y diseno, precedidas de un estudio de las normativas y

marcos teoricos de ejecucion de las mismas.

El diseno del cableado estructurado se divide en dos partes muy diferenciadas; las

canalizaciones que soportaran el sistema, y el cableado que sera el medio de transmision

de la red LAN.

Las canalizaciones disenadas permitiran una facil instalacion y han de estar preparadas

para futuros crecimientos de la red.

El cableado se implementa con una topologıa en estrella como recomienda el estandar

(ANSI/TIA/EIA: 568-C). El tipo de cable utilizado es de categorıa 6 al igual que el resto

de componentes de la red. Esto permite que la red disenada sea duradera y de muy alto

rendimiento bajo las aplicaciones actuales. Con los equipos seleccionados se busca, una

maxima compatibilidad y fiabilidad, por ello son todos del mismo fabricante y de altas

prestaciones.

Para la red WLAN se utiliza el estandar 802.11n, que puede trabajar para las

bandas de frecuencia de 2.4 y 5 GHz, haciendolo compatible con todas las versiones

anteriores. Se utilizara la banda de 5 GHz que esta menos congestionada y permite un

mayor rendimiento al sistema. Para el diseno se usaran como criterios el dimensionamiento

de usuarios potenciales de la red y la capacidad del sistema para cada uno de ellos.

Abstract

The main aim of this Final Degree Project consists on designing the physical layer

for a LAN and WLAN network. We will carry out it on a multi-purpose building in

Malaui.

The regulations to be used in this project will be the American ones. Every stage in this

project has got a piece of sizing and design. Before doing so, we need to take into account

the regulations and the theoretical framework.

The cabling structured design is driven a wedge between the pathways and the

cabling.

The pathways will allow us an easy installation and it will be prepared for a future network

growth.

The cabling is implemented with ?star topology? recommended by ANSI/TIA/EIA: 568-

C. The cable used is number six so as to be long-lasting and high performance. All the

equipment is based on the same manufacturer in order to search for compatibility and

reliability.

The WLAN network uses standard 802.11n. It could work with 2.4 and 5 GHz

frequency bands. We will mainly use 5GHz band because of its high performance. Design

criteria will be considered the number of potential users and the system capacity for each.

Indice general

I Memoria 1

1. Introduccion 3

1.1. Antecedentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

1.2. Motivaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

1.3. Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

1.3.1. Objetivos del Cableado Estructurado. . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

1.3.2. Objetivos de la Red Inalambrica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

2. Descripcion del Edificio. 9

2.1. Descripcion Fısica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.2. Funcionalidad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

3. Cableado Estructurado. 13

3.1. Normativa de referencia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

3.1.1. Organismos de Estandarizacion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

3.1.2. Normas Cableado Estructurado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

3.2. Espacios y Canalizaciones del Sistema de Cableado. . . . . . . . . . . . . . 17

iii

3.2.1. Instalacion de Entrada. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

3.2.2. Sala de equipos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

3.2.3. Canalizaciones del Cableado Vertical (Backbone). . . . . . . . . . . 19

3.2.3.1. Secciones de las canalizaciones. . . . . . . . . . . . . . . . 19

3.2.4. Salas de Telecomunicaciones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

3.2.5. Canalizaciones de Cableado Horizontal. . . . . . . . . . . . . . . . . 22

3.2.5.1. Tipos de canalizaciones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

3.2.5.2. Distancias a cables de energıa. . . . . . . . . . . . . . . . . 24

3.2.6. Areas de trabajo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

3.3. Tierras para Sistemas de Telecomunicaciones. . . . . . . . . . . . . . . . . 25

3.3.1. Barra principal de tierra para telecomunicaciones (TMGB). . . . . . 25

3.3.2. Barras de tierra para telecomunicaciones(TGB). . . . . . . . . . . . 25

3.3.3. Backbone de tierras(TBB). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

3.4. Descripcion de la Arquitectura de Red. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

3.4.1. Topologıa e Infraestructura de Red. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

3.4.2. Distribuidor principal (Main Cross-Connect). . . . . . . . . . . . . 29

3.4.3. Distribucion central de cableado (Backbone distribution). . . . . . . 30

3.4.4. Distribuidores o repartidores Horizontales (Horizontal Corss-

Connect). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

3.4.5. Distribucion Horizontal de cableado (Horizontal Distribution) . . . 32

3.4.6. Areas de Trabajo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

3.5. Justificacion Tecnica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

3.5.1. Tecnologıa utilizada en el medio de Transmision. . . . . . . . . . . . 33

3.5.1.1. Cable de par trenzado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

3.5.1.2. Fibra Optica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34

3.5.2. Verificacion y Comprobacion del cableado. . . . . . . . . . . . . . . 35

3.5.2.1. Pruebas para cableado de par trenzado. . . . . . . . . . . 36

3.5.3. Criterios de diseno. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

3.5.4. Dimensionamiento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

3.5.4.1. Planta Baja. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

3.5.4.2. Planta Primera. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40

3.6. Diseno de la Red de Cableado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

3.6.1. Cableado Vertical (BackBone). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

3.6.2. Cableado Horizontal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

3.6.3. Elementos interconexion Red Troncal. . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

3.6.3.1. Router. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 44

3.6.3.2. Switch Principal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

3.6.3.3. Patchpannel Fibra. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

3.6.3.4. Conectores Fibra optica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

3.6.4. Elementos interconexion Red Horizontal. . . . . . . . . . . . . . . . 47

3.6.4.1. Switch Secundarios. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

3.6.4.2. Patchpannel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

3.6.5. Latiguillos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

3.6.5.1. Conectores de Cobre. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

3.6.6. Elementos auxiliares. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

3.6.6.1. Tomas en Pared. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

3.6.6.2. Armarios. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

3.6.7. Resumen Materiales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

3.6.8. Distribucion final de canalizaciones y cableado. . . . . . . . . . . . 52

3.6.8.1. Canalizaciones y Etiquetado Planta Baja. . . . . . . . . . 52

3.6.8.2. Canalizaciones y Etiquetado Planta Primera. . . . . . . . 52

3.6.8.3. Topologıa y etiquetado de de la Red. . . . . . . . . . . . . 54

3.6.8.4. Conexionado de equipos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

4. Despliegue de la Red Inalambrica. 57

4.1. Introduccion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

4.2. Redes Inalambricas IEEE 802.11. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

4.3. Arquitectura de Red Inalambrica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

4.3.1. (Basic Service Set o Conjunto de Servicio Basico) . . . . . . . . . . 62

4.3.2. Servicios asociados a los distintos elementos de la arquitectura . . . 63

4.4. Estandares IEEE 802.11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

4.4.1. 802.11a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

4.4.2. 802.11b . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

4.4.3. 802.11g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

4.4.4. 802.11n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

4.5. Tecnicas de transmision de los estandares 802.11 . . . . . . . . . . . . . . . 68

4.5.1. OFDM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

4.5.2. MIMO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

4.6. Diseno de la Red Inalambrica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

4.6.1. Cobertura Radioelectrica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

4.6.2. Capacidad del sistema. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

4.6.3. Accesibilidad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

4.6.4. Seguridad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

4.6.5. Dimensionamiento del sistema. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

4.6.5.1. Calculo de la capacidad del sistema. . . . . . . . . . . . . 74

4.6.6. Planificacion Radioelectrica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

4.6.6.1. Tablas resumen Puntos de Acceso. . . . . . . . . . . . . . 75

4.6.7. Equipos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

4.6.8. Ubicacion Puntos de Acceso. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

4.6.8.1. Puntos de acceso Planta Baja. . . . . . . . . . . . . . . . . 77

4.6.8.2. Cobertura Radioelectica Puntos de acceso Planta Baja. . . 77

4.6.8.3. Puntos de acceso Planta Primera. . . . . . . . . . . . . . . 78

4.6.8.4. Cobertura Radioelectica Puntos de acceso Planta Primera. 80

5. Conclusiones. 81

5.1. Conclusiones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

5.2. Lıneas Futuras de Desarrollo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

Bibliografıa. 85

II Planos. 87

Planos. 89

1.1. Plano General Distribucion del Edificio. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89

1.2. Plano Situacion Armarios de Telecomunicaciones y Cableado Troncal. . . . 91

1.3. Plano Canalizaciones y Tomas. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93

1.3.1. Plano Canalizaciones y Tomas Planta Primera. . . . . . . . . . . . 93

1.3.2. Plano Canalizaciones y Tomas Planta Baja. . . . . . . . . . . . . . 95

1.4. Plano Topologıa y Etiquetado de la Red. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97

1.5. Plano Situacion Puntos de Acceso Inalambricos. . . . . . . . . . . . . . . . 99

1.5.1. Plano Cobertura Radioelectrica Planta Primera. . . . . . . . . . . . 101

1.5.2. Plano Cobertura Radioelectrica Planta Baja. . . . . . . . . . . . . . 103

1.5.3. Plano Distribucion de Equipos en el RACK. . . . . . . . . . . . . . 105

III Pliego de Condiciones Particulares. 107

Cableado estructurado. 109

1.1. Canalizaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

1.1.1. Tubo PVC rıgido 50mm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109

1.1.2. Bandeja rejilla portacable. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

1.1.3. Tubo PVC corrugado 50mm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110

1.2. Cableado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111

1.2.1. Fibra Optica . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 111

1.2.2. Cable par trenzado . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112

1.3. Elementos de interconexion . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

1.3.1. Elementos Activos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

1.3.2. Elementos Pasivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119

1.3.3. Elementos auxiliares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 121

1.3.3.1. Armarios de telecomunicaciones . . . . . . . . . . . . . . . 121

Red Inalambrica. 123

1.4. Puntos de acceso inalambricos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 123

IV Presupuesto 125

1.1. Cableado Estructurado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

1.1.1. Red Troncal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127

1.1.2. Red Horizontal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128

1.2. Red Inalambrica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 128

1.3. Totales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129

Indice de figuras

1.1. Red LAN-WLAN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

1.2. Enlaces Fibra Sur de Africa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

2.1. Distribucion espacios Planta Baja. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11

2.2. Distribucion espacios Planta Primera. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

3.1. Organismos de Estandarizacion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

3.2. Sala equipos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19

3.3. Tabla Calculo Secciones de Canalizaciones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

3.4. Tubos PVC rıgido. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20

3.5. Sala Telecomunicaciones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

3.6. Bandeja portacable metalica de rejilla. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

3.7. Tubo PVC corrugado doble capa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23

3.8. Tabla Distancias Cables de Energıa. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

3.9. Esquema del sistema de cableado recomendado en 568-C.0. . . . . . . . . . 27

3.10. Diagrama ubicacion componentes funcionales cableado. . . . . . . . . . . . 29

3.11. Distribucion jerarquica de cableado del tipo estrella. . . . . . . . . . . . . . 30

3.12. Cable UTP categorıa 6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33

xi

3.13. Distancias y Velocidades de estandares de fibra optica. . . . . . . . . . . . 34

3.14. Procedimientos de verificacion de enlaces. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35

3.15. Grafica calculo ACR. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37

3.16. Valores lımite de las clases de cable de cobre. . . . . . . . . . . . . . . . . . 38

3.17. Diagrama de bloques de la Red. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

3.18. Modelo Conexion Cruzada. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

3.19. Router ISR 4451-X. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

3.20. Switch Catalyst 2960-X 24 puertos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45

3.21. Panel interconexion fibra optica 24 puertos. . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

3.22. Estructura externa Conector SC. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46

3.23. Switch Catalyst 2960-X 48 puertos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47

3.24. Paneles de interconexion de 48 puertos categorıa 6. . . . . . . . . . . . . . 48

3.25. Latiguillos de 2m de categorıa 6. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

3.26. Conector modular Hembra. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

3.27. Tipos conectores modulares. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

3.28. Placa de pared. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

3.29. Armarios de Sala Telecomunicaciones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50

3.30. Distribucion y etiquetado final de tomas en la Planta Baja. . . . . . . . . . 52

3.31. Distribucion y etiquetado final de tomas en la Planta Primera. . . . . . . . 53

3.32. Topologıa y Etiquetado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54

3.33. Conexionado de equipos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55

4.1. Componentes de una WLAN. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61

4.2. Diagramas diferentes topologıas BSS. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63

4.3. Grafica comparativa modulacion OFDM. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69

4.4. Punto de Acceso inalambrico. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

4.5. Puntos de Acceso Planta Baja. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77

4.6. Cobertura Radioelectrica Puntos de Acceso Planta Baja. . . . . . . . . . . 78

4.7. Puntos de Acceso Planta Primera. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79

4.8. Cobertura Radioelectrica Puntos de Acceso Planta Primera. . . . . . . . . 80

Indice de tablas

3.1. Recomendaciones Tamano Sala de Telecomunicaciones. . . . . . . . . . . . 21

3.2. Comparacion recomendacion 568-C.0-1. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28

3.3. Numeracion y Etiquetado Tomas Planta Baja. . . . . . . . . . . . . . . . . 40

3.4. Numeracion y Etiquetado Tomas Planta Primera. . . . . . . . . . . . . . . 40

3.5. Distancia a tomas desde panel de interconexion de la planta baja. . . . . . 43

3.6. Distancia a tomas desde panel de interconexion de la planta primera. . . . 44

3.7. Resumen equipos y materiales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

4.1. Familia estandares 802 IEEE. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

4.2. Evolucion Estandares 802.11. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

4.3. Resumen servicios estandar 802.11. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65

4.4. Tecnicas de transmision de los estandares 802.11 mas utilizados. . . . . . . 68

4.5. Rango de canales para 802.11n y 5Ghz. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

4.6. Calculo usuarios potenciales Planta Baja. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

4.7. Calculo usuarios potenciales Planta Primera. . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

4.8. Resumen Puntos de Acceso. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

4.9. Punto de Acceso 1 Planta Baja. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

xv

4.10. Punto de Acceso 2 Planta Baja. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

4.11. Puntos de Acceso 1 Planta Primera. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75

4.12. Puntos de Acceso 2 Planta Primera. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

Parte I

Memoria

1

Capıtulo 1

Introduccion

Indice1.1. Antecedentes . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

1.2. Motivaciones . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

1.3. Objetivos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

1.3.1. Objetivos del Cableado Estructurado. . . . . . . . . . . . . . . 6

1.3.2. Objetivos de la Red Inalambrica. . . . . . . . . . . . . . . . . . 7

En este capıtulo se describiran brevemente las redes de area local, se pondra en

antecedentes el proyecto y los objetivos que nos hemos marcado.

4 1.1. Antecedentes.

Las redes de area local (LAN), son de propiedad privada, con una extension

limitada. Se usan para conectar computadoras personales o estaciones de trabajo entre

ellas y con Internet con objeto de compartir recursos e intercambiar informacion. Estan

restringidas en tamano, lo cual significa que el tiempo de transmision, en el peor de los

casos, se conoce, lo que permite cierto tipo de disenos (deterministas) que de otro modo

podrıan resultar ineficientes. Ademas, simplifica la administracion de la red. En las redes

de area local, el medio de interconexion puede ser por cable o de manera inalambrica o

por ambas opciones: WLAN (Wireless Local Area Network).

Figura 1.1: Red LAN-WLAN.

1.1 Antecedentes

El edificio a dotar de la red, formo parte de un concurso para el diseno de un

Centro Social Polivalente en Lilongue, Malaui. Finalmente, no fue el elegido y se cedieron

los planos para la realizacion de este Trabajo Fin de Grado.

Malaui es un paıs sin salida al mar ubicado en el sureste de Africa, limita con

Zambia al noroeste, con Tanzania al noreste y con Mozambique al este, sur y oeste. El

paıs esta separado de Tanzania y Mozambique por el lago Malaui.

Capıtulo 1.Introduccion 5

Hasta el ano 2009, Malaui, utilizaba enalces de microondas con una antiguedad de

20 anos. El acceso a internet era caro y lento entre 128 Kbps y 784 Kbps. Ademas, se

limitaban a los principales centros urbanos de Blantyre, Lilongwe, Mzuzu y Zomba.

En 2008 MTL (Malaui Telecommunicatios Limited) se embarco en un proyecto de ac-

tualizacion masiva de su red, abriendo un enlace de fibra optica conectando a traves de

Mozambique con los cables submarinos del Oceano Indico (Figura 1.2) consiguiendo un

ancho de banda de 10 Gbps.

Figura 1.2: Enlaces Fibra Sur de Africa.

1.2 Motivaciones

El ultimo paso de formacion de la titulacion es el TFG y es una oportunidad para

completar los estudios tecnicos del Grado y enfocarnos a un futuro profesional. Para

complementar la formacion adquirida entre la titulacion y el curso CCNAv5 Routing

and Switching, se decide realizar un proyecto de diseno de la capa fısica de una red de

cableado y una red inalambrica para un edificio comercial. La realizacion de este proyecto

aportara los conocimientos para la aplicacion de las normativas especıficas y el uso de

herramientas tecnicas de diseno como Autocad.

6 1.3. Objetivos.

1.3 Objetivos

La finalidad del presente Trabajo Fin de Grado es realizar el diseno de una red

local de datos para un edificio comercial segun las normativas y estandares americanos.

Ello exigira, a nivel personal, una ampliacion tanto a nivel legislativo como a nivel

tecnico, ya que los conceptos nuevos que aparecen son muy numerosos, y tambien las

herramientas que es necesario manejar.

Para el desarrollo del proyecto tecnico se dispone de los planos de un edificio. Se

trabajara sobre ellos, y se implementara dotandolo de todos los equipos, medios fısicos e

inalambricos que sean necesarios. Se deben estudiar los estandares a utilizar, para cono-

cer la estructura que se sigue para el diseno, el dimensionamiento de los sistemas y las

caracterısticas tecnicas mınimas a cumplir.

El presupuesto debe ser el menor posible sin penalizar la durabilidad de las instalaciones

y equipos.

1.3.1. Objetivos del Cableado Estructurado.

1. Disenar las canalizaciones basandonos en las normativas indicadas y previniendo

futuras ampliaciones

2. Documentar el diseno del cableado estructurado que se desea implantar, identifican-

do los diferentes subsistemas que lo componen.

3. Disenar una red de canalizaciones que soporten el medio fısico que dotara de servicio

a la red.

4. Justificacion tecnica del medio de transmision empleado para cada parte de la ar-

quitectura de red.

5. Eleccion de los equipos que seran necesarios para ofrecer un servicio optimo, esca-

lable y duradero al edifico.

Capıtulo 1.Introduccion 7

1.3.2. Objetivos de la Red Inalambrica.

1. Estudio de la arquitectura de red inalambrica optima para el edificio.

2. Estudiar los estandares y sus medios de transmision.

3. Diseno de la red inalambrica, definiendo su cobertura, capacidad, accesibilidad y

dimensionamiento.

4. Eleccion de los equipos.

Capıtulo 2

Descripcion del Edificio.

Indice2.1. Descripcion Fısica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10

2.2. Funcionalidad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

En este capıtulo se describe el edificio, los requisitos necesarios, accesos y necesida-

des.

10 2.1. Descripcion Fısica.

2.1 Descripcion Fısica.

Edificio de nueva construccion, destinado a albergar un centro social polivalente.

Esta compuesto por 2 plantas:

La planta baja, por la que se accede al edificio, con varias oficinas de atencion al ciudadano,

una conserjerıa, un salon de actos para 100 personas y una cafeterıa para trabajadores

y visitantes. En la planta primera se ubican distintas dependencias administrativas y de

direccion del centro, una sala de reuniones y una biblioteca.

Planta Baja: 484 m2.

En la Planta Baja la superficie util de trabajo son 436,78 m2 distribuidos de la

siguiente manera (Figura 2.1):

• 9 oficinas despachos del tipo A de 9 m2.

• 2 despachos del tipo B de 13,65 m2.

• Oficina de conserjes de 13,65 m2.

• Salon de actos para 100 personas de 146,41 m2.

• Zonas de paso, escaleras, banos y pasillos 168,42 m2.

Planta Primera: 484 m2.

En la Planta Primera existe una superficie util de trabajo menor, 341,895 m2. Parte

de esta superficie la ocupa el salon de actos de la planta inferior que posee dos alturas.

La sala de espera de esta planta posee una terraza que da al Hall de entrada del

edificio (Figura 2.2):

• 6 despachos del tipo B de 13,65 m2.

• 2 Despachos de direccion general de 13,65 m2.

• Secretarıa con 13,65 m2.

• Biblioteca de 41,86 m2.

Capıtulo 2.Descripcion del Edificio. 11

• Sala de juntas-reuniones de 41,86 m2.

• Zonas de paso, escaleras, banos y pasillos 121,325 m2.

Figura 2.1: Distribucion espacios Planta Baja.

12 2.2. Funcionalidad.

Figura 2.2: Distribucion espacios Planta Primera.

2.2 Funcionalidad.

Se desea dotar de una red de cableado de datos para todas areas de trabajo del

edificio. Para ello se dispondran del numero de tomas de datos de acuerdo a la normativa

vigente, con un pequeno sobredimensionamiento que permita futuras ampliaciones y

mayores tasas de trafico.

Tambien se desea permitir el acceso inalambrico para los trabajadores y de las per-

sonas que visiten el centro. Para ello se disenara una red inalambrica, capaz de soportar

el acceso de todos los usuarios potenciales. Se dispondran de puntos de acceso inalambri-

cos independientes por cada planta. Para tener acceso inalambrico se debera crear un

proceso de autenticacion por el cual el usuario debera identificarse e introducir contrasena.

Capıtulo 3

Cableado Estructurado.

Indice3.1. Normativa de referencia. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

3.1.1. Organismos de Estandarizacion. . . . . . . . . . . . . . . . . . 15

3.1.2. Normas Cableado Estructurado. . . . . . . . . . . . . . . . . . 16

3.2. Espacios y Canalizaciones del Sistema de Cableado. . . . . . 17

3.2.1. Instalacion de Entrada. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17

3.2.2. Sala de equipos. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18

3.2.3. Canalizaciones del Cableado Vertical (Backbone). . . . . . . . . 19

3.2.4. Salas de Telecomunicaciones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21

3.2.5. Canalizaciones de Cableado Horizontal. . . . . . . . . . . . . . 22

3.2.6. Areas de trabajo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

3.3. Tierras para Sistemas de Telecomunicaciones. . . . . . . . . . 25

3.3.1. Barra principal de tierra para telecomunicaciones (TMGB). . . 25

3.3.2. Barras de tierra para telecomunicaciones(TGB). . . . . . . . . 25

3.3.3. Backbone de tierras(TBB). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26

3.4. Descripcion de la Arquitectura de Red. . . . . . . . . . . . . . 26

3.4.1. Topologıa e Infraestructura de Red. . . . . . . . . . . . . . . . 26

3.4.2. Distribuidor principal (Main Cross-Connect). . . . . . . . . . . 29

3.4.3. Distribucion central de cableado (Backbone distribution). . . . 30

3.4.4. Distribuidores o repartidores Horizontales (Horizontal Corss-Connect). . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31

3.4.5. Distribucion Horizontal de cableado (Horizontal Distribution) . 32

3.4.6. Areas de Trabajo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

3.5. Justificacion Tecnica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32

14 3.0. Funcionalidad.

3.5.1. Tecnologıa utilizada en el medio de Transmision. . . . . . . . . 33

3.5.2. Verificacion y Comprobacion del cableado. . . . . . . . . . . . . 35

3.5.3. Criterios de diseno. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

3.5.4. Dimensionamiento. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39

3.6. Diseno de la Red de Cableado. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

3.6.1. Cableado Vertical (BackBone). . . . . . . . . . . . . . . . . . . 41

3.6.2. Cableado Horizontal. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42

3.6.3. Elementos interconexion Red Troncal. . . . . . . . . . . . . . . 44

3.6.4. Elementos interconexion Red Horizontal. . . . . . . . . . . . . 47

3.6.5. Latiguillos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48

3.6.6. Elementos auxiliares. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49

3.6.7. Resumen Materiales. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51

3.6.8. Distribucion final de canalizaciones y cableado. . . . . . . . . . 52

En este capıtulo realizaremos el diseno de las canalizaciones, el dimensionamiento

de las tomas de las areas de trabajo y la red de cableado de datos para el edificio.

Capıtulo 3.Cableado Estructurado. 15

3.1 Normativa de referencia.

A la hora de garantizar una infraestructura, instalacion o proyecto de un sistema

de cableado existen una serie de Normas sobre cableado estructurado, establecidas por

los organismos implicados en la elaboracion de las mismas.

3.1.1. Organismos de Estandarizacion.

Figura 3.1: Organismos de Estandarizacion.

TIA (Telecommunications Industry Association), fundada en 1985 despues

de la fractura del monopolio de AT&T. Desarrolla normas de cableado industrial vo-

luntario para muchos productos de las telecomunicaciones y tiene mas de 70 normas

preestablecidas.

ANSI (American National Standards Institute), es una organizacion sin ani-

mo de lucro que supervisa el desarrollo de estandares para productos, servicios,

procesos y sistemas en los Estados Unidos. ANSI es miembro de la Organizacion

Internacional para la Estandarizacion (ISO) y de la Comision Electrotecnica Inter-

nacional (International Electrotechnical Commission, IEC).

EIA (Electronic Industries Alliance), es una organizacion formada por la aso-

ciacion de las companıas electronicas y de alta tecnologıa de los Estados Unidos,

cuya mision es promover el desarrollo de mercado y la competitividad de la industria

de alta tecnologıa de los Estados Unidos con esfuerzos locales e internacionales.

ISO (International Standards Organization), es una organizacion no guber-

namental creada en 1947 a nivel mundial, de cuerpos de normas nacionales, con mas

de 140 paıses.

16 3.2. Espacios y Canalizaciones del Sistema de Cableado.

IEEE (Instituto de Ingenieros Electricos y de Electronica), principalmente

responsable por las especificaciones de redes de area local como 802.3 Ethernet,

802.5 TokenRing, ATM y las normas de GigabitEthernet.

ETSI (European Telecommunications Standards Institute), fue creado por

la CEPT en 1988 y es reconocido oficialmente por la Comision Europea y la Secre-

tarıa de la Asociacion Europea de Libre Comercio (AELC). Es una organizacion de

estandarizacion independiente, sin fines de lucro de la industria de las telecomuni-

caciones de Europa, con proyeccion mundial. Espana es miembro de pleno derecho.

3.1.2. Normas Cableado Estructurado.

Para el diseno del cableado del edificio nos basaremos en los estandares americanos

que tienen una mayor incidencia en los paıses en vıas de desarrollo. Debera cumplir las

siguientes normativas:

ANSI/TIA/EIA-568-C: Cableado de Telecomunicaciones para Edificios Comer-

ciales, comunes a todo tipo de edificios.

• TIA/EIA 568-C0: Requerimientos generales;

• TIA/EIA 568-C1: Identifica componentes funcionales;

• TIA/EIA 568-C2: Componentes de cableado mediante par trenzado balan-

ceado;

• TIA/EIA 568-C3: Componentes de cableado. Fibra optica.

ANSI/TIA/EIA-569: Normas de Espacios y canalizaciones para Telecomunica-

ciones en Edificios.

ANSI/TIA/EIA-606-A: Administracion de Infraestructura de Telecomunicacio-

nes en Edificios Comerciales.

ANSI/TIA/EIA-607: Requerimientos para instalaciones de sistemas de puesta a

tierra de Telecomunicaciones en Edificios Comerciales.


3.2 Espacios y Canalizaciones del Sistema de Cablea-do.

La arquitectura de las canalizaciones y espacios de la Red de Datos se disena si-

guiendo la norma ANSI/TIA/EIA-569 que permite una administracion sencilla y una

capacidad de crecimiento flexible.

El estandar identifica seis componentes funcionales en la infraestructura edilicia:

Instalaciones de Entrada.

Sala de equipos.

Canalizaciones de Cableado Vertical (Backbone).

Salas de Telecomunicaciones.

Canalizaciones de Cableado Horizontal.

Areas de trabajo.

3.2.1. Instalacion de Entrada.

Se define como el lugar por donde ingresan los servicios de telecomunicaciones al

edificio. Normalmente sera mediante una arqueta, unos registros de enlace, cambio de

direccion y los tubos que alberguen en su interior los cables de telecomunicaciones. Estos

tubos llegaran hasta el cuarto de equipamiento donde tendremos los equipos necesarios

para tratar, si es necesario, y/o distribuir la senal a todos los usuarios.

El estandar recomienda que la ubicacion de las Instalaciones de entrada sea un lugar seco

y cercano a las canalizaciones verticales o de “BackBone”.

En nuestro edificio, la instalacion de entrada se situa en la primera planta, en la parte

trasera; ya que es un acceso directo a la sala de equipos y cercano a las canalizaciones

verticales. Ver figura 3.2.


3.2.2. Sala de equipos.

Se define como el espacio donde se ubican los equipos de telecomunicaciones comu-

nes al edificio.

En el diseno y ubicacion de la sala de equipos, se deben considerar:

Posibilidades de expansion. Es recomendable prever el crecimiento en los equipos

que iran ubicados en la sala de equipos, y prever la posibilidad de expansion de la

sala.

Evitar ubicar la sala de equipos en lugar donde puede haber filtraciones de agua,

ya sea por el techo o por las paredes.

La estimacion de espacio para esta sala de equipos es de 0,07 m2 por cada 10 m2

de area utilizable del edificio. En todos los casos, el tamano mınimo recomendado

de 13,5 m2.

Se recomienda que este ubicada cerca de las canalizaciones verticales.

Otras consideraciones que deben tenerse en cuenta:

• Fuentes de interferencia electromagnetica.

• Vibraciones.

• Altura adecuada.

• Iluminacion.

• Consumo electrico.

• Prevencion de incendios.

• Puestas a tierra.

El area reservada para la sala de equipos sera de 13,5 m2 y se ubicara en la primera

planta, al lado de las escaleras, como se puede ver en la figura 3.2.


La sala de equipos se situa en la planta primera y no, como serıa lo mas comun, en

la planta baja, por motivos de espacio y futuro crecimiento de la red. La sala disponible

en la planta baja tiene 9 m2, insuficientes para cumplir la recomendacion de la norma.

Figura 3.2: Sala equipos.

3.2.3. Canalizaciones del Cableado Vertical (Backbone).

Las canalizaciones del cableado vertical son las que vinculan las instalaciones de

entrada con la sala de equipos y estas con las salas de telecomunicaciones. Generalmente,

en edificios de varios pisos, las salas de telecomunicaciones se encuentran alineados verti-

calmente, y una canalizacion vertical pasa por cada piso, desde la sala de equipos. Estas

canalizaciones pueden ser realizadas con tubos, bandejas verticales, o escalerillas portaca-

bles verticales. No se admite el uso de los conductos de los ascensores para transportar los

cables de telecomunicaciones. Es muy importante que tengan los elementos cortafuegos

de acuerdo a las normas que las legislan.

3.2.3.1. Secciones de las canalizaciones.

Las secciones de las canalizaciones tanto verticales como horizontales, dependen

de la cantidad de cables que deben alojar y del diametro externo de los mismos. Se debe


tener en cuenta el crecimiento futuro, dejando espacio en las canalizaciones para cables

adicionales. En la tabla 3.3 se muestra como calcular las secciones de canalizaciones para

un factor de llenado estandar.

Figura 3.3: Tabla Calculo Secciones de Canalizaciones.

Para las canalizaciones verticales se utilizara tubo de PVC, rıgido de 50mm

de diametro, que conectara la sala de equipos de la Planta Primera con la sala de

telecomunicaciones de la Planta Baja. El sobre dimensionamiento en el diametro elegido,

se debe a la posibilidad de crecimiento futuro y/o la creacion de rutas redundantes.

Figura 3.4: Tubos PVC rıgido.

Los tubos rıgidos ofrecen una forma segura de canalizar el cableado vertical, por su

alta resistencia a la compresion y su material ignıfugo.


3.2.4. Salas de Telecomunicaciones.

Las salas de telecomunicaciones se definen como los espacios que actuan como punto

de transicion entre las canalizaciones verticales y el cableado de distribucion horizontal.

Estas salas generalmente contienen puntos de terminacion e interconexion de cableado,

equipamiento de control y equipamiento de telecomunicaciones. No se recomienda com-

partir la sala de telecomunicaciones con equipamiento de energıa.

Los tamanos recomendados para las salas de telecomunicaciones son las siguientes (se

asume un area de trabajo por cada 10 m2):

Area Utilizable Tamano recomendado Sala Telecomunicaciones500 m2 3 m x 2,2 m800 m2 3 m x 2,8 m

1000 m2 3 m x 3,4 m

Tabla 3.1: Recomendaciones Tamano Sala de Telecomunicaciones.

Las salas de telecomunicaciones deben estar apropiadamente iluminadas. Se reco-

mienda que el suelo, las paredes y el techo sean de colores claros (preferiblemente blancos),

para mejorar la iluminacion.

No debe tener falso techo y es recomendable disponer de suelo elevado. Se deben tener en

cuenta los requerimientos electricos de los equipos de telecomunicaciones que se instalaran

en estas salas por lo que se recomienda disponer de paneles electricos propios para las

salas de telecomunicaciones.

Todos los accesos de las canalizaciones a las salas de telecomunicaciones deben estar se-

lladas con materiales anti-fuego adecuados.

Es recomendable disponer de ventilacion y/o aires acondicionados de acuerdo a las carac-

terısticas de los equipos que se instalaran en estas salas.

En el edificio se cumplira con todas las obligaciones y recomendaciones. Dis-

pondra de dos salas de Telecomunicaciones, una de ellas en la planta primera con di-

mensiones de 13.5 m2 que sera compartida con la sala de equipos (figura 3.2); la otra sala


de telecomunicaciones (figura 3.5) se situara alineada verticalmente en la planta inferior.

Su dimension es de 9 m2.

Figura 3.5: Sala Telecomunicaciones.

3.2.5. Canalizaciones de Cableado Horizontal.

Las canalizaciones horizontales son aquellas que vinculan las salas de telecomunica-

ciones con las areas de trabajo. Estas canalizaciones deben ser disenadas para soportar los

tipos de cables recomendados en la norma TIA-568-C, entre los que se incluyen el cable

UTP de 4 pares, el cable STP y la fibra optica.

3.2.5.1. Tipos de canalizaciones.

El estandar TIA-569 admite los siguientes tipos de canalizaciones horizontales:

Tubos bajo el suelo.

Tubos bajo suelo tecnico.

Bandejas portacables.

Tubos o bandejas sobre falso techo.

Canaletas.


En la distribucion de cableado horizontal, se utilizaran bandejas portacables para la

canalizacion general del cableado. Las bandejas portacables consisten en estructuras rıgi-

das, metalicas de seccion rectangular (en forma de U). Las bandejas seran del tipo rejilla,

de acero C4D, zinc+ y las dimensiones seran: 3 metros de longitud por bandeja: 40mm de

altura y 300 mm de ancho. Se instalaran con soportes fijados al techo. No se dispondra de

falso techo para ocultar las bandejas, puesto que el edificio no posee altura suficiente para

instalarlo. El no disponer de falso techo tiene dos consecuencias: facilidad de acceso para

su instalacion o modificacion, y problemas derivados de su manipulacion mal intencionada.

Figura 3.6: Bandeja portacable metalica de rejilla.

Para la distribucion final de toma, se usara tubo de PVC corrugado de doble capa

de forroplast de 50 mm de diametro.

Figura 3.7: Tubo PVC corrugado doble capa.

Unira, empotrado en la pared, el tramo de cable desde la bandeja portacable hasta

la toma final de usuario. Este tipo de tubo posee propiedades aislantes e ignıfugas y es

semi-rıgido para facilitar su instalacion.


3.2.5.2. Distancias a cables de energıa.

Las canalizaciones para los cables de telecomunicaciones deben estar adecuadamente

distanciadas de las canalizaciones para los cables de energıa. Las distancias mınimas se

indican en la tabla 3.8. Las celdas en fondo blanco indican la separacion mınima.

Figura 3.8: Tabla Distancias Cables de Energıa.

3.2.6. Areas de trabajo.

Son los espacios donde se ubican los escritorios, boxes, lugares habituales de trabajo,

o sitios que requieran equipamiento de telecomunicaciones. Las areas de trabajo incluyen

todo lugar al que deba conectarse computadoras, telefonos, camaras de vıdeo, sistemas de

alarmas, impresoras, etc. Si no se dispone de mejores datos, se recomienda asumir un area

de trabajo por cada 10 m2 de area utilizable del edificio. Esto presupone areas de trabajo

de aproximadamente 3 x 3 m. En algunos casos, las areas de trabajo pueden ser mas

pequenas, generando por tanto mayor densidad de areas de trabajo por area utilizable

del edificio. En base a esto y la capacidad de ampliacion prevista se deben prever las

dimensiones de las canalizaciones.


3.3 Tierras para Sistemas de Telecomunicaciones.

En abril de 2012 fue publicado el estandar TIA-607-B, el que fue actualizado en

Enero de 2013 como TIA-607-B-1. Esta recomendacion esta basada en la ANSI/J-STD–

607-A-2002. El proposito de este documento es brindar los criterios de diseno e instalacion

de las tierras y el sistema de puesta a tierra para edificios comerciales, con o sin conoci-

miento previo acerca de los sistemas de telecomunicaciones que seran instalados.

3.3.1. Barra principal de tierra para telecomunicaciones(TMGB).

Las puestas a tierra para los sistemas de telecomunicaciones parten de la puesta a

tierra principal del edificio. Desde este punto, se debe tender un conductor de tierra para

telecomunicaciones hasta la “Barra principal de tierra para telecomunicaciones”(TMGB).

Este conductor de tierra debe estar forrado, preferentemente de color verde, y debe tener

una seccion mınima de 6 AWG (16 mm2). Asimismo, debe estar correctamente identificado

mediante etiquetas adecuadas. La TMGB debe ser una barra de cobre, con perforaciones

roscadas segun el estandar NEMA. Debe tener como mınimo 6 mm de espesor, 100 mm de

ancho y largo adecuado para la cantidad de perforaciones roscadas necesarias para alojar a

todos los cables que lleguen desde las otras barras de tierra de telecomunicaciones. Deben

considerarse perforaciones para los cables necesarios en el momento del diseno y para

futuros crecimientos.

3.3.2. Barras de tierra para telecomunicaciones(TGB).

En la Sala de Equipos y en cada Sala de Telecomunicaciones debe ubicarse una

barra TGB. Sera el punto central de conexion para las tierras de los equipos de telecomu-

nicaciones ubicadas en la Sala de Equipos o Sala de Telecomunicaciones.

26 3.4. Descripcion de la Arquitectura de Red.

3.3.3. Backbone de tierras(TBB).

Entre la barra principal de tierra (TMGB) y cada una de las barras de tierra para

telecomunicaciones (TGB) debe tenderse un conductor de tierra, llamado TBB (Tele-

communications Bonding Backbone). El TBB es un conductor aislado, conectado en un

extremo al TMGB y en el otro a un TGB, instalado dentro de las canalizaciones de tele-

comunicaciones. El diametro mınimo de esta cable es 6 AWG y no puede tener empalmes

en ningun punto de su recorrido. En el diseno de las canalizaciones se sugiere minimizar

las distantes del TBB (es decir, las distancias entre las barras de tierra de cada armario

de telecomunicaciones y la barra principal de tierra de telecomunicaciones).

3.4 Descripcion de la Arquitectura de Red.

3.4.1. Topologıa e Infraestructura de Red.

El sistema de cableado a disenar presenta una topologıa y una estructura basada

en el modelo que propone la norma ANSI/TIA/EIA-568-C.0.

Se establece en esta recomendacion como se debe disenar una infraestructura de

cableado en “estrella”, y se define una nueva nomenclatura respecto a las diferentes etapas

o subsistemas del cableado. La topologıa de estrella permite a los usuarios disponer de

portadores fısicos exclusivos entre el punto de interconexion central y el dispositivo que

se conecte a la red. En la figura 3.9 se esquematiza el sistema de cableado propuesto en

la recomendacion 568-C.0.


Figura 3.9: Esquema del sistema de cableado recomendado en 568-C.0.

Se definen los siguientes componentes:

Subsistema de cableado 1: Es el cableado que se tiende desde las areas de trabajo

hasta el primer nivel de distribucion, llamado Distribuidor A(salas de telecomuni-

caciones).

Subsistema de cableado 2: Es el cableado que se tiende desde el Distribuidor A

hasta el segundo nivel de distribucion, llamado Distribuidor B.

Subsistema de cableado 3: Se tiende desde el Distribuidor B hasta el distribuidor

principal del edificio, llamado Distribuidor C.

Distribuidor A: Es el primer nivel de distribuicion, donde se concentran las areas

de trabajo.

Distribuidor B: Es un nivel de distribucion intermedio, entre el primer nivel de

distribucion y el distribuidor principal de cableado. En caso de que el Distribuidor

A no exista, las areas de trabajo se conectan directamente a este distribuidor.

Distribuidor C: Es el Distribuidor principal del edificio.


Equipo de salida(Equipment Outlet). Lugar donde se ubican los puestos o

areas de trabajo.

Componentes funcionales ANSI/TIA/EIA-568-C.1:

Instalaciones de Entrada.

Distribuidor o repartidor principal y secundarios (Main/Intermediate

Cross-Connect).

Distribuidor central de cableado (Back-bone distribution).

Distribuidores o repartidores Horizontales (Horizontal Cross-Connect).

Areas de trabajo.

Estos componentes se relacionan con los de la recomendacion generica 568-C.0 de

la siguiente manera:

Nomenclatura 568-C.0 Nomenclatura 568-C.1Distributor C Main Crossconnect (MC)Distributor B Intermediate Crossconnect (IC)Distributor A Horizontal Crossconnect (HC)Equipment Outlet Telecommunication OutletCabling Subsystem 3 Interbuilding Backbone CablingCabling Subsystem 2 Intrabuilding Backbone CabilingCabling Subsystem 1 Horizontal Cabling

Tabla 3.2: Comparacion recomendacion 568-C.0-1.

Asimismo, se relacionan con los espacios definidos en la recomendacion 569-B. El

siguiente diagrama muestra la ubicacion de cada componente de la recomendacion 568-

C.1.


Figura 3.10: Diagrama ubicacion componentes funcionales cableado.

3.4.2. Distribuidor principal (Main Cross-Connect).

La estructura general del cableado se basa en una distribucion jerarquica del tipo

estrella, con no mas de 2 niveles de interconexion. El cableado hacia las areas de trabajo

parte de un punto central, generalmente la Sala de Equipos. Aquı se ubica el Distribuidor

o Repartidor principal de cableado del edificio. Partiendo de este distribuidor principal,

para llegar hasta las areas de trabajo, el cableado puede pasar por un Distribuidor o

Repartidor secundario y por una Sala de Telecomunicaciones.

El estandar no admite mas de dos niveles de interconexion, desde la sala de equipos

hasta la sala de Telecomunicaciones. Estos dos niveles de interconexion brindan suficiente

flexibilidad a los cableados de backbone.


Figura 3.11: Distribucion jerarquica de cableado del tipo estrella.

3.4.3. Distribucion central de cableado (Backbone distribution).

El proposito del cableado vertical o backbone es proporcionar interconexiones entre

instalaciones de entrada de servicios del edificio, cuartos de equipo y cuartos de teleco-

municaciones. El cableado de backbone incluye:

Medios de transmision (cable troncal).

Repartidores principales y secundarios.

Puntos principales e intermedios de conexion cruzada.

Terminaciones mecanicas.

El diseno de los sistemas de distribucion central de cableado deben tener en cuenta

las necesidades inmediatas y prever las posibles ampliaciones futuras.

El esquema de la distribucion central de cableado debe seguir la jerarquıa en forma de


estrella indicada en el punto anterior, de manera que no ha de tener mas de 2 puntos

de interconexion desde los equipos hasta los puntos de interconexion horizontal (Salas de

Telecomunicaciones).

El estandar admite los siguientes cables para el Backbone:

Cables UTP de 100 Ω.

Cables Fibra optica multimodo de 50/125 µm.

Cables Fibra optica multimodo de 62/125 µm.

Cables Fibra optica monomodo.

3.4.4. Distribuidores o repartidores Horizontales (HorizontalCorss-Connect).

Los cables de backbone terminan en los distribuidores o repartidores horizontales,

ubicados en la Sala de Telecomunicaciones. Estos repartidores horizontales deben disponer

de los elementos de interconexion adecuados para la terminacion de los cables montantes

(ya sean de cobre o fibra optica).

Asimismo, a los repartidores horizontales llegan los cables provenientes de las areas de

trabajo (cableado horizontal), el que tambien debe ser terminado en elementos de inter-

conexion adecuado.

La funcion principal de los repartidores horizontales es la de interconectar los cables ho-

rizontales (provenientes de las areas de trabajo) con los cables montantes (provenientes

de la sala de equipos). Eventualmente, en la Sala de Telecomunicaciones, puede haber

equipos de telecomunicaciones, los que son incorporados al repartidor horizontal para su

interconexion hacia la sala de equipos (a traves del backbone) y/o hacia las areas de

trabajo (a traves del cableado horizontal).

32 3.5. Justificacion Tecnica.

3.4.5. Distribucion Horizontal de cableado (Horizontal Distri-bution)

La distribucion horizontal conecta las areas de trabajo con los repartidores horizon-

tales ubicados en la sala de telecomunicaciones. Esta formado por:

Cables horizontales desde el panel de interconexion (patchpannel) hasta el area de

trabajo.

Conectores de telecomunicaciones en las areas de trabajo (donde acaban los cables

de distribucion horizontal).

Terminaciones mecanicas (regletas o paneles) de los cables horizontales (en reparti-

dores de planta).

Latiguillos en la Sala de Telecomunicaciones.

3.4.6. Areas de Trabajo.

Las areas de trabajo incluyen los conectores de telecomunicaciones y los latiguillos

hasta los equipos. El tipo de equipamiento que se instale en las areas de trabajo no es

parte de recomendacion, pero hay que asegurarse que mantenga la integridad del par,

siendo de iguales caracterısticas que los utilizados en toda la instalacion.

3.5 Justificacion Tecnica.

El objeto de la parte de cableado estructurado es la de disenar y definir una red

LAN de telecomunicaciones de banda ancha que interconecte los equipos ubicados en cada

puesto de trabajo y la administracion del edificio. Esta red permitira el establecimiento

de una comunicacion segura y flexible, y soportara todos los servicios de datos, voz IP,

camaras IP e Internet.


3.5.1. Tecnologıa utilizada en el medio de Transmision.

3.5.1.1. Cable de par trenzado.

Utilizaremos las recomendaciones del estandar ANSI/TIA/EIA 568-C.2 que

especifica las caracterısticas de los componentes del cableado, incluyendo parametros

mecanicos, electricos y de transmision.

El cable de par trenzado se configura por pares de hilos trenzados. Este trenzado mantiene

estable las propiedades electricas a lo largo de toda la longitud del cable y reduce las inter-

ferencias creadas por los hilos adyacentes. Es recomendable utilizar cables de categorıa 6,

aplica a cables UTP de 100 Ω y sus componentes de conexion, para aplicaciones de hasta

200 MHz de ancho de banda. Se especifica para esta categorıa parametros de transmision

hasta los 250 MHz de acuerdo con la norma.

Existen tres tipos de cable de par trenzado:

UTP(Unshielded Twisted Pair).

STP(Shielded Twisted Pair).

FTP(Foiled Twisted Pair).

Para el cableado horizontal se utilizara cable UTP categorıa 6 por el soporte de apli-

caciones 1000Base-T y por su menor precio tanto de el propio cable como de su instalacion.

Figura 3.12: Cable UTP categorıa 6.


3.5.1.2. Fibra Optica.

Es el medio de transmision en le que los datos se transmiten mediante un haz

confinado de naturaleza optica ofreciendo un rendimiento y calidad de transmision que

superan al resto de medios.

La vida media operacional y el tiempo medio entre fallos de un cable de fibra optica son

superiores a los de un cable electrico por lo que suponen una fiabilidad mayor para los

enlaces troncales.

Para su eleccion debemos considerar la distancia de enlace y la velocidad de transmision

requerida.

Figura 3.13: Distancias y Velocidades de estandares de fibra optica.

Para el cableado troncal de edificio, se instalara cable de fibra optica multimodo

OM2 50/125 µm, ya que los enlaces troncales no superan la distancia maxima para una

velocidad de 10 Gbps en esta categorıa de fibra. Con la instalacion de fibra optica en el

cableado troncal, se evitaran los cuellos de botella que pueda producir la topologıa en

estrella.


3.5.2. Verificacion y Comprobacion del cableado.

Se puede hacer comprobaciones sobre el enlace permanente (lo mas habitual, sirve

para certificar una instalacion) o sobre el canal completo.

Figura 3.14: Procedimientos de verificacion de enlaces.

Los procedimientos de verificacion y comprobacion se dividen en tres partes: ren-

dimiento de enlace (sobre el cableado), transmision (sobre los componentes del cableado)

y medidas de los componentes.

En este punto se describira que debe ser medido para las pruebas de rendimiento de los

enlaces.

Los equipos de medida: son equipos portatiles que se encargan de medir los parametros

para certificar los enlaces. Consta de 2 equipos. Uno principal donde se manejan y presen-

tan los datos y otro remoto en el otro extremo con el que se comunica este. Disponen de

latiguillos especiales certificados para que el latiguillo no sea fuente de posibles problemas.

Normalmente tienen una conexion RS-232 o USB para pasar los datos a un PC.

Deben ser calibrados periodicamente.

A estos dispositivos se les indica la clase de cableado que se pretende certificar y el tipo

de cable que se utiliza. Despues se realiza un “autotest”. Los equipos indican si se pasa

la certificacion o no y que parametro queda fuera de los margenes del estandar. Tambien

comprueba el mapa de cableado por si se hubiera cruzado o conectado mal algun hilo.

Los principales parametros que afectan la longitud maxima del enlace/canal son:

Atenuacion.

Diafonıa (crosstalk) .


Ancho de banda (para fibra optica).

Perdida de retorno.

Retardo de propagacion.

3.5.2.1. Pruebas para cableado de par trenzado.

Atenuacion. Mide la disminucion de la intensidad de la senal a lo largo de un cable

(expresada en dB) debido a la impedancia y a la perdida por radiacion al ambiente.

Es medida en cada par a diferentes frecuencias segun la clase considerada. Es una

medida crıtica de la calidad del cable. Se mide en dB. Algunos factores que la

incrementan son la frecuencia, la distancia, la temperatura o la humedad. La reduce

el apantallamiento. No debe superar un maximo (ver figura 3.16), y debera ser lo

mas bajo posible.

Atenuacion Diafonica. La diafonıa es un tipo de interferencia (crosstalk) -

acoplamiento electromagnetico- entre pares de un mismo cable. La senal de un par

induce una senal en los otros pares que se propaga en ambos sentidos. Se mide en

dB. La atenuacion diafonica es la capacidad de un par para resistir una perturba-

cion provocada por otro par (diafonıa) medida para cada par del mismo lado del

cable (6 mediciones para un cable de 4 pares), a diferentes frecuencias segun la clase

considerada. Permite medir la calidad del tendido del cable y de las conexiones.

Se mide en los dos extremos del cable:

• NEXT (Near End Crosstalk) o paradiafonica en el extremo emisor.

• FEXT (Far End Crosstalk) o telediafonica en el receptor.

El NEXT suele ser mayor que el FEXT y anade ruido a los datos de vuelta. Como

lo que se mide es la perdida de la senal inducida, el valor de la atenuacion para-

diafonica debera ser lo mas alto posible.

Es necesario limitar el destrenzado de los conductores a 13 mm como maximo pa-

ra evitar el fenomeno de la paradiafonıa. Es interesante anotar que la tecnologıa


de procesamiento de senales digitales (DSP) puede realizar una cancelacion de la

paradiafonıa.

ACR (Attenuation/Crosstalk Ratio) Determina la calidad de la transmision

en el cableado y es la relacion entre la atenuacion y NEXT:

ACR (dB) = NEXT (dB) - Atenuacion (dB)

El valor de ACR ha de ser lo mayor posible, ya que eso implica una NEXT elevada

y una baja atenuacion. El ACR ayuda a definir el ancho de banda de una senal al

establecer la maxima frecuencia util donde la relacion senal/ruido es suficiente para

soportar ciertas aplicaciones (aquella en que ACR=0). Se alcanza (aproximadamen-

te) para Cat. 3 con 16 MHz, para Cat. 5e con 100 MHz, para Cat. 6 con 250 MHz

y para Cat.7 con 600 MHz.

Figura 3.15: Grafica calculo ACR.

Perdidas por retorno. Es la relacion entre lo que se emite por un par y lo que

vuelve por el mismo par, debido a rebotes en los empalmes. Esta perdida debe ser

lo mas alta posible. Se mide en dB. Algunas aplicaciones como Gigabit Ethernet

utilizan un esquema de codificacion de transmision full-duplex en que las senales de

transmision y recepcion estan superpuestas en el mismo par conductor. Este tipo

de aplicaciones son mas sensibles a errores resultantes por el retorno de la senal.

Otras pruebas y medidas:


• Retardo de propagacion: El tiempo que tarda la senal en llegar al otro extremo.

Se espera que no supere un maximo (ver figura 3.16).

• Variacion del retardo (Delay Skew): Es la diferencia de retardo de propagacion

de la senal que hay de un par a otro. Comienza a medirse a partir de Cat. 5e

para redes Gigabit. Se espera que no supere un maximo (ver figura 3.16).

• Resistencia en continua: Resistencia ante el paso de corriente continua. Se

espera que no supere un maximo (ver figura 3.16).

• Paradiafonıa en modo suma de potencias (PSNEXT: Power Sum NEXT): Es

el acoplamiento provocado por la suma de las senales de 3 de los pares en el

cuarto y medido en el extremo emisor. Como mide perdidas, se espera que

supere un mınimo (ver figura 3.16).

• Relacion Paradiafonıa/Atenuacion en modo suma de potencia (PSACR: Power

Sum ACR): Es la diferencia PSNEXT y Atenuacion (en decibelios). Se espera

que supere un mınimo (ver figura 3.16).

• Relacion Telediafonıa/Atenuacion (ELFEXT): Es la diferencia FEXT y Ate-

nuacion (en decibelios). Se espera que supere un mınimo (ver figura 3.16).

• Relacion Telediafonıa y Atenuacion en modo suma de potencias (PSELFEXT):

En este caso el acoplo que mide el FEXT sera producto de la senal de los tres

cables en el cuarto. Se espera que supere un mınimo (ver figura 3.16).

Los datos se calculan en base a formulas cuyos resultados dependen de la frecuencia. A

continuacion se muestra una tabla con valores lımites a las maximas frecuencias de las

principales clases de cable, calculados para 90 m de cable rıgido y 10 m de cable flexible

con 4 conectores.

Figura 3.16: Valores lımite de las clases de cable de cobre.


3.5.3. Criterios de diseno.

La red a disenar:

Debe dar respuesta a los servicios que demandaran los usuarios del edificio en el

momento de construccion del mismo y en el futuro, evitando quedar obsoleta.

Debe cumplir con las normativas y recomendaciones del estandar.

La durabilidad del sistema propuesto es fundamental. El despliegue economico de

una red es elevado, por tanto, se utilizaran tecnologıas vanguardistas y equipos de

altas prestaciones para dotar a las instalaciones una vida util lo mas larga posible.

3.5.4. Dimensionamiento.

Edificio de nueva construccion, destinado a albergar un centro social polivalente.

Esta compuesto por 2 plantas:

La planta baja, por la que se accede al edificio, con varias oficinas de atencion al ciudadano,

una conserjerıa, un salon de actos para 100 personas y una cafeterıa para trabajadores y

visitantes.

La planta primera donde se ubican distintas dependencias administrativas y de direccion

del centro, una sala de reuniones y una biblioteca.

Para la identificacion de las tomas se utiliza un indicador de planta y numero. La de la

Planta Baja sera Bx; y en la Planta Primera sera Px. La distribucion de tomas por planta

es la siguiente:

3.5.4.1. Planta Baja.

En la Planta baja se encuentran 29 tomas de cobre distribuidas de las siguiente

manera:

40 3.6. Diseno de la Red de Cableado.

Area de trabajo. No Tomas NumeracionCocina-Bar 1 B01Oficina Tipo A: 01 2 B02,B03Oficina Tipo A: 02 2 B04,B05Oficina Tipo A: 03 2 B06,B07Oficina Tipo B: 01 3 B08-B10Oficina Tipo A: 04 2 B11,B12Oficina Tipo A: 05 2 B13,B14Oficina Tipo A: 06 2 B15,B16Oficina Tipo B: 02 3 B17-B19Oficina Tipo A: 07 2 B20,B21Oficina Tipo A: 08 2 B22,B23Oficina Tipo A: 09 2 B24,B25Conserjerıa 2 B26,B27Salon de Actos 2 B28,B29

Tabla 3.3: Numeracion y Etiquetado Tomas Planta Baja.

3.5.4.2. Planta Primera.

En la Planta Primera se encuentran 36 tomas de cobre distribuidas de las siguiente

manera:

Area de trabajo. No Tomas NumeracionOficina Tipo B: 03 3 P01-P03Oficina Tipo B: 04 3 P04-P06Oficina Tipo B: 05 3 P07-P09Oficina Tipo B: 06 3 P10-P12Oficina Tipo B: 07 3 P13-P15Sala Reuniones 6 P16-P21Oficina Direccion General 01 3 P22-P24Secretarıa 2 P25,P26Oficina Tipo B: 08 3 P27-P29Oficina Direccion General 02 3 P30-P32Biblioteca 4 P33-P36

Tabla 3.4: Numeracion y Etiquetado Tomas Planta Primera.


3.6 Diseno de la Red de Cableado.

El sistema de cableado propuesto presenta una topologıa fısica en “estrella”que

conecta el router con el switch principal y este con cada switch de planta. De estos switch

parte la distribucion final para conectar los puntos de conexion de terminales de usuario

y los puntos de acceso inalambricos.

En la figura 3.17 se puede observar el diagrama de bloques de la red.

Figura 3.17: Diagrama de bloques de la Red.

3.6.1. Cableado Vertical (BackBone).

La Red de Cableado Vertical conectara el router, que da acceso al CSU/DSU

(proporcionado por el proveedor de servicios de internet), con el switch principal y este

con los switch de planta.

Tanto el router, el switch principal y el switch secundario de la planta primera estaran

ubicados en el armario de la sala de equipos. El switch de la planta baja estara situado

en el armario de telecomunicaciones de dicha planta.


Las conexiones entre estos equipos se realizara con fibra optica multimodo 50/125 µm.

No superara en ningun caso los 550 metros que dicta el estandar para el soporte de

aplicaciones 1000Base-T de este tipo de fibra.

La fibra optica OM2 permite conexiones faciles, robustas y de bajo costes. Es compatible

con los estandares de la industria para redes de fibra optica con protocolos como FDDI,

Ethernet, FastEthernet, Token Ring y ATM.

3.6.2. Cableado Horizontal.

El cableado horizontal parte de los switch secundarios de cada planta hasta las

tomas finales de usuario y los puntos de acceso inalambricos.

Se usara el modelo de conexion cruzada con toma estandar de tres conexiones, separando

los equipos activos en el armario de telecomunicaciones de los “patchpannel”, que

conectaran con las tomas de usuario, que se encontraran en otro armario. Este modelo

aısla los equipos activos de las operaciones de cableado, consiguiendo ası dotar de mayor

seguridad a los equipos y separando las funciones de configurar equipos y de cableado a

los tecnicos correspondientes.

Figura 3.18: Modelo Conexion Cruzada.

El cableado horizontal se realizara con cable de par trenzado UTP de Categorıa 6.

La distancia maxima para el cable de distribucion horizontal es de 90 metros, medida en

el recorrido del cable, desde el conector de telecomunicaciones en el area de trabajo hasta

el panel de interconexion en el armario de telecomunicaciones.


En las tablas 3.5 y 3.6 se puede observar que en ningun caso se superan los 90 metros.

Las tomas que comparten celda estaran ubicadas en la misma placa de toma de pared y

las celdas que comparten fila pertenecen al mismo area de trabajo.

PLANTA BAJAArea de trabajo Codigo de Tomas Distancia (metros)Cocina-Bar B01 25,3Oficina Tipo A: 01 B02-B03 24,75Oficina Tipo A: 02 B04-B05 21,6Oficina Tipo A: 03 B06-B07 18,5

Oficina Tipo B: 01B08-B09 19,75

B10 10,2Oficina Tipo A: 04 B11-B12 9,2Oficina Tipo A: 05 B13-B14 12,5Oficina Tipo A: 06 B15-B16 17,05

Oficina Tipo B: 02B17 17,7

B18-B19 26,75Oficina Tipo A: 07 B20-B21 26,15Oficina Tipo A: 08 B22-B23 29,25Oficina Tipo A: 09 B24-B25 32,35

ConserjerıaB26 32,35B27 35,05

Salon de Actos B28-B29 14,45Total Planta: 372,9

Tabla 3.5: Distancia a tomas desde panel de interconexion de la planta baja.


PLANTA PRIMERAArea de trabajo Codigo de Tomas Distancia (metros)

Oficina Tipo B: 03P01-P02 22

P03 15,1

Oficina Tipo B: 04P04 15,1

P05-P06 10,8

Oficina Tipo B: 05P07-P08 15,6

P09 17,5


P12 13,7

Oficina Tipo B: 07P13 13,7

P14-P15 23,5

Sala Reuniones

P16 20P17-P18 22P19-P20 26

P21 27

Oficina Direccion General 01P22-P23 32

P24 33Secretarıa P25-P26 35,7


P29 23,4

Oficina Direccion General 02P30 23,4

P31-P32 22,4

BibliotecaP33-P34 18,8P35-P36 13,3

Total Planta: 494,3

Tabla 3.6: Distancia a tomas desde panel de interconexion de la planta primera.

3.6.3. Elementos interconexion Red Troncal.

3.6.3.1. Router.

Las caracterısticas de nuestra instalacion requieren un Router con Servicios Inte-

grados (ISR), con velocidad de transmision de datos de 1000 Mbps. El router debera tener

como mınimo 2 modulos SFP (transceptor modular optico para recibir y transmitir senales

por fibra), para la red troncal, ademas de los puertos GigaE (Gigabit Ethernet) RJ-45.

Protocolos de enrutamiento: BGP, EIGRP, IS-IS, OSPF.


Los estandares de red que admite: IEEE 802.1ag, IEEE 802.1Q, IEEE 802.3, IEEE

802.3ah.

Seguridad con cortafuegos Firewall, IPSec VPN, EZVPN, DMVPN, FlexVPN.

El equipo elegido es el Router Cisco ISR 4451-X/K9 porque cumple perfectamente con

los requisitos actuales de la red y las posibles necesidades futuras, ya que es un equipo

de altas prestaciones. El resto de caracterısticas se pueden ver en el pliego de condiciones

particulares.

Figura 3.19: Router ISR 4451-X.

3.6.3.2. Switch Principal.

Las caracterısticas de nuestra instalacion requieren un Switch de capa 2, con ve-

locidad de transmision de datos de 1000 Mbps. El switch principal debe tener al menos

3 modulos SFP para conectar con el router y los 2 switch de planta. El elegido es Cisco

Catalyst 2960-X de 24 puertos GigaE y 4 x 1G SFP. Al tratarse del mismo fabricante que

el del router se consigue una compatibilidad total de los servicios de red.

Figura 3.20: Switch Catalyst 2960-X 24 puertos.


3.6.3.3. Patchpannel Fibra.

Se elegiran paneles de interconexion de 24 puertos para conectores SC. Deben tener

un espacio para etiquetado.

Figura 3.21: Panel interconexion fibra optica 24 puertos.

3.6.3.4. Conectores Fibra optica.

El conector SC (Set and Connect) es un conector por insercion directa empleado en

redes de cableado estructurado, fundamentalmente por ser mas faciles de conectar, lograr

mayor densidad de integracion y por permitir su variedad duplex en la que los dos canales

de transmision/recepcion se pueden tener en el mismo modulo.

SC se considera un conector optico de tercera generacion, mejorando en tamano, resisten-

cia y facilidad de uso con respecto a la anterior. Su estructura es la siguiente:

Figura 3.22: Estructura externa Conector SC.

1. Ferrule: generalmente de ceramica con un diametro exterior de 2,5 milımetros,

siendo el orificio interior de 127 µm para las FMM y 125,5 para las FSM.


2. Cuerpo: de plastico con un sistema de acople “Push Pull”que impide la desconexion

si se tira del cable, tambien bloquea posibles rotaciones indeseadas del conector.

3. Anillo de Crimpado.

4. Manguito: imprescindible para dar rigidez mecanica al conjunto y evitar la rotura

de la fibra.

3.6.4. Elementos interconexion Red Horizontal.

3.6.4.1. Switch Secundarios.

Las caracterısticas de nuestra instalacion requieren switches de capa 2, con velocidad

de transmision de datos de 1000 Mbps. Cada switch secundario debe tener al menos 1

modulos SFP para conectar con el switch principal.

Tambien tienen que tener puertos GigaE suficientes para todas las tomas de usuario y los

puntos de acceso inalambricos. Estos puertos deben permitir PoE (Power over Ethernet)

para alimentar a traves del cable UTP a los puntos de acceso inalambricos. El elegido es

Cisco Catalyst 2960-X de 48 puertos GigaE y 4 x 1G SFP.

Figura 3.23: Switch Catalyst 2960-X 48 puertos.

3.6.4.2. Patchpannel.

Se elegiran paneles de interconexion de 48 puertos con conectores del tipo RJ -

45. Estos paneles deben cumplir con las caracterısticas mecanicas y electricas que se

especifican en los estandares de acuerdo a la categorıa 6 utilizada en el diseno del sistema.

Ademas deben disponer de un espacio para el etiquetado.


Figura 3.24: Paneles de interconexion de 48 puertos categorıa 6.

3.6.5. Latiguillos

Conectaran los switch de cada planta con el patchpannel del armario de telecomu-

nicaciones y este con el patchpannel del armario de cableado.

Figura 3.25: Latiguillos de 2m de categorıa 6.

3.6.5.1. Conectores de Cobre.

Los conectores de telecomunicaciones en las areas de trabajo deben estar conecta-

dos mediante un cable directamente al panel de interconexion ubicado en el armario de

cableado. No se admiten empalmes ni uniones.


Figura 3.26: Conector modular Hembra.

Los cables UTP finalizan en los conectores de telecomunicaciones modulares de

8 contactos La norma actualmente vigente es la ANSI/TIA/EIA 568-B, en la que se

admiten dos formas de conectar los cables en los conectores modulares. Estas dos formas

de conexion son las que se denominan T568A y T568B.

La siguiente figura indica la disposicion de cada uno de los hilos en un cable UTP, para

ambos tipos de conexiones:

Figura 3.27: Tipos conectores modulares.

3.6.6. Elementos auxiliares.

3.6.6.1. Tomas en Pared.

Serviran tanto para conectores RJ45 categorıa 6 tipo Keystone en versiones UTP y

modulos SC Fibra en la misma placa de pared.

Disponible en 1 y 2 puertos.

Espacio para colocacion de etiquetas de acuerdo a ANSI/TIA/EIA 606-A.


Figura 3.28: Placa de pared.

3.6.6.2. Armarios.

Los armarios a instalar en las salas tecnicas y de telecomunicaciones seran armarios

de montaje mural de dos cuerpos y altura 6 y 12 Unidades de rack, dispondran de una

puerta frontal con cristal de seguridad curvado, paneles laterales extraıbles y una puerta

posterior solida, todas con cierres 2433A. Ası mismo, estaran equipados con cuatro carriles

de montaje vertical EIA ajustables perforados para equipos de 19”. Tendran cuatro tomas

sucko con toma directa de corriente para la alimentacion electrica de los equipos que

porten.

Figura 3.29: Armarios de Sala Telecomunicaciones.


3.6.7. Resumen Materiales.

Tabla 3.7: Resumen equipos y materiales.


3.6.8. Distribucion final de canalizaciones y cableado.

3.6.8.1. Canalizaciones y Etiquetado Planta Baja.

En el plano se observa la distribucion de las tomas por area de trabajo y las cana-

lizaciones necesarias para la planta baja.

Figura 3.30: Distribucion y etiquetado final de tomas en la Planta Baja.

3.6.8.2. Canalizaciones y Etiquetado Planta Primera.

En el plano se observa la distribucion de las tomas por area de trabajo y las cana-

lizaciones necesarias para la planta primera.


Figura 3.31: Distribucion y etiquetado final de tomas en la Planta Primera.

A continuacion se detalla el conexionado de equipos y la distribucion final de ca-

bleado.

En la figura 3.32 se observa la topologıa de la red y las distancias a cada toma.

Despues se encuentra la figura 3.33 la que detallada el conexionado de los equipos

y su ubicacion en los armarios de telecomunicaciones. Tambien se observa el modelo de

interconexion cruzada que separa las funciones de cableado horizontal de los armarios de

equipos activos.

54 3.6. Diseno de la Red de Cableado.3.

6.8.

3.T

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3.6.

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Capıtulo 4

Despliegue de la Red Inalambrica.

Indice4.1. Introduccion. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 59

4.2. Redes Inalambricas IEEE 802.11. . . . . . . . . . . . . . . . . . 60

4.3. Arquitectura de Red Inalambrica. . . . . . . . . . . . . . . . . 61

4.3.1. (Basic Service Set o Conjunto de Servicio Basico) . . . . . . . . 62

4.3.2. Servicios asociados a los distintos elementos de la arquitectura 63

4.4. Estandares IEEE 802.11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

4.4.1. 802.11a . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

4.4.2. 802.11b . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66

4.4.3. 802.11g . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

4.4.4. 802.11n . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 67

4.5. Tecnicas de transmision de los estandares 802.11 . . . . . . . 68

4.5.1. OFDM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68

4.5.2. MIMO . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70

4.6. Diseno de la Red Inalambrica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

4.6.1. Cobertura Radioelectrica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71

4.6.2. Capacidad del sistema. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

4.6.3. Accesibilidad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

4.6.4. Seguridad. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

4.6.5. Dimensionamiento del sistema. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 72

4.6.6. Planificacion Radioelectrica. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 74

4.6.7. Equipos . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76

4.6.8. Ubicacion Puntos de Acceso. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77


En este capıtulo se desarrolla el despliegue de la Red Inalambrica de datos del

Edificio.

Capıtulo 4.Despliegue de la Red Inalambrica. 59

4.1 Introduccion.

Las caracterısticas de la tecnologıa WiFi se situan dentro de los estandares 802 de

IEEE.

El proyecto 802 del IEEE es un comite y grupo de estudio de estandares que actua

sobre redes de ordenadores, en concreto y de acuerdo con su propia definicion, sobre redes

de area local LAN (Local Area Network) y redes de area metropolitana MAN (Metropo-

litan Area Network). En la tabla se muestra un resumen de la familia de estandares 802

de IEEE.

Tabla 4.1: Familia estandares 802 IEEE.

Dentro de la familia IEEE 802 existen varias especificaciones individuales. Ası, por

ejemplo, los estandares mas conocidos dentro de esta norma son Ethernet (IEEE802.3),

WiMAX (IEEE802.16) y Wi-Fi (IEEE802.11). Este ultimo, que define la normativa para

redes de area local inalambricas.

60 4.2. Redes Inalambricas IEEE 802.11.

4.2 Redes Inalambricas IEEE 802.11.

Las ventajas de las redes inalambricas sobre las cableadas son multiples, siendo

quiza su precio y su flexibilidad las mas importantes. Cabe destacar la rapidez y sencillez

con que pueden implantarse y el incremento de movilidad que ofrecen a los usuarios, a

los cuales se les permite con gran facilidad la incorporacion, funcionamiento y salida de

la red tantas veces como lo necesiten. Ademas, debido a que la infraestructura de estas

redes es significativamente mas reducida que la de las cableadas, las redes inalambricas

ofrecen mayor robustez ante situaciones eventuales adversas y mayor facilidad de traslado.

Sin embargo, sus principales inconvenientes son que consumen espectro inalambrico, que

es un recurso limitado; y que proveen de un ancho de banda mucho menor que las redes

cableadas, especialmente cuando el numero de usuarios comienza a ser considerable. WiFi

ha tenido un gran exito comercial como complemento de las redes cableadas, si bien es

cierto que no puede remplazarlas.

Dentro de los estandar 802.11 existen diferentes estandares que han ido evolucionando a

traves del tiempo. En ellos han ido variando la banda de frecuencia a la que trabajan, el

tipo de modulacion que utilizan y la velocidad a la que trabajan.

En la siguiente tabla 4.2 se puede observar un resumen de todos los estandares 802.11.

Tabla 4.2: Evolucion Estandares 802.11.


4.3 Arquitectura de Red Inalambrica.

La red 802.11 esta formada basicamente por cuatro componentes, que se muestran

en la figura 4.1:

Figura 4.1: Componentes de una WLAN.

DS (Distribution System): es un componente logico de 802.11 utilizado para

encaminar paquetes a sus destinos que se define para asociar varios puntos de acceso

con el objetivo de constituir un area de cobertura mayor. En el estandar no se

especifica ninguna tecnologıa concreta para el DS, pero se trata de una estructura

que se tiene en cuenta para direccionar tramas a traves de el como si se tratara de

un backbone.

AP (Access Point): es la interfaz entre la red 802.11 y los dispositivos finales.

Hacen de puentes entre la red inalambrica y la cableada para comunicar estaciones

que estan conectadas al AP.

STA (Station): son todos aquellos dispositivos con interfaces inalambricos, como

un ordenador, tabletas, telefonos moviles, etc., que hagan uso de una red Wi-Fi para

transferir datos entres ellos y poder ası comunicarse.

Wireless Medium: se trata del medio que el estandar utiliza para desplazar los

paquetes de una estacion a otra.

62 4.3. Arquitectura de Red Inalambrica.

4.3.1. (Basic Service Set o Conjunto de Servicio Basico)

Una de las operaciones basicas de las redes 802.11 es el BSS, consistente en un

grupo de estaciones que se comunican entre sı dentro de un area determinada, que

esta definida por las caracterısticas de propagacion del medio inalambrico.

A partir de este concepto de BSS, surgen las siguientes alternativas y modos de

comunicacion:

IBSS (Independent Basic Service Set). No existe ningun sistema de distri-

bucion, por lo que las estaciones se comunican directamente entre ellas sin ningun

intermediario. No existe conexion con otras redes. La figura 4.2 muestra un esquema

de esta topologıa.

• Modo Ad-hoc: Se trata de una variante del IBSS en el cual no hay punto

de acceso. Las funciones de coordinacion las asume de forma aleatoria una de

las estaciones presentes. El trafico de informacion se lleva a cabo directamente

entre los dos equipos implicados en la comunicacion. La cobertura viene dada

por la distancia maxima entre dos equipos, y generalmente es notablemente

inferior a aquella de los modos en los que existe un punto de acceso.

Modo infraestructura. El AP se encarga de las funciones de coordinacion. Debido

a que tiene que atravesarlo todo el trafico, cuando dos estaciones que se encuentran

dentro del mismo BSS quieren comunicarse entre sı, se produce una clara perdida de

eficiencia (los paquetes de informacion se envıan una vez al AP y otra al destino).

La figura 4.2 muestra un esquema de esta topologıa.

Esta arquitectura es adecuada cuando la mayor parte del trafico tiene su origen o

fin en las redes exteriores a las que esta conectado el punto de acceso. Es el modo

que se utiliza habitualmente para conectar una red inalambrica con redes de acceso

a Internet y redes locales de empresa.


• ESS (BSS extendido): Este caso especıfico del modo infraestructura se repre-

senta por un conjunto de BSS asociados a traves de un sistema de distribucion.

Esto permite una serie de prestaciones avanzadas opcionales como el roaming

entre zonas de cobertura.

En la figura 4.2 se puede ver las distintas topologıas.

Figura 4.2: Diagramas diferentes topologıas BSS.

4.3.2. Servicios asociados a los distintos elementos de la arqui-tectura

Los fabricantes de equipos pueden implementar estos servicios de la forma que

mejor se ajuste a sus pretensiones. En total, el estandar especifica nueve servicios de red,

de los cuales tres se utilizan para datos y el resto constituyen operaciones de gestion que

permiten a la red seguir el rastro de los nodos y de la entrega de tramas.

Estos servicios se dividen en dos categorıas:

SS (Station Service): aquellos servicios que son parte de todas las estaciones,

incluyendo APs.

1. Autenticacion: proporciona el control sobre el acceso a la LAN. Al no existir

conexion fısica en una red inalambrica, para saber si un terminal forma o no

parte de la misma, es necesario comprobar su identidad antes de autorizar

su asociacion con el resto de la red. Ası pues, este servicio es invocado por

64 4.3. Arquitectura de Red Inalambrica.

cada STA para establecer su identidad frente al resto de estaciones con las que

necesita comunicarse. Puede darse en multiples ocasiones durante el tiempo en

que se produzca la conexion de la STA hacia la WLAN.

2. Desautenticacion: cancela una autenticacion existente. Este servicio da por

finalizada la conexion cuando una estacion pretende desconectarse de la red.

3. Privacidad: evita el acceso no autorizado a los datos gracias al uso de algorit-

mos de encriptacion, aproximandose al nivel de seguridad que se alcanza con

las redes cableadas.

4. Entrega de tramas MSDU (Media Access Control Service Data

Unit): se invoca para hacer entrega de este tipo de tramas dentro de la misma

BSS.

DSS (Distribution System Service): se trata de los servicios que forman parte

de un DS, accedidos vıa AP.

1. Asociacion: debido a que las estaciones estan registradas o asociadas con un

AP, la entrega de mensajes entre STAs es posible. El DS puede utilizar la

informacion de registro para determinar que AP emplear para cada STA.

2. Desasociacion: se invoca para dar por finalizada la asociacion de una STA

con un determinado AP. Es decir, cancela una asociacion existente, bien porque

el terminal sale del area de cobertura del punto de acceso, bien porque el punto

de acceso termina la conexion.

3. Distribucion: es el principal servicio usado por las estaciones del IEE.802.11.

Lo emplean las estaciones de una red de tipo infraestructura cada vez que se

realiza el envıo de datos para asegurar que los datos alcancen su destino. El DS

se utiliza para hacer entrega de las tramas a su destino. Todas las comunica-

ciones que utilizan un AP pasan a traves del DSS, incluidas las comunicaciones

entre dos estaciones que comparten AP.

4. Integracion: este servicio del DS permite la conexion de sistemas DS hacia una

red que no sea IEEE.802.11. Su responsabilidad es hacer todo lo que sea preciso


para entregar mensajes de la WLAN a cualquier equipo de la red integrada.

Ası pues, facilita la transferencia de datos entre la red inalambrica IEE.802.11

y cualquier otra red.

5. Reasociacion: transfiere una asociacion entre dos puntos de acceso. Aunque

la asociacion es suficiente para entregar las tramas entre las estaciones Wi-Fi

que no realicen cambios entre distintas BSS, la funcionalidad de este servicio

es necesaria para poder soportar la movilidad entre BSS.

Cada servicio esta soportado por uno o mas mensajes a nivel MAC (Media Access Control).

Tabla 4.3: Resumen servicios estandar 802.11.

66 4.4. Estandares IEEE 802.11

4.4 Estandares IEEE 802.11

Cuando el estandar IEEE.802.11 se aprobo en 1997, se permitıa trabajar con veloci-

dades de transmision de 1Mbps y 2 Mbps. Desde entonces y hasta la actualidad, han sido

muchos los grupos de trabajo creados para mejorar las deficiencias presentes en las pri-

meras versiones, ademas de mejorar algunas de sus prestaciones. Algunas de las versiones

de uso comercial de la familia IEEE.802.11 son las siguientes:

4.4.1. 802.11a

Esta revision se aprobo en 1999, y emplea el mismo juego de protocolos de base

que el estandar original. Opera redes inalambricas en la banda de 5GHz y utiliza 52

subportadoras OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexing o Multiplexacion por

Division de Frecuencias Ortogonales) con una velocidad maxima de 54 Mbps, lo que

lo convierte en un estandar practico para redes inalambricas con velocidades reales de

alrededor de 20 Mbps. Tiene 12 canales sin solape, 8 para red inalambrica y 4 para

conexiones punto a punto. Para poder interoperar con equipos del estandar 802.11b, que

se explica en el siguiente punto, es necesario contar con equipos que implementen los dos

estandares.

4.4.2. 802.11b

Tiene una velocidad maxima de transmision de 11 Mbps y utiliza el mismo metodo

de acceso definido en el estandar original, es decir, CSMA/CA (Carrier Sense Multiple

Access/Collision Avoidance). Opera redes inalambricas en la banda de 2,4 GHz, y debido

al espacio que ocupa la codificacion del protocolo CSMA/ A, en la practica, la velocidad

maxima de transmision que puede alcanzar es de aproximadamente 5,9 Mbps sobre TCP

(Transmission Control Protocol) y 7,1 Mbps sobre UDP (User Datagram Protocol).


4.4.3. 802.11g

Es la evolucion del estandar 802.11b, y al igual que este, utiliza la banda de 2,4 GHz.

Incrementa la tasa de transmision de datos teorica maxima a 54 Mbps, que en promedio es

de 22 Mbps de velocidad real de transferencia, similar a la del estandar 802.11a. Aunque

es compatible con el estandar b, la presencia de nodos bajo estandar b en redes bajo

estandar g reduce notablemente la velocidad de transmision.

Los equipos que se vendan actualmente bajo esta especificacion alcanzan potencias de

hasta medio vatio y permiten comunicaciones de hasta 50 Km con antenas parabolicas o

equipos de radio apropiados.

4.4.4. 802.11n

Esta generacion de WLAN introduce tecnologıa MIMO y ciertas mejoras en la

capa fısica para obtener tasas de transferencia superiores a los 100Mbps, llegando a

alcanzar el lımite teorico de velocidad de transmision los 600 Mbps. Ademas, gracias a

la utilizacion de tecnologıa MIMO, con la que se pueden utilizar varios canales a la vez

para enviar y recibir datos debido a la incorporacion de varias antenas, el alcance de

operacion de la red tambien es mayor.

Al contrario que las otras versiones de Wi-Fi, el estandar 802.11n puede trabajar en dos

bandas de frecuencia: 2,4 GHz (la que utilizan 802.11b y 802.11g) y 5 GHz (a la que

trabaja 802.11a). Por este motivo, 802.11n es compatible con dispositivos basados en

todas las ediciones anteriores de Wi-Fi. Por otro lado, es una ventaja que pueda trabajar

en la banda de 5 GHz, ya que esta menos congestionada y en 802.11n permite alcanzar

un mayor rendimiento.

Sera el estandar sobre el que nos basaremos para el diseno de la red WLAN.

68 4.5. Tecnicas de transmision de los estandares 802.11

4.5 Tecnicas de transmision de los estandares 802.11

Las tecnicas de transmision utilizadas por el estandar IEEE 802.11 son: DSSS

(Direct Sequence Spread Spectrum); FHSS (Frequency Hopping Spread Spectrum); y

OFDM (Orthogonal Frequency Division Multiplexin).

Estas tecnicas son tecnicas de espectro ensanchado o expandido, que es la tecnologıa

basica en la que se basa el funcionamiento de los sistemas inalambricos. Esta se funda-

menta en el hecho de que el ancho de banda real utilizado en la transmision es superior

al estrictamente necesario para la transmision de la informacion. Lo que se consigue con

esto es un sistema muy resistente a las interferencias de otras fuentes de radio, resistente

a los efectos de eco y que puede coexistir con otros sistemas de radiofrecuencia. Estas

ventajas hacen que la tecnologıa de espectro expandido sea la mas adecuada en las

bandas de frecuencia para las que no se necesita licencia.

En el estandar 802.11n, se utiliza una combinacion de MIMO (Multiple-Input Multiple-

Output) con OFDM.

Estandar Tecnica de Transmision802.11 FHSS, DSSS, IR

802.11b DSSS802.11g DSSS, OFDM802.11a OFDM802.11n MIMO-OFDM

Tabla 4.4: Tecnicas de transmision de los estandares 802.11 mas utilizados.

4.5.1. OFDM

En una comunicacion inalambrica con elevada tasa de bits es necesario un gran

ancho de banda, siendo el canal susceptible a ser selectivo en frecuencia (no plano). La

tecnica de multiplexacion por division de frecuencias divide el ancho de banda total en

subcanales mas estrechos que operan cada uno en diferente frecuencia y en paralelo. Eso

reduce la posibilidad de desvanecimiento por respuesta no plana en cada subportadora y se


consiguen velocidades de transmision mas altas. Cuando las subportadoras son ortogonales

en frecuencia, se puede reducir el ancho de banda total requerido todavıa mas, como se

muestra en la figura 4.3.

Figura 4.3: Grafica comparativa modulacion OFDM.

OFDM puede transmitir datos a distintas velocidades, utilizando distintas tecnicas

de modulacion en cada una de ellas.

Los problemas de ISI (Inter-Symbol Interference) y de ICI (Inter-Channel Interference)

se eliminan del sımbolo OFDM cuando la longitud del tiempo de guarda es mayor que el

maximo valor del esparcimiento del retardo. Ası pues, una de las ventajas que ofrece esta

tecnica es la alta resistencia a las interferencias producidas por las ondas reflejadas en los

objetos del entorno.

El estandar 802.11a, que utiliza la banda de 5 GHz, utiliza la tecnica OFDM. En el caso de

OFDM en la banda de 2,4 GHz, los canales empleados son los mismos que en el estandar

802.11b y hay que tener en cuenta que el ancho de banda del canal es de 20 MHz, con lo

que solo podran trabajar tres canales de manera simultanea para que la interferencia no

sea demasiado grande. Las modulaciones empleadas en OFDM son las siguientes:

BPSK (Binary Phase-Shift Keying o Modulacion por Desplazamiento de Fase Bi-

naria)

QPSK (Quadrature Phase-Shift Keying o Modulacion por Desplazamiento de Fase

en Cuadratura).

16-QAM (16ary Quadrature Amplitude Modulation o Modulacion de Amplitud en

70 4.6. Diseno de la Red Inalambrica.

Cuadratura de 16 estados).

64-QAM (64ary Quadrature Amplitude Modulation o Modulacion de Amplitud en

Cuadratura de 64 estados).

4.5.2. MIMO

El termino MIMO hace referencia unicamente a la manera en que se manejan las

ondas de transmision y recepcion en las antenas de los dispositivos inalambricos. En

las formas de transmision inalambrica tradicionales, la senal se encuentra afectada por

fenomenos de reflexion, lo que da lugar a degradacion o corrupcion de la misma, y en

consecuencia, perdida de datos.

La tecnica MIMO utiliza fenomenos fısicos como la propagacion multicamino para

aumentar la tasa de transmision y disminuir la tasa de error. Es decir, utilizando el

dominio espacial, MIMO incrementa la eficiencia espectral del sistema de comunicacion

inalambrica.

Debido a que la tecnologıa MIMO incrementa notablemente la tasa de transferencia

de la informacion utilizando diferentes canales en la transmision de datos o la multiple-

xacion espacial al encontrarse las antenas fısicamente separadas, durante los ultimos anos

esta tecnologıa ha sido fuertemente aclamada entre las comunicaciones inalambricas.

Existen dos configuraciones para la tecnologıa MIMO:

MISO (Multiple-Input Single-Output): varias antenas de emision y una unica

antena en el receptor.

SIMO (Single-Input Multiple-Output): una unica antena de emision y multi-

ples antenas en el receptor.

El estandar IEEE 802.11n utiliza esta tecnologıa para alcanzar velocidades teoricas

de hasta 600Mbps, es decir, 10 veces superiores al lımite teorico del estandar 802.11g, que

constituye el protocolo de red inalambrico mas utilizado desde principios del siglo XXI.


4.6 Diseno de la Red Inalambrica.

4.6.1. Cobertura Radioelectrica.

La cobertura debe abarcar la totalidad del edificio con un nivel de campo electro-

magnetico suficiente para alcanzar los 450 Mbps de capacidad de pico, el nivel de senal

en las diferentes areas radioelectricas, debe ser inferior a los -69dBm.

El diseno del sistema se realizara acorde con el estandar 802.11n. Operando en las bandas

de 2.4 y 5 GHz. Para conseguir una mayor velocidad, la red se disenara para la banda de

5 Ghz. El ancho de banda del canal sera de 40 Mhz para conseguir velocidades de hasta

450 Mbps de pico. En la tabla 4.5 se puede observar los canales eligibles para el estandar

802.11n en 5GHz e interiores. Para que no existan interferencias entre distintos puntos de

acceso inalambricos, se evita usar canales contiguos.

Tabla 4.5: Rango de canales para 802.11n y 5Ghz.


4.6.2. Capacidad del sistema.

La capacidad del sistema debe ser cercana a los 10 Mbps para cada uno de los

usuarios. Teniendo en cuenta que habra en el peor de los casos una estimacion de 30

usuarios potenciales maximos en la planta primera (tabla 4.7) y en la planta baja, no mas

de 40 usuarios contando visitantes con autorizacion para el uso de la WLAN (tabla 4.6).

4.6.3. Accesibilidad.

La red privada debe ser accesible desde todos los puntos de las zonas de cobertura.

El acceso debe, ası mismo, estar controlado por el sistema central de autenticacion de

usuarios de la red inalambrica del edificio. Los usuarios podran acceder tanto a Internet

como a la red local del centro, dependiendo de las claves que se asignen. La red debe

estar preparada y equipada para impedir accesos no autorizados a la red.

4.6.4. Seguridad.

Para limitar el uso de la red, se hara un control de acceso de usuario por medio de

SSID (Service Set Identifier). Consiste en que el usuario debe tener configurado el mismo

SSID con el que se nombraran los puntos de acceso. La clave del SSID sera WPA-2 que

la dotara de mayor seguridad de encriptacion.

4.6.5. Dimensionamiento del sistema.

En el presente proyecto de red inalambrica, el dimensionado cubre por una parte,

la estimacion de capacidad requerida, la estimacion del equipamiento necesario y la

estimacion del caudal troncal.

El calculo de los usuarios potenciales se realiza con la siguientes condiciones:


1. Se dimensiona contando que todos los usuarios cuenten con un terminal conectado

a la WLAN, aunque ya esten conectados por medio de las tomas de red de sus areas

de trabajo.

2. De los visitantes que accedan al salon de actos se les concedera un acceso a la WLAN

a no mas de 20 usuarios.

3. Para la biblioteca se supone que estara llena, y todos los usuarios tendran un ter-

minal inalambrico conectado.

4. La sala de reuniones no anade usuarios, puesto que seran los miembros del centro

que ya se les contabiliza en su area de trabajo.

PLANTA BAJAArea de trabajo. No Usuarios Potencial

Cocina-Bar 49 Oficinas Tipo A: 92 Oficinas Tipo B: 2

Conserjerıa 2Salon de actos 20

TOTAL 37

Tabla 4.6: Calculo usuarios potenciales Planta Baja.

PLANTA PRIMERAArea de trabajo. No Usuarios Potencial

6 Oficinas Tipo B: 6Secretarıa 2

Oficina Direccion General 01 1Oficina Direccion General 02 1

Biblioteca 20Sala Reuniones 0

TOTAL 30

Tabla 4.7: Calculo usuarios potenciales Planta Primera.

Se ha sobredimensionado en todos los apartados para ası poder ofrecer un alto

rendimiento en cualquier momento, incluso a maxima capacidad.


4.6.5.1. Calculo de la capacidad del sistema.

Para el calculo de la Capacidad Total Maxima, se debe garantizar a los usuarios

una conexion de al menos 10 Mbps por usuario. Se obtiene:

CMAX = 70 usuarios * 10Mbpsusuario

= 700 Mbps

La capacidad maxima que ofrece cada punto de acceso segun el estandar IEEE

802.11n para equipos que utilizan MIMO es de 450 Mbps brutos, que resultan ser 217

Mbps netos si eliminamos las cabeceras de radio y la securizacion.

Por tanto, asumiendo que el reparto de carga entre Puntos de Acceso es equilibrado,

son necesarios:

NAP = 700 Mbps / 217 Mbps = 3,23 Puntos de Acceso = 4 Puntos de

Acceso en 802.11n.

Capacidad neta requerida por usuario 10 MbpsNumero maximo de usuarios simultaneos 70

Capacidad neta total requerida 700 MbpsCapacidad neta estimada por Punto de Acceso 217 Mbps

Numero de Puntos de Acceso requeridos 4

Tabla 4.8: Resumen Puntos de Acceso.

4.6.6. Planificacion Radioelectrica.

La superficie total a cubrir son aproximadamente 968 m2, por lo que cada nodo

inalambrico, que da servicio a cada area radioelectrica ha de cubrir aproximadamente

242 m2.

Los radios de cobertura de los puntos de acceso se solaparan. Con las recomendaciones

del estandar 802.11n (40Mhz de ancho de banda por canal) y observando la tabla 4.5 se

decide elegir los canales para interior siguientes: 36, 44, 52 y 60.

Para determinar la ubicacion mas adecuada del Punto de Acceso se debe realizar


un proceso iterativo, mediante el cual se ubican los puntos de acceso y se verifica si se

cumplen todos los requisitos, en caso negativo, se realiza un cambio de ubicacion hasta

que el resultado fuera totalmente satisfactorio. Al realizarse el proyecto sobre plano, se

tendran en cuenta ambas plantas con el fin de minimizar la interferencias.

4.6.6.1. Tablas resumen Puntos de Acceso.

Denominacion del punto de acceso AP PB1Ubicacion Figura 4.4Canal asignado 36Frecuencia de trabajo 5180 MHzPorcentaje de area de interes cubierta 50 %Nivel de senal mınimo estimado -69 dBmCapacidad media en carga 217 MbpsCapacidad media de pico 450 Mbps

Tabla 4.9: Punto de Acceso 1 Planta Baja.

Denominacion del punto de acceso AP PB2Ubicacion Figura 4.4Canal asignado 44Frecuencia de trabajo 5220 MHzPorcentaje de area de interes cubierta 50 %Nivel de senal mınimo estimado -69 dBmCapacidad media en carga 217 MbpsCapacidad media de pico 450 Mbps

Tabla 4.10: Punto de Acceso 2 Planta Baja.

Denominacion del punto de acceso AP PP1Ubicacion Figura 4.6Canal asignado 52Frecuencia de trabajo 5260 MHzPorcentaje de area de interes cubierta 50 %Nivel de senal mınimo estimado -69 dBmCapacidad media en carga 217 MbpsCapacidad media de pico 450 Mbps

Tabla 4.11: Puntos de Acceso 1 Planta Primera.


Denominacion del punto de acceso AP PP2Ubicacion Figura 4.6Canal asignado 60Frecuencia de trabajo 5300 MHzPorcentaje de area de interes cubierta 50 %Nivel de senal mınimo estimado -69 dBmCapacidad media en carga 217 MbpsCapacidad media de pico 450 Mbps

Tabla 4.12: Puntos de Acceso 2 Planta Primera.

4.6.7. Equipos

Soportaran el estandar IEEE 802.11n. Deberan poder alimentarse mediante PoE.

La tasa de transferencia maxima sera 450 Mbps, suficiente para el sobredimensionamiento

que se lleva a cabo en todo el proyecto. Las antenas deben tener una ganancia aproximada

de 2,5 dBi. Cumpliendo todo esto se elige el AP Cisco AIR-SAP2602I-E-K9. con una

ganancia de 4 dBi.

Figura 4.4: Punto de Acceso inalambrico.


4.6.8. Ubicacion Puntos de Acceso.

Para disposicion de los puntos de acceso se evita alinearlos verticalmente en las

distintas planta, evitando ası posibles interferencias y optimizando las areas de cobertura.

4.6.8.1. Puntos de acceso Planta Baja.

En la planta baja se el AP PB1 se coloca en el pasillo junto frente a las escaleras y

el AP PB2 frente a la entrada.

Figura 4.5: Punto de Acceso Planta Baja.

4.6.8.2. Cobertura Radioelectica Puntos de acceso Planta Baja.

En el plano representado en la figura 4.6 se puede observar que la cobertura ra-

dioelectrica no deja ningun punto sin acceso a la red inalambrica. Se debe a la potencia

elegida para los puntos de acceso. Como el acceso a la red esta cifrado, no supone ningun

riesgo que la cobertura exceda los lımites fısicos del edificio.


Figura 4.6: Punto Cobertura Radioelectrica de Acceso Planta Baja.

4.6.8.3. Puntos de acceso Planta Primera.

En la planta primera se el AP PP1 se ubica en el pasillo frente a la biblioteca y el AP

PB2 frente a la sala de reuniones. Ambos puntos son los que posiblemente tenga un mayor

acceso puntual de la red inalambrica por ello se colocan en esos puntos, condicionando la

ubicacion de los puntos de acceso de la planta baja por lo comentado anteriormente.


Figura 4.7: Punto de Acceso Planta Primera.


4.6.8.4. Cobertura Radioelectica Puntos de acceso Planta Primera.

Figura 4.8: Cobertura Radioelectrica Punto de Acceso Planta Primera.

Capıtulo 5

Conclusiones.

Indice5.1. Conclusiones. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82

5.2. Lıneas Futuras de Desarrollo. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84

En este capıtulo se desarrollan las conclusiones de la memoria y futuras lıneas de

trabajo sobre el proyecto.

82 5.1. Recapitulacion.

5.1 Conclusiones.

La realizacion de este proyecto demuestra una total comprension y aplicacion de las

normativas y estandares necesarios para su ejecucion. Tambien se necesita adquirir unas

capacidades de uso avanzado de la herramienta AUTOCAD.

Las redes LAN permiten la interconexion entre dispositivos en las areas de trabajo

y de estos con el exterior (Internet). Su diseno se hace bajo una serie de normativas y

estandares que permitan una facil implementacion y crecimiento. El cableado estructura-

do.

Se parte de los planos del edificio, que se someteran a estudio para conseguir ajustar

el diseno mas optimo a sus necesidades y particularidades.

En la primera parte se definen los espacios y las canalizaciones del sistema de ca-

bleado que se basa en la norma ANSI/TIA/EIA-569, que nos permite una administracion

sencilla y una capacidad de crecimiento flexible.

Las salas de equipos y las salas de telecomunicaciones se ubican de tal forma que faciliten

la implementacion del cableado vertical del edificio. Se han alineado verticalmente.

La sala de equipos se ubica en la planta primera y es compartida con la sala de

telecomunicacioines de dicha planta, tiene unas dimensiones de 13,65 m2. La sala de

telecomunicaciones de la planta baja posee un area de 9 m2.

Las canalizaciones verticales soportaran el cableado que conectara los equipos ubicados

en estas salas. Se llevaran acabo por medio de tubos de PVC rıgido de 50 mm de

diametro.

Las canalizaciones horizontales deben soportar el cableado que une los equipos de las

salas de telecomunicaciones con las areas de trabajo de la planta en la que se ubican.

Estas canalizaciones constan de bandejas portacables metalicas, que distribuyen el groso

del cableado por toda la planta, y tubos de PVC corrugado, instalados a traves de los

tabiques, para la distribucion final hasta las tomas de usuario de cada area de trabajo.

Capıtulo 5.Conclusiones. 83

A continuacion se realiza un dimensionamiento del sistema dando como resultado,

29 tomas de usuario para la planta baja y 36 para la planta primera. Despunes se explica

la justificacion tecnica de los medios de transmision que se implantaran en cada parte

del diseno.

Para el cableado vertical se utilizara fibra optica que ofrece una mayor fiabilidad

para los enlaces troncales. Para el cableado horizontal se utilizara cable de par trenzado

categorıa 6 que nos permite unas tasas de transmision elevadas y no serıan tan caros

como la instalacion de la fibra optica, principalmente por los equipos asociados a la

adaptacion de la fibra.

En la justificacion tecnica tambien se describen los procedimientos de verificacion y

comprobacion de los enlaces permanentes. Los instaladores deben conocer tanto los

procedimientos como los parametros y valores lımite que han de medir.

Los enlaces permanentes no superan en ningun caso los 90 metros lımite para el cable de

par trenzado.

Los equipos elegidos poseen conectores tanto de fibra como de cobre suficientes para

futuros crecimientos de la red. Tambien se requiere una maxima compatibilidad entre

ellos y que ofrezcan calidad y fiabilidad en sus procesos, por ello son todos del mismo

fabricante y de altas prestaciones.

En la ultima parte del proyecto se procede al diseno de la red WLAN.

La red inalambrica debe ofrecer una capacidad a todos los usuarios potenciales de la red

cercana a los 10 Mbps. El estandar elegido para transmitir es el 802.11n que opera en

las bandas de 2,4 y 5 GHz lo que lo hace compatible con los estandares anteriores. La

frecuencia de los puntos de acceso sera 5 GHz, que esta menos congestionada, y se consigue

unas tasas de transferencia de datos de 450 Mbps.

Tras un dimensionamiento suponiendo el peor caso posible, se disena para 70 usuarios

potenciales conectados al mismo tiempo y una velocidad de 10 Mbps. Se calcula que

seran necesarios 2 puntos de acceso por cada planta.

84 5.2. Lıneas Futuras de Desarrollo.

Teniendo en cuenta que en 5 GHz para conseguir tasas de 450 Mbps, se elige un ancho

de canal de 40 MHz. Esto supone que los canales posibles para asignar a los puntos de

acceso son: 36, 44, 52 y 60.

Los puntos de acceso cumplen con todas las condiciones del diseno de la red, incluyendo

un sobredimensionamiento por si se ampliaran el numero de usuarios.

5.2 Lıneas Futuras de Desarrollo.

El siguiente paso para la continuacion de este TFG serıa realizar la configuracion

de la red. Dentro de esa configuracion se destacarıa:

Direccionamiento de la red. Tanto para IPv4 como IPv6.

Estructurar la red con distintas VLANs para los diferentes desempenos de los usua-

rios del edificio.

Configurar redes VPN para poder acceder de forma segura a la red del centro sin

necesidad de estar en el.

Configuracion de ACLs para determinar a que contenidos se puede acceder desde

los dispositivos conectados.

Tambien se podrıa dotar a la red de algunos servicios fısicos que los equipos insta-

lados soportarıan, serıan:

Telefonıa IP.

Camaras IP, para vigilancia por ejemplo.

Bibliografıa.

85

ANSI/TIA-568-C: The standards address commercial building cabling for telecommunications products and services. (2015).ANSI/TIA-568-C: The standards address commercial building cabling for telecommunications products and services(ANSI/TIA 568). ANSI/TIA, Virginia, USA.

ANSI/TIA-568-C0: Generic Telecommunications Cabling for Customer Premises. (2009). ANSI/TIA-568-C0: Generic Telecommunications Cabling for Customer Premises (ANSI/TIA 568). ANSI/TIA, Virginia, USA.

ANSI/TIA-568-C1: Commercial Building Telecommunications Cabling Standard . (2009). ANSI/TIA-568-C1: Commercial Building Telecommunications Cabling Standard (ANSI/TIA 568). ANSI/TIA, Virginia, USA.

ANSI/TIA-568-C2: Commercial Building Telecommunications Cabling Standard Part 2: Balanced Twisted- Pair Cabling Components. (2015).ANSI/TIA-568-C2: Commercial Building Telecommunications Cabling Standard Part 2: Balanced Twisted- Pair Cabling Components(ANSI/TIA 568). ANSI/TIA, Virginia, USA.

ANSI/TIA 568-C3: Optical Fiber Cabling Components Standard. (2008). ANSI/TIA 569-C3: Optical Fiber Cabling Components Standard(ANSI/TIA 569). ANSI/TIA, Virginia, USA.

ANSI/TIA 569-C: Telecommunications Pathways and Spaces. (2014). ANSI/TIA 569-C: Telecommunications Pathways and Spaces(ANSI/TIA 569). ANSI/TIA, Virginia, USA.

ANSI/TIA-606-A: Administration Standard for Commercial Telecommunications Infrastructure. (2009). ANSI/TIA-606-A: Administration Standard for Commercial Telecommunications Infrastructure(ANSI/TIA 606). ANSI/TIA, Virginia, USA.

ANSI/TIA-607-B: Generic Telecommunications Grounding (Earthing) and Bonding for Customer Premises . (2012). ANSI/TIA-607-B: Generic Telecommunications Grounding (Earthing) and Bonding for Customer Premises (ANSI/TIA 607-B). ANSI/TIA, Virginia, USA.

IEEE-802.11 Wireless local area networks. (2012). IEEE-802.11 Wireless local area networks. IEEE, New York, USA.

Parte II

Planos.

89

Planos.

1.1 Plano General Distribucion del Edificio.

91

Planta BajaPlanta Primera

Sección C1-C1"Sección C2'-C2"

Diseño Capa Física de una Red LAN yWLAN de Datos para un EdificioPolivalente en Malaui.

Escuela Politecnica de Cuenca. GISAT Autor: Josué López Collado

PLANO GENERAL DISTRIBUCIÓN DELEDIFICIO.

1.2 Plano Situacion Armarios de Telecomunicacionesy Cableado Troncal.

93



PLANO GENERAL SITUACIÓN ARMARIOS DETELECOMUNICACIONES Y CABLEADO TRONCAL

1.3 Plano Canalizaciones y Tomas.

1.3.1. Plano Canalizaciones y Tomas Planta Primera.

95



PLANO DE CANALIZACIONES Y TOMASPLANTA PRIMERA

1.3.2. Plano Canalizaciones y Tomas Planta Baja.

97



PLANO DE CANALIZACIONES Y TOMASPLANTA BAJA

1.4 Plano Topologıa y Etiquetado de la Red.

99

Router

Switch Planta Primera Switch Planta Baja

Switch Principal



Topología y Etiquetado de la Red.

1.5 Plano Situacion Puntos de Acceso Inalambricos.

101

Planta Baja Planta Primera

Sección C2'-C2"



PLANO SITUACIÓN PUNTOS DE ACCESO

INALÁMBRICOS.

1.5.1. Plano Cobertura Radioelectrica Planta Primera.

103



PLANO COBERTURA RADIOELÉCTRICAPLANTA PRIMERA

1.5.2. Plano Cobertura Radioelectrica Planta Baja.

105



PLANO COBERTURA RADIOELÉCTRICAPLANTA BAJA

1.5.3. Plano Distribucion de Equipos en el RACK.

107

Switch Planta Primera

Switch Planta Baja

Switch PlantaPrimera

Switch Principal

Router

Switch Planta Baja



DISRTRIBUICIÓN Y CONEXIONADO DELOS EQUIPOS EN LOS RACK.

Parte III

Pliego de Condiciones Particulares.

109

Cableado estructurado.

1.1 Canalizaciones

1.1.1. Tubo PVC rıgido 50mm

Tubo de PVC rıgido ignıfugo (no propagador de la llama) presentado en barra de 3

metros de largo, abocardado en un extremo y con una resistencia para la compresion de

750N segun norma UNE-EN-50086-2-1.

111

1.1.2. Bandeja rejilla portacable.

1.1.3. Tubo PVC corrugado 50mm

Tubo corrugado forrado de doble capa de PVC negro para canalizaciones empo-

tradas ordinarias (paredes, techos y falsos techos), para cualquier obra o construccion en

general. Tubo Autoextinguible de aplicacion en instalaciones a la intemperie, empotrado

en suelos, e incluso en modulos prefabricados.

Resistencia a la compresion 320 N. y al impacto de 2 J. a -5 oC. Norma UNE-EN-

50086-2-2.

112

1.2 Cableado

1.2.1. Fibra Optica

Fibras multimodo OM2 50/125 µm.

113

1.2.2. Cable par trenzado

114

1.3 Elementos de interconexion

1.3.1. Elementos Activos

Router CISCO ISR 4451-X/K9 (4GE,3NIM,2SM,8G FLASH,4G

DRAM)

115

Switch Principal CISCO Catalyst 2960-X (24 GigE PoE 370W, 4 x 1G

SFP, LAN Base

117

Switch Principal CISCO Catalyst 2960-X (48 GigE PoE 370W, 4 x 1G

SFP, LAN Base

119

1.3.2. Elementos Pasivos

Patchpannel Panel de Parcheo Categorıa 6 - 48 Puertos - 2 Niveles

121

Latiguillos

Conectores de cobre hembra(jacks).

122

1.3.3. Elementos auxiliares

1.3.3.1. Armarios de telecomunicaciones

123

Red Inalambrica.

1.4 Puntos de acceso inalambricos

AIR-SAP2602I-E-K9 802.11n Auto ; 3x4:3SS; Mod;Int Ant; E Reg Do-

main

125

Parte IV

Presupuesto

127

1.1 Cableado Estructurado.

Los precios de los equipos y horas de trabajo llevan incluido el 21 % de I.V.A.

1.1.1. Red Troncal

129

1.1.2. Red Horizontal

1.2 Red Inalambrica.

Los precios de los equipos y horas de trabajo llevan incluido el 21 % de I.V.A.

130

1.3 Totales.

Asciende el presente presupuesto de “Diseno Fısico de una Red de Datos LAN y

WLAN para Edificio Polivalente en Malaui” a la cantidad de CUARENTA Y DOS

MIL SETECIENTOS CUARENTA Y OCHO EUROS CON SESENTA Y

CINCO CENTIMOS DE EURO.

131

escuela politécnica de cuenca

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