T3. La instalación física de una red¶
Normas¶
IEEE 802.x y ANSI/TIA-xxx
Ejercicios¶
Ejercicio de Normas¶
En moodle
Ejercicio de latiguillos¶
Creación de latiguillos de red ANSI/TIA:
- Directo 568A-A (referencia) de 2,5 m, 1 m, 0,5 m y 25 cm
- Cruzado 568A-B de 2 m
- Rolled de 0,75 m
Los cables deben estar etiquetados con el número del alumno y sus iniciales.
Todo cable cuya envolvente NO esté sujeta por el terminal conllevará una calificación de NO APTO.
Detalle de terminación apta:
Fecha de entrega: Antes del 30 de octubre.
Etiquetado¶
Todo el cableado debe ser entregado con el etiquetado (en ambos extremos) siguiendo el patrón PXX-YYY-SMR1:
XXIndica el número de puesto que ocupa el alumno. P.e. Rodrigo ocupa el puesto P04.YYYIniciales de apellidos y nombre. P.e. en mi caso seríaFGL.SMR1del aula en la que lo utilizaremos.
Quedando en mi caso mis cables etiquetados como P00-FGL-SMR1.
El etiquetado, impreso a ordenador, debe ir pegado de forma longitudinal al cable (con celo o pegatina) a 5 cms de ambos terminales, excepto el cable de 25 cms que lo tendrá en el centro.
Por último, el cableado cruzado deberéis añadir una X al final P00-FGL-SMR1-X y el rolled P00-FGL-SMR1-Rolled.
Las tecnologías “Ethernet”. FDDI.¶
- Ethernet -> 802.3 -> Ethernet, Fast, Giga, ... sobre par de cobre o fibra.
- FDDI -> Anillos de fibra -> tecnología obsoleta.
Echando un vistazo al interior de una trama ethernet...
Y revisando la estructura general de sobrecarga de paquetes:
El modelo OSI y “Ethernet”¶
¿Qué relación hay entre el modelo TCP/IP y Ethernet?
¿Y entre Ethernet y el modelo OSI? -> ethernet
Acceso al medio CSMA/CD¶
Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection o CSMA/CD es en español, acceso múltiple con escucha de portadora y detección de colisiones.
LA INSTALACIÓN FÍSICA DE UNA RED¶
Enfocándonos en la capa 1, la capa física, vamos a estudiar y analizar la organización del cableado (Ethernet y fibra) para obtener un sistema de CABLEADO ESTRUCTURADO.
Espacios¶
El cableado estructurado es el tendido de cables en el interior de un edificio para la creación de una LAN (red de área local).
A día de hoy tratarse de cable de par trenzado de cobre UTP/STP (sin o con envolvente metálica), para redes de tipo Ethernet (norma IEEE 802.3). No obstante, también puede tratarse de fibra óptica en algún punto de interconexión de switches, y algún remanente obsoleto de cable coaxial.
El estándar EIA/TIA 568 sobre cableado de comunicaciones (voz, imagen, LAN, WAN) que define los parámetros que permiten establecer el cableado de un edificio. Se entiende el cableado como un servicio más del edificio (luz, agua, gas y datos).
Podemos diferenciar los siguientes espacios y subsistemas:
- Equipo de usuario.
- Latiguillo de red: conecta el equipo de usuario a la toma fija de la pared.
- Toma o roseta: es el punto de terminación de red. El último punto fijo de la instalación.
- Subsistema horizontal o de planta: es el conjunto de cables que van
desde el armario de distribución de planta hasta los distintos
puntos de terminación de red.
En ocasiones, especialmente cuando la distancia es elevada, podemos encontrarnos armarios intermedios de distribución, de forma que desde el armario de planta a una sala concreta se tiende sólo un cable por el consecuente ahorro en mano de obra o para evitar las pérdidas siendo cable de fibra. - Subsistema distribuidor (armarios de planta): son los racks (armarios) que interconectan el subsistema vertical con el cableado de planta. En él se encuentran los switchs/hubs y los equipos de terminación del cableado (paneles de parcheo).
- Subsistema vertical, dorsal o de edificio: es el cableado que interconecta el distribuidor de edificio con cada una de los armarios de planta. Su necesidad de ancho de banda es elevado por lo que suele implementarse mediante conexiones ATM, FDDI o Gigabit Ethernet.
- Subsistema distribuidor de edificio: realizan la misma función que los distribuidores de planta.
- Sala de servidores: En algunas empresas existe una zona donde se encuentran los servidores físicos que sostienen todo o parte de los servicios que necesita la empresa, como servicios de Active Directory o servidores de archivos.
- Gateway o equipo de salida: es el equipo que realiza las funciones de puerta de enlace o puerta de salida al exterior, adaptando las direcciones privadas en públicas y uniendo la red exterior a la red privada.
- Fibra de salida.
En realidad, como ya veíamos en clase, el equipo de usuario y el latiguillo de red no son parte del cableado estructurado ya que son partes móviles y podrán existir o no en tiempo.
Cuartos de comunicaciones.¶
Son las salas que debe disponer todo edificio donde ser recoge la
entrada de los suministros de comunicaciones, líneas telefónicas y fibra fundamentalmente, aunque también recepción de televisión por cable o aire y satélite.
En ellos se ubican los equipos informáticos de entrada como GATEWAY y
ROUTER, y en la mayoría de los casos también es el subsistema distribuidor de edificio y punto de partida del subsistema vertical.
Leer Información importante sobre cuartos de comunicaciones.
Armarios de comunicaciones. Paneles de parcheo.¶
Los armarios de comunicaciones pueden albergar múltiples elementos como podemos ver en la figura.
Las dimensiones habituales del mismo es de unos 600 mm, pero el interior, la zona útil, es siempre estandar de 19 pulgadas. Podremos encontrar algunos armarios de 800 mm de ancho, pero las sujeciones interiores continuarán a 19 pulgadas, por lo que el trabajo en ellos será más cómodo.
El alto se mide en unidades, siendo las más habituales de 12 U, 24 U o 42 U, siendo U unos 44,45 mm.
La organización y orden en ellos es fundamental…
Otro aspecto fundamental en los armarios es la gestión de la temperatura ya que los dispositivos que contienen suelen producir bastante calor y por tanto el armario debe estar pensado para la evacuación de calor, y la altura a la que se colocan los distintos elementos debe estar estudiada.
Instalación de paneles de parcheo.
Canalizaciones: Tipos. Procedimientos de montaje. Elementos de fijación.¶
Existen multitud de soluciones para canalizar el cableado, pero según por donde discurran las dividiremos en canalización de: suelo (técnico), techo, pared y superficie.
Veremos algunos ejemplos de canalizaciones en los siguientes enlaces:
Medios de Comunicación. Cable convencional. Cables de Fibra óptica. Medios inalámbricos.¶
Hoy en día conviven el par trenzado de cobre, la fibra óptica y las
redes inalámbricas en la implementación de redes locales.
Pasemos a ver las principales características.
Cable convencional (par trenzado):¶
Los cables de par trenzado transmiten las señales de forma diferencial
y, al estar trenzados, hacen que las interferencias eléctricas que le
lleguen afecten por igual a ambos conductores, y por tanto el
diferencial se mantenga inalterado.
La transmisión diferencial implica que la tensión aplicada a uno de los
conductores también se aplica al otro con signo contrario.
El mínimo válido para ethernet es la transmisión a través de 2 pares,
aunque lo habitual es el uso de 4 pares.
Tipos:
- UTP: cable trenzado sin apantallar. Es el más básico, económico y de fácil instalación, pero son los más propensos a errores por distancia y ruidos.
-
STP: cable trenzado apantallado. Es algo más caro y difícil de manejar, pero su apantallamiento lo hace más inmune al ruido. El uso de estos cables está asociado con los conectores RJ49, equivalente a los RJ45 con toma de tierra.
-
FTP: pares trenzados con apantallamiento global. Mejora la protección frente a interferencias.
Fibra óptica¶
Son filamentos de vidrio de distinta densidad que provocan la refracción de las ondas de luz en el interfase de ambas densidades de forma que "atrapan" las ondas de un determinada longitud de onda.
Detalle de constitución de fibra.
Experimento¶
- Funcionamiento de fibra óptica (video corto) y pérdidas por dobleces
- Funcionamiento de fibra óptica (v. largo)
Conectores, tomas de red y herramientas.¶
Como ya hemos ido mencionando, los conectores más habituales son el RJ45, y en redes de alta calidad con STP o FTP se suelen utilizar RJ49 que ponen a tierra las envolventes metálicas de los cables aportando un extra de inmunidad al ruido.
Terminales RJ45 y RJ49
También hemos visto como se instala una toma de red en su conector hembra gracias a la herramienta de impacto.
Detalle de toma con esquema T568 A y B
Conexión de tomas y paneles de parcheo.¶
También hemos visto las realización de la conexión de una toma y un detalle de un panel de parcheo.
Creación de cables. Certificación de cableado. Pruebas.¶
Existen 2 tipos de cable para la conexión entre equipos, el directo y el cruzado. El primero lo utilizaremos para conectar HOST a equipos de
red SWITCH, HUB o ROUTER.
Los segundos, los cables cruzados, los utilizaremos para conectar dos
equipos iguales, esto es, HOST con HOST, o equipo de red con equipo
de red.
Algunas figuras para la confección y uso de cables cruzados:
En instalaciones nuevas se preferirá el T568A, y en antiguas con sistemas T568B presente, se preferirá ésta.
Para la certificación de cableado existen herramientas similares a los tester mostrados en el aula, pero que nos indican la calidad del cable, la longitud y las pérdidas.
Tipos de cables según su certificación:¶
| Categoría | Apantallamiento | Máx Tasa (a 100 metros) | Ancho de banda |
|---|---|---|---|
| Cat 3 | NO | 10 Mbps | 16 MHz |
| Cat 5 | NO | 10/100 Mbps | 100 MHz |
| Cat 5e | NO | 1000 Mbps / 1 Gbps | 100 MHz |
| Cat 6 | SÍ o NO | 1000 Mbps / 1 Gbps | >250 MHz |
| Cat 6a | Sí | 10000 Mbps / 10 Gbps | 500 MHz |
| Cat 7 | Sí | 10000 Mbps / 10 Gbps | 600 MHz |
| Cat 8 | Sí | 25 Gbps or 40Gbps * | 2000 MHz |
Podemos ver que a día de hoy la categoría 6a nos ofrece la mejor
relación calidad precio con prespectivas de futuro a medio plazo.
Ya existen cables CAT 6a sin apantallamiento metálico, con la redución
de costes y simplicidad de manipulación.
Estándard PoE (Power over Ethernet)¶
El estándard PoE fija las normas que deben de cumplir los dispositivos para recibir la alimentación a través del cableado estándar Ethernet existente en la empresa.
El estándard PoE nos permite conectar y alimentar puntos de acceso (AP), cámaras IP, routers, etc. a la red ethernet y evita la necesidad de tender un cableadlo eléctrico hasta donde se ubican dichos dispositivos, cargándose a través de SWITCH PoE, normalmente.
POE+ y POE++¶
PoE+ o 802.3at => potencia máxima de salida de 30 Watts (la alimentación real recibida es de 25,50 Watts).
PoE++ o 802.3bt => se subdivide en dos tipos: Tipo 3 y Tipo 4.
- Tipo 3, con potencia máxima de salida de 60 Watts, la alimentación real recibida es de 51 Watts.
- Tipo 4, con potencia máxima de salida de 100 Watts, la alimentación real recibida es de 71 Watts.
EJERCICIOS¶
- Realizar un esquema de los elementos del cableado estructurado.
- Buscaremos en la red manuales con recomendaciones de instalación de cableado.
- Qué es una colisión Ethernet? ¿Y un dominio de colisión?
- Cita los elementos que organizan una instalación construida con cableado estructurado.
- ¿Qué instrumentos tiene a su disposición el instalador de red para hacer la certificación del cable?
- Declara como verdaderas o falsas las afirmaciones siguientes:
- El cableado vertical o de backbone siempre se tiende desde las plantas superiores a las inferiores o viceversa.
- Los latiguillos de red pertenecen al cableado estructurado.
- Los armarios de comunicaciones no pertenecen al cableado estructurado.
- Un cable UTP no puede superar los 100 metros de extremos a extremo.
- La máxima distancia permitida para un cable UTP es de 90 m sin contar los latiguillos de conexión en los extremos.
EL PROYECTO DE INSTALACIÓN¶
En el laboratorio vamos a simular el diseño, presupuesto y ejecución de una instalación completa de un nuevo aula con 30 equipos para alumnos, el del profesor, así como el rack de aula y la interconexión al cuarto de telecomunicaciones, que en nuestro caso también será un rack.
En la actualidad el edificio no tiene ninguna conexión de datos por lo que deberá presupuestarse completamente la instalación de datos, así como la electrificación de los 30 y 1 puestos a partir del cuadro eléctrico disponible en el aula.
Algunas de estas tareas se pueden superponer en el tiempo y habrá que tener esto en cuenta al confeccionar el calendario de instalación.
A continuación describimos algunas de estas tareas:
- Calendario de diseño/ejecución. El mismo debe incluir 1 hora diaria de clase para la ejecución + la estimación de trabajo de diseño en casa.
-
Diseño del cableado estructurado. Plasmar en papel el diseño que queremos implementar posteriormente de forma física. Debemos realizar los siguientes planos:
- Aula en planta:
- datos: un punto de red por equipo de alumno y 2 para el docente.
- electricidad: 3 tomas eléctricas para cada alumno y 6 para el docente.
- conjunta (datos y electricidad).
- Rack de aula con el contenido del mismo.
-
Presupuestar. Una vez que tenemos el diseño podemos realizar el presupuesto de materiales y mano de obra. Deberéis consultar el coste hora actual de un Técnico Superior en Administración de Sistemas Informáticos en Red.
La instalación continuaría en la sede de la empresa con las siguientes fases:
- Instalación de las tomas de corriente. Esta tarea suele realizarla un electricista, pero desde el punto de vista del proyecto debemos asegurarnos de que hay suficientes tomas de corriente para alimentar todos los equipos de comunicaciones.
- Instalación de rosetas y jacks. Es la instalación de los puntos de red finales desde los que se conectarán los equipos de comunicaciones sirviéndose de latiguillos. La mayor parte de estas conexiones residirán en canaletas o en armarios de cableado.
- Tendido de los cables. Se trata de medir la distancia que debe recorrer cada cable y añadirle una longitud prudente que nos permita trabajar cómodamente con él antes de cortarlo.
Debemos asegurarnos de que el cable que utilizaremos tenga la certificación necesaria. - Conectorización de los cables en los patch panels y en las rosetas utilizando las herramientas de crimpado apropiadas. A esto se le denomina cross-connect.
- Probado de los cables instalados. Cada cable construido y conectorizado debe ser inmediatamente probado para asegurarse de que cumplirá correctamente su función.
- Etiquetado y documentación del cable y conectores. Todo cable debe ser etiquetado en ambos extremos, así como los conectores de patch panels y rosetas, de modo que queden identificados unívocamente.
- Instalación de los adaptadores de red. Gran parte de los equipos informáticos vienen ya con la tarjeta de red instalada, pero esto no es así necesariamente.
- Instalación de los dispositivos de red. Se trata de instalar los
switches yrouters. Algunos de estos dispositivos deben ser configurados antes de prestar sus servicios. - Configuración del software de red en clientes y servidores de la red.
Algunas imágenes impactantes:¶
