u2 componentes fisicos red

8/20/2019 U2 Componentes Fisicos Red

1/107

REDES

“En la mente del principiante hay

muchas posibilidades; en la mentedel experto hay pocas.”


2/107

Componentes físicos de una red

• Las redes se construyen con dos tipos deelementos de hardware: nodos y enlaces.

• Los nodos: generalmente son computadoresde propósito general (aunque los routers y switches utilizan hardware especial, los

diferencia lo que hace el software).• Los enlaces: se implementan en diversos

medios físicos: par trenzado, coaxial, fibra

óptica y el espacio (enlaces inalámbricos).


3/107


4/107

El adaptador de red

Network Adapter Card ó Network

Interface Card (NIC)


5/107

El adaptador de red

• Tarjeta de expansión que se instala en uncomputador para que éste se pueda conectar

a una red. – Proporciona una conexión dedicada a la red

– Debe estar diseñada para transmitir en la

tecnología que utilice la LAN (Ethernet), debetener el adaptador correcto para el medio(conector RJ45) y el tipo de bus del slot dondeserá conectada (PCI).


6/107

Tarjetas 10Base ó 100BaseTX

• Cada tarjeta 10BaseT, o100BaseTX (ó 10/100)está identificada con 12

dígitos hexadecimales(conocida como MACaddress)

• Esta dirección es utilizada

por la capa 2 (capa deenlace de datos: DLL) delmodelo OSI paraidentificar el nodo destino

y origen de los datos

02:60:8c:e8:52:ec

Fabricantede la tarjeta


7/107

Componentes del adaptador de red

• El adaptador de red sirve como interface entre elnodo y la red, por esto puede pensarse que tiene

dos componentes: – Una interface al BUS del computador que sabe como

comunicarse con el host.

– Una interface al enlace (cable o antena) que habla de

manera correcta el protocolo de la red.• Debe existir una forma de comunicación entre

estos dos componentes para que puedan pasar losdatos que entran y salen del adaptador.


8/107

Componentes del adaptador de red

CPU

Cache

MemoriaRAM

Adaptador de Red

Interface

al BUS

Interface

al Enlace

BUS E/Sdel nodo

Enlace

de laRED

Sabe cómo hablar con la CPU,

recibe las interrupciones del nodo yescribe o lee en la RAM

Sabe utilizar el protocolo de nivelde enlace (capa 2, modelo OSI)

Buffers para intercambio de datos


9/107

El “driver” de la tarjeta

• La tarjeta de red requiere de un driver ensoftware para poder comunicarse con el

sistema operativo. Provee las siguientesfunciones: – Rutina de inicialización de la tarjeta

– Rutina de servicios de interrupción

– Procedimientos para transmitir y recibir framesde datos

– Procedimientos para el manejo de status,

configuración y control de la tarjeta


10/107

Componentes físicos de una Red

Cableado estructurado

“Una red LAN nunca puede ser mejor

que su sistema de cableado”


11/107

Estándar EIA/TIA-568

• Especifica un sistema de cableadomultiproposito independiente del fabricante

– Definido en julio de 1991, la última versión esla 568-B (1 de abril de 2001)

– Ayuda a reducir los costos de administración

– Simplifica el mantenimiento de la red y losmovimientos, adiciones y cambios que senecesiten

– Permite ampliar la red


12/107

ANSI/TIA/EIA-568-B.1

• Estándar para cableados de edificios comerciales (reemplazó a la 568-A de 1995). Incorpora

• TSB67 — Transmission Performance Spec for Field Testing of UTP CablingSystem

• TSB72 — Centralized Optical Fiber Cabling

• TSB75 — Additional Horizontal Cabling Practices for Open Offices

• TSB95 — Additional Transmission Performance Guidelines for 4-pairCategory 5 Cabling

• TIA/EIA-568-A-1 — Propagation Delay & Delay Skew

• TIA/EIA-568-A-2 — Connections & Additions to TIA/EIA-568-A• TIA/EIA-568-A-3 — Addendum No. 3 to TIA/EIA-568-A

• TIA/EIA-568-A-4 — Production Modular Cord NEXT Loss Test Method andRequirements for UTP

• TIA/EIA-568-A-5 — Transmission Performance Specifications for 4-pairCategory 5e Cabling

• TIA/EIA/IS-729 — Technical Spec for 100 . Screened Twisted-Pair Cabling


13/107

ANSI/TIA/EIA-568-B.1

• La norma ANSI/TIA/EIA-568-A se reorganizó en trés estándarestécnicos: – 568-B.1, General Requirements (Requerimientos del sistema)

– 568-B.2, 100 Ohm Balanced Twisted-Pair Cabling Standard (cobre) – 568-B.3, Optical Fiber Cabling Component Standard (fibra óptica)

• Las especificaciones ofrecidas son para cableado categoría 5e (lacategoría 5 no es tenida más en cuenta)

• En fibra óptica, las especificaciones son para fibra y cables

50/125 µm y conectores con diseños SFF (Small Form Factor) son permitidos, además de los conectores 568SC

• El término ‘telecommunications closet’ fue reemplazado por

‘telecommunications room’ y ‘permanent link’ fue reemplazado por

‘basic link’ como la configración de prueba


14/107

Otras normas

• ANSI/TIA/EIA-569-A (febrero 1998): Estándar paratrayetos (pathways) y espacios para edificios comerciales.

• ANSI/TIA/EIA-570-A (septiembre 1999): Estándar paracableados de edificios residenciales

• ANSI/TIA/EIA-606-A (mayo 2002): Estándar paraadministración de cableados

• ANSI/TIA/EIA-607 (agosto 1994): Puestas a tierra yuniones

• www.global.ihs.com

• www.tiaonline.org


15/107

Subsistemas del cableado

• Estándar EIA/TIA-568 especifica seissubsistemas:

– Conexión del edificio al cableado externo(acometida del sistema de telecomunicaciones)

– Cuarto de equipos

– Cableado vertical (Backbone) – Armario de Telecomunicaciones

– Cableado Horizontal

– Área de trabajo


16/107

Conexiones del cableado

1. Conexión del edificioal cableado externo

2. Cuarto de equipos

3. Cableado vertical

4. Closet deTelecomunicaciones

5. Cableado Horizontal

6. Area de trabajo

Cable10BaseT

Hub

Toma RJ45

Cable 10BaseT

Tarjetade

Red

Patch panel

Canaleta

Red delCampus

Centro de cableado

Coversor de

Medio

Teléfono

Estaciónde

trabajo


17/107

Consejos para instalar un cableado

• De la tarjeta de red hasta la toma: patch cord máx. de 3 m

• De la toma hasta el patch panel (centro de cableado): 90 m

• Cableado vertical (entre centros de cableado)

– con fibra óptica multimodo : 2 Km (500mts) – con UTP: 100 m

• Mínimo dos conectores por puesto de trabajo (voz y datos)

• Conector estándar: 4 pares (8 hilos), 100 ohmios, UTP

• Utilice el cable y los componentes de interconexión adecuados (entre

más rapidez de transmisión necesite, mejores elementos debe comprar)• Evite forzar el cable doblándolo en ángulos rectos o tensionandolo

demasiado. No utilice empalmes en el cableado horizontal: está prohibido.

• Asegúrese que la puesta a tierra sea correcta


18/107

Cableado Estructurado

Especificaciones generales del cable

UTP


19/107

Unshielded Twisted-Pair

• El cable de par entorchado tiene uno o más pares “abrazados” uno a otro (esto ayuda a

cancelar polaridades e intensidadesopuestas).

• Shielded Twisted-Pair (STP) es blindado

• Unshielded Twisted-Pair (UTP) es no blindado


20/107

Hilos del cable UTP

• Los hilos son referenciados con respecto asu grosor utilizando los números de

American Wire Gauge• Los alambres delgados tienen más

resistencia que los gruesos

AWG Ohms/300 m19 16,1

22 32,4

24 51,9

26 83,5


21/107

Categorías del sistema de cableado para UTP

• Categoría 1: alambre sólido 22 ó 24 AWG (American Wire GaugeStandard): no se puede utilizar para transmisión de datos: 56 Kbps

• Categoría 2: alambre sólido 22 ó 24 AWG para teléfonos y sistemasde alarmas: 1 MHz

• Categoría 3: alambre sólido 24 AWG, 100 Ohmios, 16 MHz.• Categoría 4: igual que la tres pero hasta 20 MHz

• Categoría 5: par trenzado de 22 ó 24 AWG, impedancia de 100Ohmios, ancho de banda de 100 MHz (usa conector RJ45). Atenuacióninferior a 24 dB y Next superior 27.1 dB para 100 MHz.

• Categoría 5e (enhanced): Par trenzado 22 ó 24 AWG, ancho de banda100 MHz. Atenuación 24 dB. Next 30.1 dB

• Categoria 6 (TIA/EIA-568-B.2-1, junio 1, 2002): Hasta 200 MHz.Atenuación inferior a 21.7 dB y Next superior a 39.0 dB.

• Categoría 7 (propuesta): hasta 600 MHz.


22/107

Atenuación

• La atenuación representa la perdida de potencia deseñal a medida que esta se propaga desde el

transmisor hacia el receptor. Se mide en decibeles.Atenuación = 20 Log10(V. Trans./V. Rec.)

• Se puede medir en una vía o en doble vía (roundtrip)

• Una atenuación pequeña es buena• Para reducir la atenuación se usa el cable y los

conectores adecuados con la longitud correcta y

ponchados de manera correcta


23/107

Near End CrossTalk (NEXT)

• Interferencia electromagnética causada por una señalgenerada por un par sobre otro par resultando en ruido.

NEXT = 20 Log10(V. Trans./V. Acoplado.)

(V. Acoplado es el “ruido” en el segundo par.)

• Se mide en el extremo del transmisor (donde la señal esmás fuerte)

• Un NEXT grande es bueno

• Cuando un sistema de cableado tiene problemas con el NEXT pueden ocurrir errores en la red.

• Para evitar el NEXT se usa el cable y los conectoresadecuados ponchados de manera correcta.


24/107

ACR (Attenuation-to-crosstalk ratio)

• También conocido como headroom. Es la diferencia, expresada en dB,entre la atenuación de la señal producida por un cable y el NEXT(near-end crosstalk).

• Para que una señal sea recibida con una tasa de errores de bit

aceptable, la atenuación y el NEXT deben optimizarse. En la prácticala atenuación depende de la longitud y el diámetro del cable y es unacantidad fija. Sin embargo, el NEXT puede reducirse asegurando queel cable esté bien entorchado y no aplastado, y asegurando que losconectores estén instalados correctamente. El NEXT también puedeser reducido cambiando el cable UTP por STP.

• El ACR debe ser de varios decibeles para que el cable funcioneadecuadamente. Si el ACR no es lo suficientemente grande, los erroresse presentarán con frecuencia. Una pequeña mejora en el ACR reducedramáticamente la tasa de errores a nivel de bit.


25/107

Límites de Atenuación y NEXT

Frecuencia (MHz) Atenuación (dB) NEXT (dB)

1,0 2,5 60,3

4,0 4,5 50,6

8,0 6,3 45,6

10,0 7,0 44,0

16,0 9,2 40,6

20,0 10,3 39,025,0 11,4 37,4

31,2 12,8 35,7

62,5 18,5 30,6

100,0 24,0 27,1

Categoría 5

Estándar EIA/TIA-568


26/107

Especificaciones conector RJ45Especificación EIA/TIA-568A

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2 3 4 5 6 7 8

1 2 3 4 5 6 7 8

Conector macho

para los cables

Conector hembra para tomas,hubs, switches

y tarjetas de red

Hilo Color Nombre

1 Blanco/Naranja T2

2 Naranja R2

3 Blanco/Verde T34 Azul R1

5 Blanco/Azul T1

6 Verde R3

7 Blanco/Café T4

8 Café R4

Especificación EIA/TIA-568B

Hilo Color Nombre

1 Blanco/Verde T2

2 Verde R2

3 Blanco/Naranja T34 Azul R1

5 Blanco/Azul T1

6 Naranja R3

7 Blanco/Café T4

8 Café R4


27/107

Uso de los hilos

Aplicación Hilos 1 y 2 Hilos 3 y 6 Hilos 4 y 5 Hilos 7 y 8

Voz TX/RXISDN (RDSI) Potencia TX RX Potencia

10Base-T TX RX

Token Ring TX RX

100Base-T4 TX RX Bi Bi100Base-TX TX RX

1000Base-T Bi Bi Bi Bi

De acuerdo con la aplicación, cada hilo realiza una

función diferente:

TX: Trasmite; RX: Recibe; Bi: Bidireccional


28/107

Cableado Estructurado

Especificaciones de la fibra óptica


29/107

Cable de fibra óptica

• Transmite energía en forma de luz. Permitetener anchos de banda muy altos (billones

de bits por segundo).• En los sistemas de cableado, la fibra óptica

puede utilizarse tanto en el subsistema

vertical como en el horizontal.


30/107

Cómo funciona la fibra óptica (1)

Señal eléctrica(Input)

Transmisor(Fuente de luz)

Fibra óptica

Señal eléctrica(Output)

Receptor(Detector de luz)


31/107

Cómo funciona la fibra óptica (2)

Núcleo

(Core)

Cubierta(Cladding)

Revestimiento(Coating ó Buffer)

¿Por qué no se sale la luz de la fibra óptica?

La luz no se escapa del núcleo porque la cubierta

y el núcleo están hechos de diferentes tipos de

vidrio (y por tanto tienen diferentes índices

de refracción). Esta diferencia en los índices

obliga a que la luz sean reflejada cuando toca

la frontera entre el núcleo y la cubierta.


32/107

Tipos de fibra ópticaMultimodo

Usada generalmente para comunicaciónde datos. Tiene un núcleo grande (más fácilde acoplar). En este tipo de fibra muchosrayos de luz (ó modos) se pueden propagar

simultáneamente. Cada modo sigue su propiocamino. La máxima longitud recomendadadel cable es de 2 Km. l = 850 nm.

Fuente de luz

Fuente de luz

Propaga un sólo modo

ó camino

Propaga varios modosó caminos

Monomodo

Tiene un núcleo más pequeño que la fibra

multimodo. En este tipo de fibra sólo un rayode luz (ó modo) puede propagarse a la vez.Es utilizada especialmente para telefonía ytelevisión por cable. Permite transmitir a altasvelocidades y a grandes distancias (40 km).l = 1300 nm.

Núcleo: 62.5 mm ó 50 mmCubierta: 125 mm

Núcleo: 8 a 10 mmCubierta: 125 mmUn cabello humano: 100 mm


33/107

Ancho de banda de la F.O.• Los fabricantes de fibra multimodo especifican cuánto

afecta la dispersión modal a la señal estableciendo un producto ancho de banda-longitud (o ancho de banda). – Una fibra de 200MHz-km puede llevar una señal a 200 MHz hasta

un Km de distancia ó 100 MHz en 2 km.

• La dispersión modal varía de acuerdo con la frecuencia dela luz utilizada. Se deben revisar las especificaciones delfabricante

– Un rango de ancho de banda muy utilizado en fibra multimodo para datos es 62.5/125 con 160 MHz-km en una longitud de ondade 850 nm

• La fibra monomodo no tiene dispersión modal, por eso no

se especifica el producto ancho de banda-longitud.


34/107

Atenuación en la F.O.

• La perdida de potencia óptica, o atenuación, se expresa endB/km (aunque la parte de “km” se asume y es dada sólo

en dB) – Cuantos más conectores se tengan, o más largo sea el cable de

fibra, mayor perdida de potencia habrá.

– Si los conectores están mál empatados, o si están sucios, habrá más perdida de potencia. (por eso se deben usar protectores en las puntas de fibra no utilizadas).

– Un certificador con una fuente de luz incoherente (un LED)muestra un valor de atenuación mayor que uno con luz de LASER(¡Gigabit utiliza LASER! Por eso la F.O. para gigabit debecertificarse con ese tipo de fuente de luz, no con el otro)


35/107

El cable de fibra óptica

Núcleo(Core)

Cubierta(Cladding)

Revestimiento(Coating ó Buffer)

Material derefuerzo

(strength members)

Envoltura(Jacket)

Revestimiento Capa de protección puesta sobre la cubierta.Se hace con un material termoplástico si serequiere rígido o con un material tipo gel sise requiere suelto.

Material de refuerzoSirve para proteger la fibra de esfuerzos aque sea sometida durante la instalación, decontracciones y expanciones debidos acambios de temperatura, etc. Se hacen devarios materiales, desde acero (en algunoscables con varios hilos de fibra) hasta Kevlar

Envoltura Es el elemento externo del cable. Es el que protege al cable del ambiente donde estéinstalado. De acuerdo a la envoltura el cablees para interiores (indoor), para exteriores

(outdoor), aéreo o para ser enterrado.


36/107

Cables de fibra óptica

Cable aéreo (de 12 a 96 hilos):

Cable para exteriores (outdoor), ideal paraaplicaciones de CATV. 1. Alambre mensajero,2. Envoltura de polietileno. 3. Refuerzo,4. Tubo de protección, 5. Refuerzo central,6. Gel resistente al agua, 7. Fibras ópticas8. Cinta de Mylar, 9. Cordón para romper laenvoltura en el proceso de instalación.

Cable con alta densidad de hilos (de 96 a

256 hilos): Cable outdoor, para troncales deredes de telecomunicaciones 1. Polietileno,2. Acero corrugado. 3. Cinta Impermeable4. Polietileno, 5. Refuerzo, 6. Refuerzo central7. Tubo de protección, 8. Fibras ópticas,9. Gel resistente al agua 10. Cinta de Mylar,11. Cordón para romper la envoltura.


37/107

Conectores de fibra óptica (FOC)

• Conector ST (Straight Through) -BFOC/2.5 – Presentado a comienzos del 85 por AT&T

– Utiliza un resorte y un seguro de acoplamiento.

• Conector SC (Single-fiber Coupling) – Es más nuevo, desarrollado por Nippon

Telegraph and Telephone Corporation

– Tiene menos perdida que otros conectores• Conector MT-RJ

– Ocupa la mitad de espacio de un conector SC(es un conector SFF: “Small Form Factor”)


38/107

Otras características de la F.O.

• En el subsistema de cableado horizontal el hilo transmisoren un extremo se conecta al extremo receptor del otra yviceversa. En el subsistema de cableado vertical se conecta

uno a uno. – Los equipos tienen un LED que indica si hay conexión, si este

LED no se activa, se pueden intercanbiar las puntas del cable.

• Cuando se conecta una fuente LASER a fibra multimodo

puede aparecer un fenómeno llamado Differential Mode Delay (DMD)... Es una pequeña variación en el indice derefracción de la F.O. que dificulta recibir bien la señal.


39/107

Otros estándares

EIA-569-A, EIA-606 y EIA-607


40/107

ANSI/TIA/EIA-569-A

• Describe los elementos de diseño para trayectos (ducterías)y cuartos dedicados a equipos de telecomunicaciones. – La ductería debe ser de 4” de diámetro, con una pendiente de

drenaje de 12” por cada 100 pies (56 cm en 100 metros).Curvaturas de hasta 90o. No debe superar el 40% del diámetrousando 2 cables.

– Cuarto de equipos: altura de 2,50 metros. De acuerdo con elnúmero de estaciones que albergará: hasta 100: 14 m2, entre 101 y

400: 37 m2, entre 401 y 800: 74 m2 y entre 801 y 1200: 111 m2.Ubicado lejos de fuentes electromagnéticas y fuentes deinundación. La norma especifica tamaño de las puertas (sencilla0,91 m, doble 2 m), temperatura (64°-75°F), humedad relativa(30%-55%), iluminación (50-foot candles @ 1 m sobre el piso) y

polvo en el medio ambiente (100 microgramos/m3

en un periódode 24 horas).


41/107

ANSI/TIA/EIA-606

• Esta norma establece las especificaciones para laadministración de un cableado

• La administración de los cableados requiere una excelente

documentación – Debe permitir diferenciar por dónde viaja voz, datos, video,

señales de seguridad, audio, alarmas, etcétera.

• La documentación puede llevarse en papel, pero en redes

complejas es mejor asistirse con una solucióncomputarizada

• Además, en ciertos ambientes se realizan cambios amenudo en los cableados, por esto la documentación debe

ser fácilmente actualizable.


42/107

Conceptos de administración

• Un sistema de administración de cableado normal debeincluir: registros, reportes, planos y órdenes de trabajo – Identificadores: cada espacio, trayecto, punto de terminación de

cableado y puesta a tierra debe recibir un identificador único (unnúmero)

– Registros: se requiere como mínimo registro de cada cable,espacio, trayecto, puesta a tierra, terminación y ubicación delhardware. Estos registros deben tener referencia cruzada con los

registros relacionados. – Referencias opcionales: referencias a otro tipo de registros, como

planos, registros del PBX, inventarios de equipos (teléfonos, PCs,software, LAN, muebles) e información de los usuarios (extensión,e-mail, passwords) permitirán generar otros reportes


43/107

Conceptos de administración

• Un sistema de administración de cableado normal debeincluir: registros, reportes, planos y órdenes de trabajo – Planos y diagramas: tanto conceptuales como a escala, incluyendo

planos de planta y distribución de los racks. – Ordenes de trabajo: las órdenes de trabajo están relacionadas con

modificación/instalación de espacios físicos, trayectos, cables,empalmes, terminaciones o puestas a tierra (o una combinación).La orden de trabajo debe decir quién es el responsable de los

cambios físicos al igual de quién es la persona responsable deactualizar la documentación.


44/107

Formatos de identificaciónJAIRO PÉREZ / X2440 / LC99 / A001V1 / C001 / TC.A001V1 /HC01 / Pr1.2. / MDF.C17005 / PBX.01A0203

Jairo Pérez extensión 2440,

conectado sobre line cord 99 Toma A001, punto de voz 1.Cable 001 que se extiende desde esta toma hasta el armario A, donde termina sobre un

bloque (patch panel) etiquetado como TC.A001V1 (I/O label).

La señal de voz viaja sobre el multipar 01 (house cable) 01, sobre los pares 1, 2. Los pares terminan en el frame de distribución principalen la columna C, fila 17, bloque en la posición 005. Este frame, a su vez esta conectado al

PBX 01, slot A, tarjeta 02, puerto 03.


45/107

Formatos de identificación

HC01, Pr1.2

TC.A001V1

C001

Jairo Pérez

A001V1 LC99

MDF.C17005 X2440

PBX.01A0203 PBX


46/107

Formatos de identificaciónCódigo Alfanumérico

BCxxx bonding conductor

BCDxxx backbone conduit

Cxxx cable

CBxxx backbone cable

CDxxx conduit

CTxxx cable tray

ECxxx equipment (bonding) conductor

EFxxx entrance facility

ERxxx equipment room

Fxxx fiber

GBxxx grounding busbar

GCxxx grounding conductor

HHxxx handhole

ICxxx intermediate cross-connect

Jxxx jack

MCxxx main cross-connect

MHxxx manhole or maintenance hole

PBxxx pull box

Sxxx spliceSExxx service entrance

SLxxx sleeve

TCxxx telecommunications closet

TGBxxx telecommunications grounding busbar

TMGB telecommunications main grounding busbar

WAxxx work area

El formato presentado aquí no es obligado

Pero debe utilizarse un sistema consistente.


47/107

Elementos que se deben registrarRecord Require d informa tion Require d Linkages To

Pathways & Spaces Pathway Pathway Identification# Cable Records

Pathway Type Space Records

Pathway Fill Pathway Records

Pathway Load Groundings Records

Space Space Identification# Pathway Records

Space Type Cable Records

Grounding Records

Wiring Cable Cable Identification# Termination Records

Cable Type Splice Records

Unterminated Pair #s Pathway RecordsDamaged Pair #s Grounding Records

Available Pair #s

Termination Hardwar Termination Hardware #s Term. Position Records

Term. Hardware Type Space Records

Damaged Position #s Groundings Records

Termination Position Termination Position # Cable Records

Term. Posit ion Type Other Term. Records

User Code Term. Hardware Records

Cable Pair/Condition #s Space Records

Splice Splice indetification # Cable RecordsSplice Type Space Records

Grounding TMGB TMGB Identification# Bonding Conductor

Busbar Type Records

Grounding Conductor # Space Records

Resistance to Earth

Date of Measurement

Bonding Conductor Bonding Conductor ID# Grounding Busbar

Conductor Type Records

Busbar Identification # Pathway Records

TGB Busbar Identification #s Bonding Conductor Busbar Type Records

Space Records


48/107

Código de colores para las etiquetas

Tipo de terminación Comentario

Punto de demarcación Naranja Terminales CO

Conexiones de red Verde Terminales de circuitos auxiliaresEquipo común Púrpura PBX, hosts, LANs, MUX

Backbone de primer nivel Blanco TerminacionesMC-IC

Backbone de segundo nivel Gris Terminaciones IC-TC

Estación Azul Terminaciones de cableado horizontal

Backbone entre edificios Café Terminaciones de cables de campus

Misceláneos Amarillo Mantenimiento, seguridad, auxiliares

Sistemas de telefono importantes Rojo

Color

ANSI/TIA/EIA-606


49/107

Documentación del cableado

• Para cableados pequeños, mínimo un plano del piso con laubicación del cableado y una hoja electrónica con unaexplicación de la marcación de los componentes – Los cables deben ser identificados cuando estos sean instalados (una

etiqueta en cada punta del cable) y de registrarse en la hoja electrónica.

• Para grandes cableados puede considerar adquirir unsoftware de administración de cableados (toma más tiempolograr que entre en funcionamiento)

• Marcar los cables y elaborar la documentación puede parecer trabajo extra, pero son una herramienta poderosa

para la adminitración de la red.


50/107

ANSI/TIA/EIA-607

• Esta norma especifican como se debe hacer la conexión delsistema de tierras (los sistemas de telecomunicacionesrequieren puestas a tierra confiables).

– Los gabinetes y los protectores de voltaje son conectados a una barra de cobre (busbar) con “agujeros” (de 2” x 1/4”)

– Estas barras se conectan al sistema de tierras (grounding backbone)mediante un cable de cobre cubierto con material aislante (mínimonúmero 6 AWG, de color verde o etiquetado de manera adecuada)

– Este backbone estará conectado a la barra principal del sistema detelecomunicaciones (TMGB, de 4” x 1/4”) en la acometida del

sistema de telecomunicaciones. El TMGB se conectará al sistemade tierras de la acometida eléctrica y a la estructura de acero decada piso.


51/107

ANSI/TIA/EIA-607

• Términos utilizados – Telecommunications Main

Grounding Busbar

(TMGB) – Telecom Bonding

Backbone (TBB)

– Telecom Grounding Busbar(TGB)

– Telecom BondingBackbone InterconnectingBonding Conductor(TBBIBC)


52/107

Tecnologías de acceso

Enlace de último kilómetro


53/107

Enlaces dedicados

• Para conectar dos redes a través de una ciudad o entreciudades es mejor alquilar el servicio

• Ejemplos: – DS1 (1544 Mbps) conocido como T1

• 24 circuitos de voz, cada uno de 64Kbps

– DS3 (44736 Mbps) conocido también como T3

• 30 DS1

– STS-1 (52840 Mbps) Synchronous Transport Signal, para fibraóptica. A veces también es llamado OC1 (optical carrier).

– STS-3 (155250 Mbps) el mismo OC3, STS-12 (622080 Mbps)OC12, STS-24 (1244160 Mbps) OC24, STS-48(2488320) OC48


54/107

Enlace de último kilómetro

• Después que usted tenga una líneaarrendada, debe conectar su red al

proveedor... para esto se usa el enlace deúltimo kilómetro o última milla. – POTS (28.8-56 Kbps)

– ISDN (64-128 Kbps) – xDSL (16 Kbps-55.2 Mbps)

– CATV (20-40 Mbps)


55/107

Enlaces inalámbricos

Generalidades


56/107


• La comunicación inhalambrica es aquella en la cual las ondaselectromagnéticas (sin ningún tipo de cable) transportan la señal.

• Ejemplos de equipos inalámbricos son: – Telefonos celulares, Beepers, GPSs (Global Positioning Systems)

Periféricos de compuatdor sin cables (mouse, teclados, impresoras), LANsinalambricas, GSM (Global System for Mobile Communication: sistemade telefonía móvil), GRPS (General Packet Radio Service: servicio decomunicación inalámbrico para conectarse a Internet), EDGE (EnhancedData GSM Environment: una versión rápida de GSM), UMTS (UniversalMobile Telecommunications System: un sistema broadband, basado en paquetes para telefonía y datos), WAP (Wireless Application Protocol: unconjunto de protocolos de comunicación para estádarizar la forma en quelos dispositivos inalámbricos pueden acceder Internet), i-Mode (unteléfono inteligente para navegar en Internet, ofrece video y colores en el

aparato etelfónico)


57/107

Espectro electromagnético


58/107

Clasificación de los sistemas

inalámbricos• Sistemas inalámbricos fijos: dispositivos o sistemas inalámbricos en

oficinas y hogares, en particular equipos conectados a Internetmediante modems especiales. Incluye sistemas satelitales y de micro-ondas terrestres.

• Sistemas inalámbricos móviles: Uso de dispositivos inalámbricos a bordo de vehículos en movimiento.

• Sistemas inalámbricos portátiles: dispositivos inalámbricosautónomos alimentados con batería o sistemas fuera de vehículos,oficina o el hogar.

• Sistemas inalámbricos infrarrojos: dispositivos que empleanradiación infraroja, empleados en sistemas de control ycomunicaciones de alnace limitado.

• Un sitio para visitar: http://www.wow-com.com/


59/107

Algunas ventajas y desventajas

• Ventajas – Movilidad

– Facilidad de instalación – Flexibilidad

• Desventajas

– Limitaciones de distancia – Ancho de banda reducido

– Latencia


60/107


Sistema celular


61/107

CDPD

• CDPD (Cellular Digital Packet Data) es unaespecificación para soportar acceso inalámbrico aInternet y otras redes públicas de conmutación de

paquetes sobre un sistema de telefonía celular.

• Con un modem CDPD se puede tener acceso aInternet a una velocidad de 19.2 Kbps .

• CDPD soporta IP y CLNP (ISO Connectionless Network Protocol). CDPD también soporta IPmulticast e IPv6.


62/107

Arquitectura del sistema Celular

• Celda

– la celda es la unidad geográfica básica de un sistema celular.La palabra “celda” viene de la

forma de celdilla de panal que

tienen las áreas en las que sedivide la región de coberturadel sistema.

– Las celdas son estaciones baseque transmiten sobre áreas

geográficas pequeñas que serepresentan como hexágonos.(aunque gracias a lascaracterísticas del terreno, laforma de las celdas rara vezson un hexagono perfecto)


63/107


• La estación base puedecomunicarse con losaparatos que están dentro

de su área de alcance. Laestación se comunica conel aparato a través de uncanal. Un canal tiene dos

frecuencias: una paratransmitir a la estación base y otro para recibir lainformación desde laestación.


64/107


• Clusters

– Un cluster es un grupo deceldas. Ningún canal es

reutilizado dentro de uncluster. Cluster


65/107

Arquitectura del sistema Celular• Reuso de frecuencia

– Gracias a que sólo un pequeñonúmero de frecuencias de canal deradio están disponibles parasistemas móviles, se debereutilizar las frecuencias para

poder atender más de unaconversación a la vez

– A cada celda se la asigna un grupode canales de radio utilizadosdentro de un área geográfica pequeña. El grupo de canales

asignados a cada celda es diferenteal asignado a sus celdas vecinas. Elárea de cubrimiento de una celdarecibe el nombre de footprint . Este

footprint está limitado permitiendoque el mismo grupo de canales pueda utilizarse en diferentes

celdas.

Celdas con el mismo número tienenel mismo conjunto de frecuencias.


66/107


• Subdivisión de celdas – Infortunadamente,

consideraciones económicashacen impráctico crear un

sistema completo con pequeñas áreas. En lugaresdonde haya muchos usuarios(una ciudad) la celda se puedesubdividir (es decir, lasestaciones están más cerca). En

áreas donde hay menosusuarios (un área rural) unasóla estación puede atender unárea más amplia.


67/107


• Cambio de celda – Otro problema que se debe

resolver es cuando un usuariomóvil pasa de una celda a otra

durante una llamada. Comoceldas adyacentes utilizandiferentes frecuencias, lallamada debe ser transferida(proceso de Handoff).


68/107

Métodos de acceso

• La telefonía celular análoga tradicional utiliza una técnicallamada FDMA (Frecuency Division Multiple Access)como esquema para compartir la frecuencia y el acceso

entre usuarios móviles y el sistema de celdas. – Cada conversación requiere dos canales de 30 kHz (uno para llevar

la señal de la base al móvil y otro para llevar la señal del móvil a la base)

• La telefonía celular digital puede utilizar una de dostécnicas: TDMA (Time-Division Multiple Access) yCDMA (Coded-Division Multiple Access)


69/107


Microondas y sistemas satelitales


70/107

Algunas características de lasmicroondas

• Las microondas se propagan en línea recta y se afectan poco por la troposfera. No son refractadas ni reflejadas por la ionosfera, pero no se difractan con las montañas,

edificios, etc. También se atenuan al pasar por árboles o lasestructuras de las edificaciones.

• Las microondas permiten comunicaciones inalámbricascon grandes anchos de banda. Además por ser de longitud

de onda pequeña, permite utilizar discos de antenas condiámetros manejables con alta ganancia, excelentesensitividad y direccionalidad.


71/107

Estaciones repetidoras

• Para grandes distancias, lasmicroondas “terrestres” pueden

utilizarse en lugar de sistemasde cable. Su alacance se

extiende mediante estacionesreepetidoras.

• Un sistema de comunicaciónsatelital es similar a un en lacede microondas, pero con una

sola estación repetidora.


72/107

Órbitas de los satélites

• Esta órbita es eliptica y puede estar concualquier inclinación.

• Si la órbita es baja (alrededor de 800Km) el satélite se conoce como LowEarth Orbit (LEO), si es un poco más

alta (alrededor de 10000 Km) es unMedium Earth Orbit (MEO). También puede desearse que tenga un perigeomucho menor que el apogeo (apogeo: punto de la órbita más alejado de latierra, perigeo: punto más cercano) en

ese caso se llama Highly EllipticalOrbit (HEO) o puede desearse que laórbita del satélite esté en sincronía conla rotación de la tierra, en ese caso sellama Geosynchronous ó GeostacionaryEarth Orbit (GEO: 35786 Km dealtitud)

Un satélite es colocado en el espacio utilizandoun cohete de múltiples etapas o desde untrasbordador espacial. A cierta altura, el satélitees liberado mediante unos cohetes que le permiten alcanzar la velocidad adecuada para permanecer en órbita alrededor de la tierra.


73/107

LEO MEO HEO GEO

Low Earth Orbit Medium-altitude Earthorbit

Highly elliptical orbit Geostationary Earthorbit

Tipo de órbita c ircular, por debajo de

1000 Km de altitud

Alrededor de los 10000

Km de altitud

Apogeo de cientos de

kilómetros Perigeo de

miles de k ilómetros

35786 Km de altitud

Cubrimiento Las cons telac iones de

este tipo de satélites

pueden cubrir toda la

tierra.

Las constelaciones de

este tipo de satélites

pueden cubrir toda la

tierra.

Están diseñados para

cubrir un área bajo el

apogeo.

120o en longitud y hasta

80o desde el ecuador,

pero no pueden cubrir los

polos.

Ret ardo Pequeños retardos, pero

si se utiliza store-and-

forward puede ser de

horas

Pequeños retardos, pero

si se utiliza store-and-

forward puede ser de

horas

aprox. 0.25 segundos en

el apogeo

0.25 segundos

Congestión Este problema no exite Este problema no exite Este problema no exite algunas partes de la órbita

geoestacinaria se están

congestionado.

Seguimiento en la

estación terrena

Alcanzado por antenas de

ganacia baja con patrones

hemisféricos u

omnidireccionales

Alcanzado por antenas de

ganacia baja con patrones

hemisféricos u

omnidireccionales

Puede ser alcanzado con

antenas de tierra fijas

cuando está en el sector

más ñento del apogeo.

Este tipo de satélite es

fijo: la antena en tierra

permanece también fija

potencia del transmisor y

ganacia de la antena en el

satélite

Potencias de transmisión

baja

Potencias de transmisión

baja

Antenas de alta ganancia

en el satélite

Antenas de alta ganancia

en el satélite

Efecto doppler Bajo Cero

Costo del lanzamiento Costo alto por que sedebe colocar en orbita una

constelación, pero se

compensa porque se

pueden lanzar varios

desde el mismo vehículo

espacial, los satélites son

pequeños y se colocan a

corta distancia.

Costo alto por que sedebe colocar en orbita una

constelación, pero se

compensa porque se

pueden lanzar varios

desde el mismo vehículo

espacial, los satélites son

pequeños y se colocan a

corta distancia.

Daño por radiación Nunca pasan por el

cinturón de Van Allen

Pasan por el cinturón de

Van Allen sólodurante el

lanzamiento

Este tipo de satélite pasa,

brevemente, a través del

cinturón de Van allen cada

órbita

Pasan por el cinturón de

Van Allen sólodurante el

lanzamiento

Comparación entre órbitas


74/107

Bandas de frecuencia utilizadas por algunos satélitesgeoestacionarios

Denominación uplink downlink Uso

(Ancho de banda) (Ancho de banda)

6/4 (Banda C) 5.725 - 6.275 3.4 - 3.95 Satélites nacionales

(Rusia: Statsionar e Inter-

sputnik)

(550 MHz) (550 MHz)

5.850 - 6.425 3.625-4.2 Satélites domésticos e

internacionales(575 MHz) (575 MHz) Banda más utilizada:

Intelsat

7/8 (Banda X) 7.925-8.425 7.25-7.75 Satélites militares y

gubernamentales

(500 MHz) (500 MHz)

13/11 (Banda Ku) 12.75-13.25 10.7-10.95 Satélites nacionales

(500 MHz) 11.2-11.45

(500 MHz)

13/14/11-12 (Banda Ku) 13.75-14.5 10.95-11.2 Satélites domésticos eInternacionales.

(750 MHz) 11.45-11.7 Intelsat, Eutelsat, Loutch

(Rusia),

12.5-12.75 Eutelsat Telecom 2

(Francia),

(1000 MHz) DFS Kopernicus

(Alemania), Hipasat

(España)

Frecuencia (GHz) utilizada por algunos satélites geoestacionarios


75/107

Constelaciones de satélites MEO y LEO

Proyecto órbita (km)

Número de

satélites Uplink Downlink

ICO 10355 10 2127-2200 MHz 1980-2010 MHz

Globalstar 1410 48 L-Band S-Band

Iridium 780 66 L-Band L-Band

Teledesic 1350 288 Ka-Band Ka-Band

Ka-Band: 20 - 30 GHz

Ku-Band: 10.7 - 14.5 GHz

L-Band: 1 - 2 GHz

S-Band: 1.5 - 3.9 GHz


76/107

La huella (footprint) de un satélite

• En los satélitesgeoestacionarios la

potencia dirigida hacia la

tierra cubre algún áreageográfica con su máximaintensidad de la señalcerca de una zona centraly que va decrementando laintensidad al alejarse dedicha zona.


77/107

Estación terrena

Diagrama de bloques de una estación terrena satelital


78/107

VSAT (Very Small Aperture Terminal Systems)


79/107

La señal de microondas es afectada por la atmosfera

• El clima, dependiendode la ubicacióngeográfica y la épocadel año, puede afectarla señal de un satélite.

• La ionosfera también

puede afectar la señal,especialmente parafrecuencias bajas.

La atmosfera contiene aire,nubes, lluvia, nieve: todo esto puede atenuar la señal de un

satélite


80/107


LAN inalámbricas


81/107

LAN inalámbricas

• Las LAN inalámbricas se pueden clasificarde acuerdo con la técnica de transmisión

utilizada: – LAN de infrarrojos (IR)

– LAN de spread spectrum

– LAN de microondas de banda estrecha


82/107

Infrarrojos

• Este sistema utiliza portadoras infrarrojas de baja frecuencia

• No requiere licencia de uso• El alcance es muy reducido (hasta 200 m)• WPAN: wireless personal area network: para interconectar

periféricos (BlueTooth) 1 Mbps y 2 Mbps e un diámetro de10 metros.

• Requiere línea de vista, pero para infrarrojo difuso seutilizan reflexiones


83/107

Spread Spectrum

• Se emplea para contrarrestar lasinterferencias en las comunicaciones

esparciendo la señal sobre determinadas bandas de frecuencia

• Aprovecha la difracción

• Existen dos técnicas: – Secuencia directa (Hasta 8 Mbps)

– Frecuency Hopping (hasta 2Mbps)


84/107

Microondas de banda estrecha

• Requiere licencia administrativa

• La propagación es localizada

• El ancho de banda puede llegar hasta los 15Mbps

• Requiere línea de vista directa

• La distancia entre antenas es de 100 Km

El d LAN


85/107

Elementos de una LAN

inalámbrica• Puede utilizar puntos de acceso (APs)• Alcance de 150 m a 300 m

• Debe soportar roaming• Para ampliar el alcance se utilizan puntos de

extensión (EPs)

• Ejemplos: 802.11 es un estándar para USA,HiperLAN es un estándar para Europa.


86/107

Equipos de interconexión de Red

Equipos de interconexión de red


87/107

Dispositivos de redes de comunicaciónde datos

• Equipos de transmisión y concentración para redes WAN – Modems, MUXs (multiplexers), PADs (Packet

Assembler/Disassembler), FRADs (Frame Relay Access Device),Front-ed processors, unidades de control, conversores de protocolo

• Dispositivos de interneworking (LAN) – Hubs, bridges, switches, Routers, gateways, access servers.

• Dispositivos especializados – Compresores de datos, sistemas de transmisión de fibra óptica,

dispositivos de seguridad (firewalls).


88/107

Transceiver

• Es una combinación de transmisor yreceptor en la misma caja

• El término aplica a dispositivos decomunicaciones inalámbricos (como unteléfono celular)

• Ocasionalmente el término es utilizado pararefererirse a un dispositivo transmisorreceptor en sistemas de cable o fibra óptica


89/107

Tarjeta de red y transceiver

Computador(DTE)

con Interface

Ethernet

Medium

Attachment

Unit

(MAU)

Medium

Dependent

Interface

(MDI)

Medio

Físico Attachment Unit

Interface (AUI)

Conector de

15 pines

Dispositivo conMAU externo

Dispositivo con MAU interno.

AUI no expuesto

Transmite señales al medio

y recibe señales del medio


90/107

Conexión en fibra óptica

Ethernet

Interface

Hub de fibra óptica

10Base-FL

(Transceivers internos)

Cable AUI

Conector AUI

de 15 pines

Segmento de fibra10Base-FL

(Máximo 2000 mts)

Transceiver10Base-FL

(FOMAU)

T X

R X

TX RX


91/107

Equipos de interconexión LAN – Repetidores

– Switches (bridges)

– Routers

– Gateways

• Se pueden diferenciar por la capa delmodelo OSI donde realizan la interconexión

entre redes de área local


92/107

Repetidor

Nodo A Nodo BEl repetidor conecta redesde área local en la CAPA 1(física) del modelo dereferencia OSI


93/107

¿Qué hace un repetidor?• El repetidor es el responsable de

– Amplificar la señal para asegurar que laamplitud sea la correcta

– Asegurar la fase de la señal (jitter) – Repetir las señales de un segmento a los otros

segmentos conectados al repetidor

– Quita el preámbulo del frame que llega y loregenera en el que envía (8 bytes: 1010...1011)

– Extiende frames de menos de 32 bits a 96 bits


94/107

Concentrador 10BaseT (Hub)

• El concentrador 10BaseT es un repetidor. – Dos nodos no pueden comunicarse atravesando

más de 4 hubs (regla 5-4-3). – Máximo 100 mts de longitud de segmento (peor

caso de atenuación: 11.5 dB).

– Generalmente tienen un LED para mostrar el

enlace (link).


95/107

Conexiones entre Hubs

Número

del Hilo

1

2

34

5

6

7

8

Señal que

Transporta

T+

T-

R+No usado

No usado

R-

No usado

No usado

Hub 1

Hub 2

Cable Cruzado

T+ X R+ (1 con 3)

T- X R- (2 con 6)

R+ X T+ (3 con 1)

R- X T- (6 con 2)

Sólo a un hub debe

habilitársele el MDI-X

x


96/107

Regla 5-4-3Hub 1

Hub 2 Hub 3 Hub 4

Hub 5 Hub 6

Nodo A

Nodo B

1

2

34

5


97/107

Switches (bridges)

Universidad Nacional de Colombia - 1999

Nodo A Nodo BEl switch/bridge conectasegmentos físicos de redde área local en la capa 2

para formar una red más

grande


98/107

¿Qué hace un switch (bridge)?• Los bridges y switches:

– Analizan los frames que llegan, de acuerdo a lainformación que traiga el frame toman la

decisión de cómo re-enviarlo (generalmente laMAC address) y envían el frame a su destino

– No analizan la información de las capassuperiores (pueden pasar rápidamente el tráficode diferentes protocolos), pero pueden filtrar.

– Extienden la red (más distancia) y separandominios de colisión.


99/107

Diferencias entre switch y bridge – Los switches son más rápidos porque conmutan

en hardware, los bridges conmutan en software.

– Los switches pueden soportar altas densidades

de puertos – Algunos switches soportan conmutación cut-through que reduce los retardos de la red, entanto que los bridges sólo soportan

conmutación del tráfico store-and-forward. – Los switches proporcionan ancho de banda

dedicado a cada segmento de red (menoscolisiones)


100/107

Tipos de bridges• Locales: conectan redes en la misma área• Remotos: conectan redes en diferentes áreas

y generalmente utilizan enlaces de

telecomunicaciones• MAC-Layer Bridges: interconectan redes

homogéneas (802.3 con 802.3)

• Mixed-Media Bridge: traduce entrediferentes protocolos de la capa 2 (802.3con 802.5)


101/107

Tipos de switches• Cut-through: Alta velocidad, puede re-enviar frames malos• Store-and-forward: Revisa el frame antes de enviarlo

• FramengFree (Cut-Through modificado): Antes de enviar,espera que lleguen 64 bytes

• ATM (Asynchronous Transfer Mode): transfiere celdasfijas, soportan voz, video y datos.

• LAN: Interconecta múltiples segmentos LAN, separadominios de colisión.

• Switches nivel 3


102/107

Enrutadores

Universidad Nacional de Colombia - 1999

Nodo A Nodo BEl enrutador conecta redeslógicamente (capa 3).Determina la siguiente red

para envíar un paquete a su

destino final.


103/107

¿Qué hace un enrutador?

• El enrutador – Conecta al menos dos redes y decide de que

manera envíar cada paquete de información basado en el conocimiento del estado de lasredes que interconecta y la dirección lógica.

– Crea y/o mantiene una tabla de rutas

disponibles junto con sus condiciones paradeterminar la mejor ruta para que un paquetealcance su destino


104/107

Otras actividades del enrutador

– Puede filtrar paquetes por dirección lógica,número de protocolo y número de puerto

– Separa dominios de broadcast (subredes,VLAN’s,)

– Interconecta redes WAN y LAN


105/107

Gateways

Nodo A Nodo B

El gateway mueve datos entre protocolos (capa 4 a la 7)


106/107

¿Qué es un gateway?

• Un gateway es un punto de red que actuacomo entrada a otra red. Está en varios

contextos. – Nodos Host (clientes ó servidores) vs. Nodosgateway (routers: controla tráfico)

• Los proxy server, los firewall y los serviciosque permiten pasar correo de un sistema aotro (Internet -> Compuserve) son gatewaysen el sentido definido aquí.


107/107

Referencias• Held, Gilbert. “Data Comunications Netwprking Devices”, John Wiley

& Sons. 1998

• Stallings, William. “Comunicaciones y Redes de Computadores”.

Prentice Hall. 2000

• Dodd, Anable. “The Essential Guide to Telecommunications”. Prentice

Hall. 2002.• Peterson, Larry; Davie, Bruce. “Computer Netrworks”. Morgan

Kaufmann Publishers. 2000

• http://www.webexpert.net/vasilios/telecom/telecom.htm

• http://www.telezoo.com

• http://www.wow-com.com/

• http://www.anixter.com

• Shepard Steven “Telecom Crash Course” McGraw Hill 2002

u2 componentes fisicos red

Documents