Cableado Estructurado
Ing. Alvaro Pach贸n Universidad Icesi.
Enero 2003.
Contenido de la Presentaci贸n 1. Introducci贸n. 2. Normativa. 3. 驴Qu茅 es Cableado Estructurado?
Diapositiva No. 2
Introducci贸n. z Antecedentes en los Sistemas de Cableado. z Razones para hacer Cableado Estructurado (Motivaci贸n).
Diapositiva No. 3
Ingeniería de Cableado. Instalar el cableado de una empresa NO es aplicar cable estándar de una red para sus necesidades inmediatas, SINO: z Especificar el espacio físico por cubrir por el cableado. z Calcular los parámetros físicos respecto de distancias y ancho de banda. z Realizar el diseño global multimedia. z Implementar el diseño. z Comprobar y certificar el cumplimiento de las normativas. Diapositiva No. 4 Ingeniería de Cableado.
2. Relaci贸n de Normativas. z Las normas actuales sobre cableado estructurado son:
9 EIA/TIA/-568. Estados Unidos. Junio de 1991. 9 ISO/IEC 11801. Internacional. Julio de 1995. 9 CENELEC EN 50173. Europa. Marzo de 1996.
Diapositiva No. 5
Estรกndares relacionados con el CE. z ANSI/TIA/EIA-568-A. Commercial Building Telecommunication Cabling Standard. z ANSI/TIA/EIA-569. Commercial Building Standards for Telecommunications Pathways ans Spaces.
Diapositiva No. 6
Estรกndares relacionados con el CE. z ANSI/TIA/EIA-607. Grounding and Bonding Requeriments for Telecommunications in Commercial Building. z ANSI/TIA/EIA-606. Administrarion Standard for Telecommunicacions Infraestructure of Commercial Buildings.
Diapositiva No. 7
Estรกndares relacionados con el CE. z ANSI/TIA/EIA TSB-67*. Transmission Performance Specifications for Field Testing of Unshielded Twisted Pair Cabling Systems z ANSI/TIA/EIA TSB-75. Additional Horizontal Cabling Practices for Open Offices.
*Nota: TSB- Technical Services Bulletin. Diapositiva No. 8
3. ¿Qué es Cableado Estructurado? “Esquema genérico de cableado de telecomunicaciones que correctamente diseñado e instalado en edificios, cubre las necesidades de conectividad de sus usuarios durante un largo periodo de tiempo.”
Características Principales z 9
Interfaces de conexión estándares.
9 z Arquitectura Abierta. 9 z Diseñado e instalado como un sistema total. 9 Cumplimiento de estándares y normas z de diseño.
9 z
Ahorro en tiempo y dinero (desde instalación hasta operación).
z Soporte de aplicaciones actuales y futuras. 9
Elementos Funcionales El sistema se dise帽a para un edificio o conjunto de edificios (Campus). Los Elementos Funcionales del Sistema son: z
Distribuidor de Campus-CD.
z
Cable de Distribuci贸n (Backbone) de Campus.
Elementos Funcionales z
Distribuidor Principal o de Edificio-BD.
z
Cable de Distribuci贸n (Backbone) de Edificio.
Elementos Funcionales z
Sub-distribuidor de Planta-FD.
z
z
Toma de Informaci贸n.
Cable Horizontal.
Subsistemas de Cableado. Los elementos funcionales se conectan formando grupos que conforman Subsistemas de Cableado. Subsistema de Administraci贸n
Subsistemas de Cableado
Subsistema de Distribuci贸n de Campus. Subsistema de Distribuci贸n de Edificio. Subsistema de Cableado Horizontal
Subsistemas de Cableado. z
Subsistema de Administraci贸n Se encuentra constituido por: 9 Armarios distribuidores. 9 Equipos de Comunicaciones. 9 Sistemas de Alimentaci贸n Ininterrumpida. 9 Cuadros de Alimentaci贸n. 9 Tierras.
Subsistemas de Cableado. Armarios Distribuidores
Subsistemas de Cableado. Constituídos por Subsistema de Distribución de Campus. Subsistema de Distribución de Edificio. Subsistema de Cableado Horizontal
Medio de Transmisión. Terminación mecánica del Medio de Transmisión, regletas, paneles o tomas. Cables de Interconexión y cables puente.
Diapositiva No. 17
La Interconexión
Subsistemas de Cableado. z
Subsistema de Distribuci贸n de Campus: Forma el enlace entre los edificios, se extiende desde el Distribuidor de Campus hasta los distribuidores de Edificio.
z
Se encuentra formado por: 9 Backbone del Campus. 9 Distribuidor de Campus-CD.
Diapositiva No. 18
Subsistema de Distribuci贸n de Campus.
Diapositiva No. 19
Subsistemas de Cableado. z
Subsistema de Distribuci贸n de Edificio: Enlaza los distintos distribuidores y subdistribuidores del mismo edificio, se extiende desde el distribuidor de edificio hasta los distribuidores de planta.
z
Se encuentra formado por: 9 Backbone de Edificio. 9 Distribuidor de Edificio-BD.
Diapositiva No. 20
Subsistemas de Distribuci贸n de Edificio. 9 Backbone de Edificio.
9 Distribuidor de Edificio-BD. Diapositiva No. 21
Subsistema de Distribuci贸n.
Patch Cords (Cables de Interconexi贸n) Diapositiva No. 22
Subsistema de Administraci贸n. Fibra Optica
Equipos Activos
Diapositiva No. 23
Subsistema de Distribuci贸n. Backbone
Servicios de Voz Puntos de Usuario Servicios de Datos
Servicios de Datos (Equipos)
Diapositiva No. 24
Subsistema de Distribuci贸n.
110_Cross_Connect Diapositiva No. 25
Subsistema de Distribuci贸n.
Diapositiva No. 26
Subsistema de Distribuci贸n.
Patch Panel-FO Diapositiva No. 27
Subsistema de Distribuci贸n.
Wall-Mount Enclosure-FO Diapositiva No. 28
Subsistema de Distribuci贸n.
Diapositiva No. 29
Subsistema de Distribuci贸n.
Diapositiva No. 30
Subsistemas de Cableado. z
Subsistema de Cableado Horizontal: Se extiende desde el distribuidor de planta-FD, hasta el punto de acceso.
z
Se encuentra formado por: 9 Cable Horizontal. 9 Subdistribuidor de Planta.FD. -Terminaciones mecรกnicas (regletas o paneles) del cable horizontal. - Cables puentes: Permiten configurar las conexiones de cableado horizontal. 9 Punto de Acceso.
Subsistema de Cableado Horizontal. z
El Cable Horizontal: Compuesto por un cable
individual y continuo que conecta el punto de acceso y el distribuidor de planta.
z
z
Puede contener un solo Punto de Transición entre cables con características eléctricas equivalentes.
Utiliza Topología en Estrella. Diapositiva No. 32
Subsistema de Cableado Horizontal.
Diapositiva No. 33
Subsistema de Cableado Horizontal. Cable UTP, de 4 pares, a 100 Ohmios.
Medios de Transmisi贸n
Cable STP, de 4 pares a 150 Ohmios.
Cable de Fibra Optica Multimodo 62,5/125 碌m, dos fibras.
Diapositiva No. 34
Subsistema de Cableado Horizontal.
Diapositiva No. 35
Subsistema de Cableado Horizontal. z
Puntos de Acceso: Puntos de usuario que permiten conectar equipos terminales de datos a trav茅s del Cord贸n Adaptador.
z
Accesorios de Conexi贸n -UTP de 100 Ohmios: El cable debe terminar en un jack modular de 8 posiciones.
Diapositiva No. 36
Subsistema de Cableado Horizontal. z
Faceplates:
Diapositiva No. 37
Subsistema de Cableado Horizontal. z
Dos esquemas de conexi贸n:
T568-A
T568-B Diapositiva No. 38
Conectores de Fibra.
Diapositiva No. 39
Conectores de Fibra.
Conector SC Diapositiva No. 40
Conectores de Fibra.
Conector LC Diapositiva No. 41
Area de Trabajo. z
Se extiende desde el toma de informaciĂłn en la pared hasta el equipo del usuario y comprende los elementos que permiten al usuario conectarse a los distintos servicios de telecomunicaciones.
z
Se diseĂąa para hacer cambios, modificaciones y adiciones fĂĄcilmente.
Diapositiva No. 42
Cuarto de Telecomunicaciones. z
Son espacios acondicionados para albergar los distribuidores y la electrónica de red. Electrónica de Red: Son los equipos activos conectados a los cables, realizan todas las funciones inteligentes de la red (hubs, switches, enrutadores, etc.)
z
Deben estar acondicionados para proporcionar protección contra interferencia electromagnética, seguridad, alimentación regulada de potencia, alimentación ininterrumpida (UPS).
z
Los distribuidores están instalados en armarios metálicos tipo Rack. Las conexiones se realizan a través de Patch Pannels. Diapositiva No. 43
Cuarto de Equipos. z
Es un espacio centralizado de uso específico para equipo de telecomunicaciones como una central telefónica, equipo de cómputo, etc.
z
Las funciones de un cuarto de telecomunicaciones pueden ser proporcionadas por un cuarto de equipo.
z
Los cuartos de equipo se consideran distintos de los cuartos de telecomunicaciones por la naturaleza, costo, tamaño y/o complejidad del equipo que contienen.
z
Los requerimientos del cuarto de equipo se especifican en los estándares ANSI/TIA/EIA-568-A y ANSI/TIA/EIA-569. Diapositiva No. 44
Subsistema de un Cableado Estructurado 9 9
9
9 9 9
9
Contenido de la Presentaci贸n 1. TSB 75. 2. Certificaci贸n. 3. Par谩metros del Enlace.
Diapositiva No. 46
TSB-75. Prácticas para Oficinas Abiertas. z
Cuando se instalan sitios a gran distancia, y luego se hacen cambios en los muebles modulares, se tiene que desechar todo el cable instalado.
z
Esta práctica resulta demasiado costosa.
z
TSB 75: Permite administrar un sistema de cable centralizado a la vez que permite hacer cambios o remodelaciones fáciles en “oficinas abiertas”. Diapositiva No. 47
TSB-75. Pr谩cticas para Oficinas Abiertas. z
TSB 75: 9 Permite cambios en el cableado cuando los muebles modulares de oficinas son reorganizados. 9 Aplicable SOLO para sistemas de muebles modulares, se prohibe en oficinas de paredes falsas o de ladrillos.
Dos configuraciones permitidas
1- Ensamble de Salidas de Telecomunicaciones Multisuaurio. (MUTOA=Multiuser Telecommunications Outlet Assembly). 2- Punto de Consolidaci贸n-PC. Diapositiva No. 48
TSB-75/MUTOA.
Diapositiva No. 49
TSB-75/MUTOA. z
Cada MUTOA debe dar servicio a un máximo de seis (6) áreas de trabajo o 12 salidas.
z
Debe ser fácilmente accesible y no estar localizado en un piso o techo falso.
z
Debe quedar instalado de forma permanente.
z
NO se debería llevar un MUTOA a otro piso.
Diapositiva No. 50
TSB-75/Punto de Consolidaci贸n.
Diapositiva No. 51
TSB-75/Punto de Consolidación. z
Punto de Consolidación: Es un punto de interconexión en el cableado horizontal.
z
Recomendado cuando se anticipa una gran cantidad de cambios.
z
NUNCA se debe usar un punto de consolidación como “cross-connection”.
z
No se permite más que un solo Punto de Consolidación para cada corrida de cable. Diapositiva No. 52
Clasificación según Categorías.
9 9 9 Diapositiva No. 53
Clasificación según Categorías. Características: z
Un cableado instalado con material categoría 5 puede NO funcionar a las frecuencias deseadas.
z
Causas: Mala instalación. Cable destrenzado. Conectores mal ensamblados. Poca protección ángulos de giro críticos.
z
En la actualidad se compra el material según categorías pero se certifica por enlaces (clases). Diapositiva No. 54
Normativa por Clases. z
Esta normativa NO define la calidad de los componentes sino que exige unos par谩metros de calidad de la instalaci贸n de extremo-a-extremo.
9 9 9 9 Diapositiva No. 55
Especificaciones Recientes Diapositiva No. 56
Origen. z Surgen nuevos estándares de cableado motivados por:
9 Nuevas redes de alta velocidad en el mercado: ATM y GigabitEthernet.
9 Precios elevados de la fibra y sus conectores. z Las más recientes categorías son:
9 Categoría 5E. 9 Categoría 6. 9 Categoría 7. Diapositiva No. 57
Categoría 5E. z Aprobada el 13/Dic/1999 por la especificación 568A-5. z Extensión de la Categoría 5, sobre el mismo ancho de banda 100 Mhz. z Se recomienda que las nuevas instalaciones sean del tipo “5E” para satisfacer los requerimientos mínimos de este documento. z Especifica los requerimientos necesarios para soportar desarrollos en tecnología (ELFEXT, Return Loss). z Establece los requerimientos para que un canal de cuatro conectores soporte aplicaciones con esquema Diapositiva No. 58 de transmisión full-duplex (GbE).
Categoría 6.
z Los requerimientos para categoría 6/clase E se especifican para un ancho de banda de 250 MHz. z Las normas propuestas describen un nuevo rango de rendimiento para cable UTP. z Establece la interfaz RJ-45 como la interfaz del área de trabajo para ser consistente con los requerimientos Diapositiva No. 59 de categoría/clase existentes.
Categoría 7. z Los requerimientos propuestos para Categoría 7/clase F se están desarrollando. z Considera como medio físico de transmisión Cable Apantallado. z La Categoría 7 será probablemente soportada por un nuevo diseño para la interfaz. z La Categoría 7 será también compatible con categorías de más bajo rendimiento. z Los requerimientos para categoría 7 se especificarán en una banda de frecuencia de 1-600 MHz. Diapositiva No. 60
Parámetros del Enlace. z Impedancia característica. z Pérdidas de Retorno. z Atenuación. z Relación Atenuación/Diafonía (ACR). z Resistencia DC z Retardo de Propagación. z Balanceo. Diapositiva No. 61
Impedancia Característica. z Impedancia característica: Es la impedancia que presentaría una línea de transmisión de longitud infinita. z En un sistema que trabaja a máxima eficiencia: La impedancia del transmisor, la del receptor y la del cable deben ser iguales, z El desacople de impedancias producirá reflexiones que degradan el funcionamiento del sistema.
Diapositiva No. 62
Crosstalk z Crosstalk. Es la fuente primaria de ruido transmitido al receptor. z Ocurre cuando un par de cobre induce ruido indeseado en otro par. z Fuentes más complejas de crosstalk se vuelven más significantes a altas frecuencias. z Su efecto combinado se calcula matemáticamente a través del Método de Power Sum. Diapositiva No. 63
Crosstalk z En un cable de cuatro pares, el crosstalk es medido para cada una de los seis pares de combinaciones.
El crosstalk del peor par
(“Worst Pair Crosstalk”)
es la peor de las seis medidas e indica un desempeño mínimo.
Diapositiva No. 64
Crosstalk
A altas frecuencias, diferentes tipos de crosstalk se pueden generar
NEXT (Near-End Crosstalk) FEXT (Far-End Crosstalk) ELFEXT (Equal Level Far-End Crosstalk)
z Cuando todos los pares se energizan a tasas de Gigabit, NEXT y FEXT son generados por cada par. z Estos cálculos pueden ser matemáticamente “powersummed” para obtener una medida más precisa del ruido total producido por los pares adyacentes. Diapositiva No. 65
Paradiafonía (NEXT) z NEXT- Near End Crosstalk. Es el “ruido acoplado” a un par por efecto de transmisión en otro cercano. Es el acoplo electromagnético (capacitivo o inductivo) entre dos circuitos físicamente aislados. Una señal en un circuito provoca ruido parásito en el otro.
Diapositiva No. 66
ParadiafonĂa (NEXT)
Diapositiva No. 67
Paradiafon铆a (NEXT) z Cada par de cables es medido con relaci贸n a pares restantes a diferentes frecuencias desde 1 Mhz hasta 100 Mhz. z Se presenta en los primeros 10 mts. Entre el equipo y el enlace.
Diapositiva No. 68
Atenuación. z Es una medida de la disminución de la intensidad de la señal a lo largo de una línea de transmisión.
Diapositiva No. 69
Atenuación. z Fuentes/Causa:
9 Características eléctricas del material del cable y de su construcción.
9 Pérdidas de inserción debido a malas terminaciones. z Efectos: Por encima de determinadas pérdidas la transmisión NO es fiable. Diapositiva No. 70
Atenuaci贸n. z Es funci贸n de (se incrementa con):
9 Frecuencia. 9 Temperatura: Cat 3: Cat 4 y 5:
1,5 % por grado C. 0,4 por grado C.
9 Longitud del Enlace. 9 Conducto Met谩lico. 9 Humedad Relativa.
Diapositiva No. 71
Relación Atenuación/Paradiafonía. z Razón Atenuación a Crosstalk. z La atenuación y el crosstalk se encuentran activos simultáneamente en la transmisión de señal sobre pares trenzados. z Su efecto combinado es caracterizado por el valor de ACR (Attenuation-to-Crosstalk Ratio).
z Permite determinar la capacidad de transmisión de un sistema de cableado. Diapositiva No. 72
Relación Atenuación/Paradiafonía. z Equivalente a la relación Señal/Ruido en un circuito: Permite definir el ancho de banda de una señal donde las relaciones señal/ruido son suficientes para soportar ciertas aplicaciones.
Diapositiva No. 73
Resistencia de DC. z La resistencia en continua NO debe superar los valores mĂnimos. z Este valor se obtiene cortocircuitando los extremos de un par y midiendo la resistencia en el otro. z Se debe cumplir lo siguiente: Clase A : < 560 Ohmios. Clase B: < 170 Ohmios. Clase C y D: < 40 Ohmios. Diapositiva No. 74
Pérdidas de Retorno. z Cuando se utilizan transmisiones full duplex surge un nuevo tipo de ruido. z Cuando un transmisor inyecta señal en un par, cualquier reflexión de la señal puede convertirse en ruido. z Las reflexiones en la señal pueden ser causadas por desacople de impedancias.
z Las pérdidas de retorno definen la cantidad de reflexión de la señal. Diapositiva No. 75
Pérdidas de Retorno. z Return Loss mide entonces la uniformidad de la impedancia característica del cable.
z Son las pérdidas producidas por NO adaptar los cables en sus terminaciones. Se ven afectadas por el diseño y manufactura del cable.
z Aplicaciones emergentes, como Gigabit Ethernet, que utilizan esquemas full-duplex pueden verse muy afectadas por este fenómeno. Diapositiva No. 76
Retardo de Propagación. z Es equivalente al tiempo que transcurre entre la transmisión de una señal y la recepción en el otro extremo del cable. z La diferencia de propagación es la diferente entre el par con menos retardo y el par con más retardo. z Los errores de transmisión asociados con retardo excesivo y diferencias de propagación provocan un aumento de perturbaciones oscilatorios y errores de bit. Diapositiva No. 77
Nuevos Parรกmetros. Diapositiva No. 78
Parรกmetros Cableado. z Cuando se maneja Ethernet a 1 Gb, la TIA desarrollรณ un anexo a la norma: 568A-5 o CATEGORIA 5e. z En la especificaciรณn TSB-95 define la mediciรณn de los siguientes parรกmetros:
9 FEXT (Far-End Crosstalk ) 9 ELFEXT (Equal-Level Far-End Crosstalk) 9 PSNEXT ( Power Sum NEXT ) 9 PSELFEXT (Power Sum Equal-Level Far-End Crosstalk) Diapositiva No. 79
FEXT FEXT (( Far-End Far-End Crosstalk Crosstalk )) z FEXT (Far-End Crosstalk Loss) PĂŠrdida de Crosstalk de extremo lejano. z Definida como: Una medida de acoplamiento de seĂąal indeseada que un transmisor, en el extremo cercano, produce sobre un par vecino y medido en el extremo lejano.
Diapositiva No. 80
FEXT FEXT (( Far-End Far-End Crosstalk Crosstalk ))
Diapositiva No. 81
FEXT FEXT (( Far-End Far-End Crosstalk Crosstalk )) z Con la introducción de transmisión full duplex: Las señales se envían y reciben simultáneamente por pares múltiples en ambos extremos del canal de cableado.
z Se debe considerar no solo del ruido en el extremo cercano del canal, sino también el ruido resultante generado por el extremo lejano.
Diapositiva No. 82
DELAY DELAY SKEW SKEW (Sesgo (Sesgo por por retardo retardo )) z El tiempo requerido para que una señal viaje a través del cable se denomina Retraso de Propagación. z Dado que cada par tiene un grado diferente de torsión, sus longitudes eléctricas pueden variar, y sus retrasos, por consiguiente. z El “Delay Skew” es una medida de la diferencia entre el retraso en el par más rápido y el retraso en el par más lento. Diapositiva No. 83
DELAY DELAY SKEW SKEW (Sesgo (Sesgo por por retardo retardo ))
Diapositiva No. 84
Power -PS Power Sum Sum-PS z Es la suma matemรกtica del ruido total producido por todos los pares adyacentes.
Diapositiva No. 85
Power -PS Power Sum Sum-PS z Power Sum Crosstalk. z PS ACR. z PS NEXT. z PS FEXT. z PS ELFEXT. Diapositiva No. 86