Tema Cableado de las Redes
Asignatura Introducción a las Telecomunicaciones UPAEP
Maestría en Tecnología Educativa
Introducción Un sistema de cableado estructurado consiste en una infraestructura flexible de cables que puede aceptar y soportar múltiples sistemas de computación y de teléfono, independientemente de quién fabricó los componentes del mismo. En un sistema de cableado estructurado, cada estación de trabajo se conecta a un punto central utilizando una topología tipo estrella, facilitando la interconexión y la administración del sistema. Esta disposición permite la comunicación virtualmente con cualquier dispositivo, en cualquier lugar y en cualquier momento. Un plan de cableado bien diseñado puede incluir distintas soluciones de cableado independiente, utilizando diferentes tipos de medios, e instalados en cada estación de trabajo para acomodar los requerimientos de funcionamiento del sistema.
Cableado de las Redes Un sistema de cableado es lo que transporta los datos de un punto a otro y determina cómo trabaja la red. La forma en que se encuentre cableada la red es de primordial importancia para determinar:
Su funcionamiento Su rapidez Su confiabilidad Su facilidad para expandirla o modificarla.
Se debe evaluar las necesidades de la red y posteriormente determinar cómo debe cablearse; todo los demás componentes se construirán sobre esa base. El cableado de la red conforma la capa 1, las capas físicas y las capas superiores dependen de ella. El cableado de redes es algo que debe hacerse correctamente, si se cometen errores en la selección o instalación del cable de la red es muy probable que ésta no sea confiable y que tenga un desempeño muy bajo.
Topología del cableado La topología de la red, se refiere a la forma de una red, es decir a cómo están cableados todos los nodos (puntos de una red). Existen varias topologías con las que está cableada la red y la selección de una en particular es la decisión más importante cuando se está planeando una red. Cada topología presenta costos tanto de instalación como de mantenimiento, así como niveles de desempeño y
confiabilidad muy variados. Segmento de red: es un tramo de cable al que se conectan todos los nodos, no es un tramo continuo ya que se rompe en cada punto de conexión de las computadoras de la red a través de un conector que permite la conexión del nodo al cable de la misma, pero el cable es eléctricamente un cable completo.
Tipos de Topología Tipo bus: También se le conoce como topología bus común multipunto, es una red donde se utiliza un solo cable que corre desde un extremo a otro punto de la red y que tiene diferentes tipos de dispositivos (llamados nodos) de red conectados al cable en puntos diferentes. Las redes con topología bus utilizan cable coaxial. Cada extremo de un segmento de la red tiene conectado un terminado especial, sin el cual la red no funcionaría. Las redes con topología bus utilizan conectores BNC para unir los diferentes pedazos de cable. Cada computadora se conecta a la red por medio de un conector BNC tipo T que permite la continuidad del bus y que la computadora se conecte a él.
Ventajas de la tipología tipo bus: Son las más económicas, ya que utilizan menos cable, material y mano de obra para su instalación. Este tipo de topología presenta las siguientes desventajas:
Los subcables que conforman el segmento y que corren de un nodo a otro deben de estar conectados en todo momento, una falla en cualquier parte del segmento provocará la falla de todo.
Toma mucho tiempo rastrear el problema anterior, ya que deben de realizarse pruebas en todas las conexiones del cable hasta que se encuentre la que cause el problema.
A menudo la fuente del problema no se puede ver a simple vista, por lo que se debe diferentes técnicas y equipos para rastrear el problema; debido a ello tienden a ser poco confiables, ya casi no se utilizan en las redes actuales.
Topología Estrella En la tipología tipo estrella la unidad central llamada hub o concentrador, trabaja como punto de conexión para enlazar cada nodo de la red. El concentrador se le conoce como unidad de acceso multiestación (MAU), esta terminología tiende a utilizarse sólo para las redes Token Ring, las cuales utilizan una tipología lógica en anillo.
Esta topología presenta dos desventajas en comparación con la tipología bus: Son más costosas, requieren una mayor cantidad de cable, la mano de obra para cablearla es mucho mayor y es necesario un costo adicional debido al costo de los concentradores, pero para contrarrestar estos costos la topología tipo estrella es más confiable que la tipología bus. En ésta topología si falla una sola conexión de la red (está cortada o dañada de alguna forma), solo esa conexión resulta afectada. Los concentradores no sólo repiten todas las señales de la red de los nodos conectados a ellos hacia los demás nodos, también tienen la capacidad de partir o cortar de manera automática, cualquier conexión de red que no funcione correctamente.
Topología Anillo Es un arreglo lógico de red, los cables están instalados en forma de estrella, en la que cada nodo está conectado al MAU con su propio cable, las redes se comportan eléctricamente como un anillo, pues las señales circulan alrededor del anillo de nodo en nodo. Las LAN con topología anillo se basan en Token Ring en lugar de Ethernet. Algunas de ellas pueden operar como interface de datos distribuidos por fibra (FDDI). Las redes por anillo también se utilizan en grandes redes de telecomunicaciones como red óptica sincrónica (SONET), así como en las redes de áreas de almacenamiento y en algunas otras aplicaciones.
Cómo trabaja la Red Ethernet Estas redes manejan todas las señales en la red mediante el empleo de una técnica llamada CSMA/CD que significa acceso múltiple por censado de portadora con detección de colisiones. La CSMA/CD permite que cada nodo de un segmento transmita datos en el momento que desee. Si dos o más nodos tratan de transmitirla al mismo tiempo cada uno lo detectaría con su mecanismo de detección de colisiones, posteriormente ambos nodos esperarían una cantidad de tiempo aleatoria (en milisegundos) para volver a intentar la transmisión. Los paquetes de datos en una red cuando utilizan CSMA/CD se convierten en un total desorden ya que las retransmisiones de los datos y las colisiones provocan más colisiones por lo tanto existe el riesgo potencial de que la red alcance el punto de saturación en el que no se puede transmitir ningún dato debido al exceso de colisiones en ella.
En las redes 10Base-Tel punto de saturación se presenta en las inmediaciones de los 35Mbps por lo tanto existen dos razones por lo que las excesivas colisiones no presentan un gran problema en la mayoría de las redes:
I.
La mayor parte del tráfico en la red es en ráfagas y los nodos de red muy raramente utilizan todo el ancho de banda en una red en particular, en un período significativo.
II.
Aún en la red donde las excesivas colisiones afectarán su desempeño, es relativamente sencillo fragmentar el segmento de red en segmentos más pequeños y reducir proporcionalmente la probabilidad de solución.
Como Aportación… La técnica CSMA/CD trabaja bien y Ethernet es el estándar de red que más ha predominado en el mundo debido a su alto desempeño y a su flexibilidad. Las redes Token Ring trabajan bajo un principio diferente que las CSMA/CD pues administran su ancho de banda con una técnica llamada estafeta circulante. Eléctricamente, una entidad de datos llamada estafeta circula alrededor del anillo lógico. La estafeta presenta dos estados: libre y ocupado. Cuando una estación dese transmitir datos, espera hasta que la estafeta que pase por su nodo se encuentre libre, y en ese momento el nodo marcará a la estafeta como ocupada. Después de ocupar en la estafeta los datos que desea transmitir junto con la dirección de destino, el nodo envía el paquete al nodo siguiente, éste último al ver que la estafeta se encuentra en estado ocupado, lee la dirección de destino y pasa la estafeta sin modificarlo hasta éste, una vez que el nodo de destino recibe la estafeta como libre y la envía a la siguiente estación. Si en un momento dado la estafeta se pierde, entonces una estación de trabajo genera de manera automática, una nueva estafeta libre una vez que ha transcurrido un período determinado. El comportamiento de las redes Token Ring es predecible a medida que aumentan las necesidades de los nodos. Nunca se congestionan como resultado de colisiones sin embargo en este tipo de redes el ancho de banda se desperdicia al llevar a cabo el procesamiento necesario para administrar la estafeta. Las redes Token Ring tienen un desempeño tan rápido como las Ethernet con un ancho de banda similar. IBM inventó la tecnología de las redes Token Ring a finales de los
años 60´s y las primeras redes de este tipo comenzaron a aparecer en 1986. Si requiere diseñar una LAN, su mejor opción es Ethernet con topología estrella. Puede seleccionar Token Ring si tiene la necesidad de conectividad a un equipo grande de IBM que no soporte Ethernet. Tipos Básicos de Cable Nombre Características Par trenzado sin protección Más común en la actualidad. Consiste en dos (UTP) o más pares de conductores aislados con plástico, dentro de un forro hecho de vinil o teflón. Coaxial Consiste en un conductor central de cobre envuelto con material de plástico aislante que está cubierto por un tejido metálico y finalmente por un forro de plástico. Se utilizan dos tipos en las redes: Thin Ethernet (10Base2) utiliza cable RG-58/AU o RG-58/CU, mientras que el Tick Ethernet(10Base-5)utiliza un cable mucho más delgado llamado RG-8 Par trenzado con protección (STP)
Fibra óptica
Tiene un escudo metálico, tejido que rodea los pares para que, de esta forma se reduzca la probabilidad de que se presente interferencia proveniente de fuentes eléctricas fuera del cable. Utiliza un filamento de vidrio que transporta las señales de datos como luz en lugar de la electricidad. Tiene un alto costo, al igual que su instalación y su mantenimiento. Una de sus ventajas que presenta en comparación, con los cables de cobre es que permite conectar puntos extremadamente distantes.
Cableado Trenzado Es el tipo de cableado utilizado mayormente en los últimos años, normalmente se ha utilizado el cable por trenzado Cat-5 aunque existen muy pocas redes instaladas con el cable Cat-3. El cable UTP se utiliza en lugar del STP debido a que es más barato, más fácil de utilizar y dar mantenimiento y no es afectado por la interferencia eléctrica aun cuando no tenga forro. Tanto las redes Ethernet como las Token Ring
utilizan cableado con par trenzado. Cuando se instala una red de par trenzado un número de componentes de cableado forman la corrida completa desde la estación de trabajo hasta el concentrador. Los cables de red de par trenzado están categorizados de acuerdo a su capacidad para transportar tráfico a través de la red. Estas categorías se encuentran definidas por la Asociación de la Industria Electrónica (EIA) y se conocen como niveles 1 y 2 categorías 3, 4,5 y 6, Las diferentes categorías se llaman simplemente Cat-3, Cat-6. En la práctica para lograr un desempeño en particular, no sólo se necesita un cable certificado con ese nivel de desempeño, sino que se debe de tomar en cuenta otros requisitos, dentro de los que se incluyen el uso de conectores y cables de parcheo que también cumplan con el nivel de desempeño que usted desea alcanzar.
Cable Coaxial Las redes diseñadas antes de 1992 se instalaron con cable coaxial, la mayor parte de este cable es de tipo angosto RG-58 y se utiliza con Thin Ethernet. Algunas pueden utilizar RG-58 angosto para Tick Ethernet pero no es muy común. El Thin Ethernet se cable en una topología tipo bus y todos sus conectores son BNC un conector tipo bayoneta fácil de librar tanto confiable como de fácil uso. Los conectores T tienen dos conectores hembra tipo BNC en cada lado de cruce de la T y un conector macho del mismo tipo en el extremo de la flecha de la T. Existen también conectores tipo barril, los cuales tienen dos conectores hembra incluidos; estos se utilizan para conectar dos cables Thin Ethernet. Los conectores tipo barril se encuentra disponibles en formas diferentes, incluyendo en forma de codo o en forma de U, pero la mayoría de las veces se utiliza el conector recto tipo barril. El cable coaxial tiene un conductor central, el cual puede ser un solo alambre sólido de cobre o un conjunto de alambre trenzado. En cualquier red de cable coaxial los tipos de cable no deben combinarse.
Instalación y Mantenimiento del Cableado de la Red Una adecuada instalación de la planta de cableado deberá tener en cuenta lo siguientes aspectos:
Conectores y cable adecuado para el tipo de red. Etiquetado de todas las partes de la red. Un plano del edificio (cómo fue construido). Un reporte de certificación que muestre que todos los cables instalados operan adecuadamente, utilizando un dispositivo especial para la prueba de redes. En el caso de redes tipo bus, enseñar a los usuarios que no deben tocar el cable coaxial por ninguna razón.
Selección del proveedor del cableado
Cuando se va a construir una nueva red la selección del proveedor es extremadamente importante. Un proveedor que haga un trabajo bien documentado y de alta calidad es muy deseable pero difícil de encontrar, por lo tanto es importante que evalúe los siguientes aspectos como parte de su selección:
¿Cómo documentará el proveedor la planta de cableado? ¿cuáles son sus estándares? ¿cree que esos estándares de documentación cumplan con sus necesidades?
¿Entregará el proveedor un grupo de planos de la construcción del edificio que muestre cómo instaló los cables en el edificio?
¿Cómo instalará el proveedor el cable a fin de evitar fuentes de interferencias eléctricas en los techos y las paredes?
Recomienda el proveedor una solución de cableado en las que se combinen los cables de las telecomunicaciones con los datos.
¿Qué equipo utiliza el proveedor para certificar la planta de cableado? ¿Qué documentación de certificación proporcionará una vez que haya terminado?
¿Ofrecerá el proveedor servicio de reparación de fallas, después de la instalación?
Resolución de los Problemas de Cableado Los problemas con el cableado de las redes se presentan de la siguiente forma:
Desempeño de red demasiado pobre, en particular si un nodo es más lento que otros nodos similares (en el caso de las redes en estrella) o sí todos los nodos de un segmento tienen un desempeño menor que los otros nodos de otro segmento (en el caso de las redes tipo bus).
Desconexiones esporádicas de las redes.
Perdida completa de conectividad de la red. Este problema puede ser intermitente.
Las redes tipo estrella son de las más sencillas de reparar. Debido a que cada nodo está en su cable de red que lo conecta con el concentrador, es relativamente fácil aislar el problema.
Las redes de cable coaxial pueden ser mucho más difícil de reparar debido a que muchos nodos comparten un solo segmento de la red. Un problema muy usual en las redes de cable coaxial es la pérdida de conectividad de red de todos los nodos del segmento.
Maneras de rastrear rupturas de cable que no son muy obvias
Utilice un explorador de cable coaxial. Estos instrumentos portátiles, que se conectan a un cable de red coaxial pueden proporcionarnos información de qué tan lejos del cable se ha presentado un coro o una ruptura. Continúe conectando el aparato al cable de red en diferentes puntos hasta que pueda detectar el problema.
Obtenga un terminador extra para la red y después desconecte el cable en una ubicación en particular y conecte el terminador. Observe si los computadores del segmento nuevo más pequeño pueden acceder al servidor. Usted deberá encontrar dos puntos cercanos donde el terminador permitirá que la red trabaje en un punto pero no en el siguiente. Luego deberá encontrar el problema del cable en un punto entre esas dos ubicaciones.
Conclusión Como una regla general, la reparación en el problema de cableado requiere un método paso a paso muy meticuloso y mucha paciencia. En los sistemas de cable coaxial, la reparación se torna más complicada.
Referencias Bibliográficas Web Introducción http://www.electronica.7p.com/cableado/intro.htm Imagen (Cableado de redes) http://formadocia.com/wp-content/uploads/2014/04/redes-lan.jpg Imagen (Topología multipunto) http://2.bp.blogspot.com/7VablEvp_Fk/TzZtvO21ycI/AAAAAAAAAB0/Hunxlx4R50I/s1600/LOGICA.gif Imagen (Topología estrella) http://2.bp.blogspot.com/_GFeBHpBzecE/SwHV5xU_oRI/AAAAAAAAACc/ehQmja145g/s1600/estrella.jpg Imagen (Ventajas y desventajas de la topología estrella) http://1.bp.blogspot.com/-_FBvt1ObC-E/TZTqykpo1I/AAAAAAAAABQ/1d18VaDmyw8/s1600/topologia+de+estrella.JPG Imagen (Topología anillo) http://3.bp.blogspot.com/_fMCkOXvJmpA/SdOIRcUI9hI/AAAAAAAAAAs/g4fU8w88 YWc/s1600-h/top%C3%B2logia+anillo.jpg Imagen (Red Ethernet) http://www.adslayuda.com/modules/plc/represa_plc_casa.jpg Imagen (Técnica CSMAC/CD) http://asritrihartanti.files.wordpress.com/2011/11/ag_csma_cd_operation_low_res.j pg Imagen (Cable trenzado) http://jgutierrez6.tripod.com/medios_trans.html
Imagen (Cable coaxial). http://www.bricopage.com/electricidad/imagenes/cablecoaxial2.gif Imagen (Instalación y mantenimiento del cableado de la red) http://www.sylcom.com/img/flukered.gif Imagen (Proveedor del cableado) http://imovil.org/wp-content/uploads/2012/05/ADSL.png Imagen (Resolución de los problemas de cableado) http://images.flukenetworks.com/edoc-images/otat_main.jpg
NOMBRE Héctor Juárez Sánchez
ID 3347877
Maestría Tecnología Educativa