TALLER MODULO 3 PANDUIT: Hilos y Señales

Descripción General

El presente capítulo describe los principios fundamentales de la generación y la transmisión de señales. Se introduce la teoría de electricidad básica para educar al instalador de cables sobre cómo se generan las señales y cómo viajan por el cable de cobre. Además, se expone una introducción a las señales ópticas e inalámbricas. Es mucho más fácil detectar un problema de cableado si el instalador sabe cómo se propagan las señales en los medios. También se analizan los problemas que afectan el rendimiento de la red. Finalmente, el capítulo brinda una introducción sobre las señales eléctricas en componentes de red de un gran ancho de banda.

Objetivos de Aprendizaje

Al completar este módulo, los estudiantes podrán realizar tareas relacionadas con lo siguiente:

3.1. Transmisión de Señales.
3.2. Principios Básicos de las Señales Eléctricas.
3.3. Características Eléctricas de los Cables.
3.4. Unión y Conexión a Tierra.
3.5. Principios Básicos acerca de la Teoría Óptica.
3.6. Teoría sobre Sistemas Inalámbricos.
3.7. Señales Backbone y de Banda Ancha.
3.8. Ancho de Banda Alto y Señales de Backbone

1) Realice un breve resumen sobre la norma TIA/EIA 607

EIA/TIA 607, define al sistema de tierra física y el de alimentación bajo las cuales se deberán de operar y proteger los elementos del sistema estructurado.

2) Describa los conceptos relacionadas a: Cross Talk; Next; Fext; Anext; Afext; Ps-Next; Sesgo de Retardo; Atenuación; Perdida de retorno

Crosstalk (Diafonía): Interferencias que a menudo se distingue como piezas de expresión o señal de llamada a partir de fugas de las conexiones de otras personas. Si la conexión es analógica, de par trenzado de cables puede ser utilizado para reducir los efectos de las interferencias. Como alternativa, las señales pueden ser convertidas a formato digital, que es mucho menos susceptible a interferencias.

Next (Paradiafonía): Señales electromagnéticas no deseadas de los hilos cercanos del extremo del cable que se encuentra más cerca del punto de transmisión. Comparar con telediafonía, denominada en inglés Near end crosstalk (NEXT).

Fext (Telediafonia): Una medida de la señal no deseada que se une desde un transmisor en el extremo más cercano del cable hasta otro par medida en el extremo más lejano, denominada en inglés Far end crosstalk (FEXT).

Anext ():

Afext ():

Ps-Netx: Mide el efecto acumulativo de next de todos los pares de hilos del cable. Se computa para cada par de hilos en base a los efectos de next de los otros tres pares (Todos se excitan al mismo tiempo). El efecto combinado de la diafonía proveniente de múltiples fuentes simultáneas de transmisión puede ser muy perjudicial para la señal, especialmente cuando se emplean los cuatro pares, denominada paradiafonía de suma de potencia (PSNEXT)

Sesgo de Retardo: Es la diferencia de tiempo que le lleva a una señal viajar por dos pares dentro del mismo revestimiento del cable.

Atenuación: Se refiere a toda reducción en la fuerza de una señal; que a veces también se menciona como pérdida, es un fenómeno natural que se produce en la transmisión de señales a grandes distancias.

Pérdida de Retorno: Es la proporción (en dB) entre la potencia de una señal de salida y la potencia de una señal reflejada.

3) Además de las características eléctricas otro fenómeno es la seguridad por lo tanto que es la tecnología LSZH

Low Smoke Zero Halogen (LSZH or LSOH). Es un material utilizado para la clasificación general, un revestimiento del cable en la industria de alambres y cables. LSZH cable se compone de un revestimiento termoplástico o termoestables compuestos que emiten humo limitado halógenos y no cuando son expuestos a altas fuentes de calor (es decir, la llama).

4) Clasifique los cables según la norma ISO/IEC 11801

El estándar define varias clases de interconexiones de cable de par trenzado de cobre, que difieren en la máxima frecuencia por la cual un cierto desempeño de canal es:

• Clase A: hasta 100 kHz
• Clase B: hasta 1 MHz
• Clase C: hasta 16 MHz
• Clase D: hasta 100 MHz
• Clase E: hasta 250 MHz
• Clase F: hasta 600 MHz

La impedancia estándar del vínculo es de 100 Ω (Ohmios) (la versión anterior de 1995 del estándar también permitía 120 Ω y 150 Ω en clases A−C, pero esto fue eliminado en la edición de 2002.

5) Realice una breve comparación entre las herramientas para la Verificación, Comprobación Y Certificación de Cables

· Herramientas de Verificación: Se utilizan para descubrir circuitos abiertos, cortocircuitos, pares divididos y otros problemas de cableado.

· Herramientas de Comprobación: Se utilizan para descubrir cualquier discontinuidad, imperfección en la superficie del cable, verificar que el rendimiento, punta filosa o conexión imperfecta, y muchos de los defectos o problemas del cableado estructurado teniendo en las especificaciones de su categoría.

· Herramientas de Certificación: Para la certificación de cables, se determina el rendimiento exacto de un cable, y después lo registra en forma gráfica para los registros del cliente. Poseen una función de autoanálisis para realizar todas las pruebas necesarias, incluyendo funciones de diagnóstico que no sólo identificarán problemas, sino que también mostrarán realmente hasta dónde llegan los problemas desde el extremo del cable que se está analizando.

6) Diseñe una tabla comparativa en sus características mas importantes entre los cables par trenzados FTP, STP y UTP

7) Dependiendo de sus características de los diferentes tipos de cables de par trenzado; realice un escenario propicio para cada uno de ellos.

8) Diferencia entre la Fibra Monomodo y Multimodo

Estas son algunas de las características que diferencian a las fibras monomodo de las multimodo:

Para comunicaciones ópticas a gran distancia se emplean actualmente cables de fibras monomodo, formados por grupos de varios cientos de fibra bajo una misma cubierta de protección, debido sobre todo a su gran ancho de banda. Las fibras multimodo se emplean en redes de comunicación internas, donde las distancias son cortas, debido a su facilidad de montaje y al menor costo que supone su instalación.

9) Que son los WireScope

Certificador de Redes LAN y medidor de Alien Crosstalk (AXTalk). Proporciona la certificación de cable Categoría 6 y fibra óptica. El WireScope está diseñado para ser utilizado con normas de cableado. Soporta la certificación de cable para la TIA Categoría 3 a Categoría 6, Categoría 6A y Categoría 7. Además soporta la ISO Clase C hasta la Clase F.

10) Que es un Reflectometro, cual es su empleo y el método de operación.

El reflectómetro de dominio del tiempo (TDR) es un instrumento electrónico usado para caracterizar y localizar los defectos en cables metálicos (por ejemplo, los pares trenzados de alambre, cables coaxiales) y, en otro tipo de OTDR, fibras ópticas.

Son imprescindibles para la conservación y mantenimiento de líneas de telecomunicación. Con ellos se pueden detectar aumentos de los niveles de la resistencia en empalmes y conectores que se corroen, y disminución de aislamiento por degradación y absorción de la humedad, etc. Los TDRs son instrumentos también muy útiles para medidas de mantenimiento, donde ayudan a determinar la existencia y la ubicación de empalmes de cable. Las aplicaciones nuevas de TDR incluyen aislar los puntos de fallo.

Un TDR emite un pulso muy corto en el tiempo. Si el conductor es de una impedancia uniforme y está apropiadamente terminado, el pulso transmitido se absorberá en la terminación final y no se reflejará ninguna señal de vuelta hacia el TDR. En cambio, si existen discontinuidades de impedancia, cada discontinuidad creará un eco que se reflejará hacia el TDR (de ahí su nombre). Los aumentos en la impedancia crean un eco que refuerza el pulso original, mientras que las disminuciones en la impedancia crean un eco que se opone el pulso original. El resultado del pulso medido en la salida/entrada al TDR se representa o muestra como una función del tiempo y, dado que la velocidad de la propagación de la señal es relativamente constante para una impedancia dada, puede ser leído como una función de la longitud de cable. Esto es semejante en su funcionamiento al del radar.

A causa de esta sensibilidad a las variaciones en la impedancia, un TDR puede utilizarse para verificar las características de impedancia, las ubicaciones de empalmes y conectores, y las pérdidas asociadas en un cable, estimando tanto la longitud del mismo, como cada discontinuidad del cable que será detectada como una señal en forma de eco.

TALLER MODULO 2: “Principios básicos de la conexión en red” (Solución)

Descripción general

La primera parte de este capítulo cubre la definición de red, sus orígenes, sus beneficios, y la función del cableado en una red y los tipos de redes. La segunda parte presenta los distintos tipos de topologías: física y lógica; se mencionan el modelo OSI y sus capas, y los dispositivos de red utilizados en cada capa. Al finalizar este capítulo, el estudiante tendrá una mejor compresión de por qué el cableado es tan necesario para la funcionalidad de la red.

Objetivos de aprendizaje

Al completar este módulo, los estudiantes podrán realizar tareas relacionadas con lo siguiente:

• 2.1 Descripción general de la conexión en red

• 2.2 Topologías de red

• 2.3 Descripción general del modelo OSI

• 2.4 Funciones de la capa física

• 2.5 Funciones de la capa de enlace de datos

• 2.6 Funciones de otras capas

1. Realice una breve comparación entre los diferentes tipos de redes.

• Red pública: una red pública se define como una red que puede usar cualquier persona y no como las redes que están configuradas con clave de acceso personal. Es una red de computadoras interconectadas, capaz de compartir información y que permite comunicar a usuarios sin importar su ubicación geográfica.

• Red privada: una red privada se definiría como una red que puede usarla solo algunas personas y que están configuradas con clave de acceso personal.

• Red de área Personal (PAN): (Personal Area Network) es una red de ordenadores usada para la comunicación entre los dispositivos de la computadora (teléfonos incluyendo las ayudantes digitales personales) cerca de una persona. Los dispositivos pueden o no pueden pertenecer a la persona en cuestión. El alcance de una PAN es típicamente algunos metros. Las PAN se pueden utilizar para la comunicación entre los dispositivos personales de ellos mismos (comunicación del intrapersonal), o para conectar con una red de alto nivel y el Internet (un up link). Las redes personales del área se pueden conectar con cables con los buses de la computadora tales como USB y FireWire. Una red personal sin hilos del área (WPAN) se puede también hacer posible con tecnologías de red tales como IrDA y Bluetooth.

• Red de área local (LAN): una red que se limita a un área especial relativamente pequeña tal como un cuarto, un solo edificio, una nave, o un avión. Las redes de área local a veces se llaman una sola red de la localización. Nota: Para los propósitos administrativos, LANs grande se divide generalmente en segmentos lógicos más pequeños llamados los Workgroups. Un Workgroups es un grupo de las computadoras que comparten un sistema común de recursos dentro de un LAN.

• Red del área del campus (CAN): Se deriva a una red que conecta dos o más LANs los cuales deben estar conectados en un área geográfica específica tal como un campus de universidad, un complejo industrial o una base militar.

• Red de área metropolitana (MAN): una red que conecta las redes de un área dos o más locales juntos pero no extiende más allá de los límites de la ciudad inmediata, o del área metropolitana. Las rebajadoras múltiples, los interruptores y los cubos están conectados para crear a una MAN.

• Red de área amplia (WAN): es una red de comunicaciones de datos que cubre un área geográfica relativamente amplia y que utiliza a menudo las instalaciones de transmisión proporcionadas por los portadores comunes, tales como compañías del teléfono. Las tecnologías WAN funcionan generalmente en las tres capas más bajas del Modelo de referencia OSI: la capa física, la capa de transmisión de datos, y la capa de red.

2. Que son las redes SAN

Una red de área de almacenamiento, en inglés SAN (Storage Area Network), es una red concebida para conectar servidores, matrices (arrays) de discos y librerías de soporte. Principalmente, está basada en tecnología fibre channel y más recientemente en iSCSI. Su función es la de conectar de manera rápida, segura y fiable los distintos elementos que la conforman.

3. Diferencia entre las topologías lógicas y físicas

• Topologías lógicas – Describen la función de la red. Describen la forma en que la red transmite la voz y los datos de un punto a otro. Las topologías lógicas que se utilizan comúnmente son de anillo y de bus.
• Topologías físicas – Describen el diseño físico real de la red. Las topologías físicas que se utilizan comúnmente son de bus, de anillo, en estrella, en estrella extendida, jerárquica y en malla.

4. Realice un breve resumen sobre las capas del modelo OSI

5. Cuales son los principales protocolos utilizados en cada una de las capas del modelo OSI.

• Aplicación (Capa 7) – Protocolos utilizados por los programas de esta capa son HTTP, SMTP, POP, IMAP etc.
• Presentacion (Capa 6) – El único servicio que utiliza esta capa es TELNET
• Sesión (Capa 5) – Es una extensión de la capa de transporte que ofrece control de diálogo y sincronización, uno de los pocos protocolos que utiliza es NetBios
• Transporte (Capa 4) – Protocolos usado en esta capa es TCP y TCP/IP, SCTP, UDP, etc.
• Red (Capa 3) – Los protocolos más frecuentemente utilizados en esta capa son X.25 e IP.
• Enlace de datos (Capa 2) – Protocolos utilizados en esta capa son Ethernet, ATM, Frame Relay, etc
• Física (Capa 1) – Este nivel define la medidas del cable coaxial Ethernet y de los conectores BNC utilizados. Otro ejemplo de estándares relativos a esta capa son RS-232 para comunicaciones serie y X.21

6. Haga una pequeña descripción sobre los diferentes dispositivos utilizados en las cuatro primeras capas del modelo OSI.

Generalmente los dispositivos utilizados en las redes circunscriben su operación a uno o varios de estos niveles. Por ejemplo, un concentrador ("Hub") que amplifica y retransmite la señal a través de todos sus puertos, está operando exclusivamente en la capa 1, mientras que un conmutador ("Switch") opera en las capas 1 y 2; un enrutador ("Router") opera en las capas 1, 2 y 3. Finalmente una estación de trabajo de usuario generalmente maneja las capas 5, 6 y 7.

• Transporte (Capa 4) – Escribe
• Red (Capa 3) – Escribe
• Enlace de datos (Capa 2) – Escribe
• Física (Capa 1) – Escribe

7. Cuales son los principales inconvenientes en la capa física del modelo OSI

• Errores de cableado
• Conectar cables en forma incorrecta
• Tender cables cerca de otros cables
• Cables mal ubicados y mal colocados
• Existen muchas maneras de atentar contra la capa física. (Acceder a la seguridad de los datos, robo de información)

8. Describa las subdivisiones que existen en la capa de enlace del modelo OSI

La capa de enlace puede considerarse dividida en dos subcapas:

• Control lógico de enlace LLC ("Logical Link Control") define la forma en que los datos son transferidos sobre el medio físico, proporcionando servicio a las capas superiores.
• Control de acceso al medio MAC ("Medium Access Control"). Esta subcapa actúa como controladora del hardware subyacente. De hecho el controlador de la tarjeta de red es denominado a veces "MAC driver", y la dirección física contenida en el hardware de la tarjeta es conocida como dirección MAC.

9. Que es la MAC en las tarjetas de redes y para que sirve.

Su principal tarea consiste en arbitrar la utilización del medio físico para facilitar que varios equipos puedan competir simultáneamente por la utilización de un mismo medio de transporte. El mecanismo CSMA/CD ("Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection") utilizado en Ethernet es un típico ejemplo de esta subcapa.

10. Breve historia del modelo OSI

Durante los años 60 y 70 se crearon muchas tecnologías de redes. Cada una basada en un diseño específico de hardware. Estos sistemas eran construidos de una sola pieza; lo que podríamos llamar una arquitectura monolítica. Esto significa que los diseñadores debían ocuparse de todos los elementos involucrados en el proceso. Podemos suponer que estos elementos forman una cadena de transmisión que tiene diversas partes: los dispositivos físicos de conexión; los protocolos software y hardware usados en la comunicación; los programas de aplicación que realizaban la comunicación, y la interfaz hombre-máquina que permiten al humano utilizar la red. Este modelo, que considera la cadena como un todo monolítico, es poco práctico, pues el más pequeño cambio puede implicar alterar todos sus elementos.

El diseño original de Internet del Departamento de Defensa americano disponía un esquema de cuatro capas. Aunque data de los 70 es más o menos el que se sigue utilizando:

• Capa Física o de Acceso de Red ("Network Access Layer"). Responsable del envío de la información sobre el sistema hardware utilizado en cada caso. Se utiliza un protocolo distinto según el tipo de red física.
• Capa de Red también llamada capa Internet ("Internet Layer"). Es la responsable de enviar los datos a través de las distintas redes físicas que pueden conectar una máquina origen con la de destino de la información. Los protocolos de transmisión, como el IP están íntimamente asociados a esta capa.
• Capa de transporte ("Host-to-Host Layer"). Controla el establecimiento y fin de la conexión; control de flujo de datos; retransmisión de datos perdidos, y otros detalles de la transmisión entre dos sistemas. Los protocolos mas importantes a este nivel son TCP y UDP (mutuamente excluyentes).
• Capa de aplicación ("Application layer"). Conformada por los protocolos que sirven directamente a los programas de usuario; Navegador, e-mail, FTP, TELNET, etc.

Respondiendo a la teoría general imperante el mundo de la computación, de diseñar el hardware por módulos y el software por capas, en 1978 la organización ISO (International Standards Organization www.iso.ch), propuso un modelo de comunicaciones para redes al que titularon "The reference model of Open Systems Interconnection", generalmente conocido como modelo OSI. Su filosofía se basa en descomponer la funcionalidad de la cadena de transmisión en diversos módulos, cuya interfaz con los adyacentes esté estandarizada. Esta filosofía de diseño presenta una doble ventaja: el cambio de un módulo no afecta necesariamente a la totalidad de la cadena. Además puede existir una cierta interoperabilidad entre diversos productos y fabricantes hardware/software, dado que los límites y las interfaces están perfectamente definidas. Esto supone por ejemplo, que dos softwares de comunicación distintos puedan utilizar el mismo medio físico de comunicación.

TALLER MODULO I: Descripción General del Cableado y de las Medidas de Seguridad (Solución)

1. Realice una breve descripción de los diferentes tipos de cables utilizados en redes de computadores: Cable de par trenzado, Cable Coaxial, Cable de Fibra Óptica.

Algunos de estos cables se pueden usar como medio de transmisión: Cable Recto, Cable Coaxial, Cable UTP, Fibra óptica, Cable STP, sin embargo para la instalación de un sistema de cableado estructurado los más recomendados son: UTP, STP y FTP

Cable Recto Es aquel que mantiene la conexión de pines a lo largo de toda su longitud. Se utilizan una de las dos normas EIA/TIA 568 A o B. Se utiliza para conectar dispositivos como: * Switch - Router * Switch - PC * Hub - PC

Cable Coaxial El cable coaxial consiste de un núcleo sólido de cobre rodeado por un aislante, una combinación de blindaje y alambre de tierra y alguna otra cubierta protectora.

Cable UTP RJ45 (del inglés: Unshielded Twisted Pair, par trenzado no apantallado) es un tipo de cableado utilizado principalmente para comunicaciones. Se encuentra normalizado de acuerdo a la norma estadounidense TIA/EIA-568-B y a la internacional ISO-11801.

Cable STP (kshielded Twisted Pai,r cable de par trenzado apantallados) el cable Token Ring tipo 1, o cable STP, éste por su parte es un cable forrado, grueso, que a su vez fue el estándar inicial de IBM, es bastante inmune al ruido ya que en sus forros posee unas mallas y blindajes metálicos.

Cable FTP (Foiled Twisted Pair cable de par trenzado con pantalla global) En este tipo de cable como en el UTP, sus pares no están apantallados, pero sí dispone de una pantalla global para mejorar su nivel de protección ante interferencias externas. Su impedancia característica típica es de 120 OHMIOS y sus propiedades de transmisión son más parecidas a las del UTP. Además puede utilizar los mismos conectores RJ45.

Fibra Óptica es un medio de transmisión empleado habitualmente en redes de datos; un hilo muy fino de material transparente, vidrio o materiales plásticos, por el que se envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir. El haz de luz queda completamente confinado y se propaga por el núcleo de la fibra con un ángulo de reflexión por encima del ángulo límite de reflexión total en aplicación de la Ley de Snell. La fuente de luz puede ser láser o un LED.

2. ¿Que se debe de tener pendiente para obtener la credencial de RCDD de BICSI ?

El Diseñador de Distribución de Comunicaciones Registrado (RCDD, Registered Communications Distribution Designer) debe tener en cuenta los métodos de diseño de redes, debe conocer de los estándares actuales y dar pruebas de su experiencia en la industria del cableado de manera que pueda expandirse fácilmente para satisfacer las necesidades del cliente en el futuro.

3. Mencione por lo menos cinco Instituciones que realizan los estándares aplicados a las redes de computadores.

Institute of Electrical and Electronics Engineers (IEEE) o Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos

European Telecommunications Standards Institute (ETSI) o Instituto Europeo de Normas de Telecomunicaciones

Communications Workers of America (CWA) o Trabajadores de Comunicaciones de América

American National Standards Institute (ANSI) o Instituto Nacional Estadounidense de Estándares

Internet Engineering Task Force (IETF) o Grupo de Trabajo en Ingeniería de Internet

4. Realice una tabla de comparación de los colores que se utilizan en la seguridad.

5. Realice un breve resumen sobre la norma ISO 11801

El estándar internacional ISO/IEC 11801 especifica sistemas de cableado para telecomunicación de multipropósito cableado estructurado que es utilizable para un amplio rango de aplicaciones (análogas y de telefonía ISDN, varios estándares de comunicación de datos, contrucción de sistemas de control, automatización de fabricación). Cubre tanto cableado de cobre balanceado como cableado de fibra óptica. El estándar fue diseñado para uso comercial que pueden consistir en uno o múltiples edificios en un campus. Fue optimizado para utilizaciones que necesitan hasta 3 km de distancia, hasta 1 km² de espacio de oficinas, con entre 50 y 50.000 personas, pero también puede ser aplicado para instalaciones fuera de este rango. Un estándar correspondiente para oficinas de entorno SOHO (small-office/home-office) es ISO/IEC 15018, que cubre también vínculos de 1,2 GHz para aplicaciones de TV por cable y TV por satélite

6. En algunos países, es necesario tener una matrícula de electricista para tender los cableados de telecomunicaciones; investigue si en Colombia es necesario.

Si lo es, según el Decreto 1873 de 1996 Art. 5-12 (Cabe anotar que no exime ni menciona sanción alguna a la persona que no tenga esta certificación y se desempeñe como tal)

7. La mayoría de los países cuentan con uno o más organismos que formulan y administran los estándares de seguridad; ¿Cúales son los encargados en Colombia?

Ministerio de Comunicaciones

Comisión de Regulación de Telecomunicaciones (CRT)

Comision Nacional de Television

8. La mayoría de las naciones tienen reglamentaciones destinadas a proteger a los trabajadores contra situaciones peligrosas. En Colombia, la organización encargada de la seguridad y la salud de los trabajadores es?

Ministerio de la Protección Social

Dirección General de Riesgos Profesionales

Concejo Colombiano de Seguridad CCS-ICONTEC

9. Muchos países poseen organizaciones de seguridad de productos que dan certificaciones a los consumidores de que los productos se pueden utilizar para los fines buscados en condiciones seguras; ¿Cúal es en Colombia?

Instituto Colombiano de Normas Técnicas (ICONTEC) • Resolución 10711 del 8 de junio de 1999

Dirección: Carrera 37 No. 52-95 - Santa Fe de Bogotá • Teléfono: 315 0377 / Fax: 222 1435

Certifica conformidad para productos industriales

10. Quien se encarga de la seguridad ambiental en Colombia ?

Ministerio de Ambiente, Vivienda y Desarrollo Territorial

En Riohacha Corporación Autónoma Regional de La Guajira (Corpoguajira)

Concejo de Empresas Americanas - CEA