cableado de las redes
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Tema
Asignatura
Introducción a las
Telecomunicaciones
UPAEP
Cableado de las Redes
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 (UTP)
Más común en la actualidad. Consiste en dos 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 (10Base-2) 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)
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.
Fibra óptica 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/TZTqykp-
o1I/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 ID Maestría
Héctor Juárez Sánchez 3347877 Tecnología Educativa
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