Cableado Estructurado: Guía para Instalación y Mantenimiento de Redes, Apuntes de Electrónica de las Telecomunicaciones

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1.1.- DATOS GENERALES

1.1.A.- DATOS DEL PROMOTOR

1.1.B.- DESCRIPCIÓN DEL EDIFICIO E INSTALACIONES.

Se trata de un edificio de nueva construcción situado en zona de expansión del casco urbano, que presenta fachada a dos calles; al este a la C/ Biólogo Konrad Lorenz, y al Norte a la C/ Bailarín Jose Espadero. El edificio cuenta con seis plantas de altura (planta baja, más cinco plantas). Las instalaciones proyectadas para Datavision, comprenden las plantas cuarta y quinta. La planta cuarta contendrá las instalaciones de los departamentos de voz y la planta quinta, las instalaciones de los departamentos de datos.

La distribución de las dependencias de Datavision se refleja en la siguiente tabla:

PLANTA 4ª: DIVISION DE VOZ PLANTA 5ª DIVISION DE DATOS

Dpto. Dirección Dpto. Comercial Dpto. Administración Dpto. Ingeniería Dpto. Comercial Dpto. Mantenimiento Dpto. Ingeniería Sala Comunicaciones Dpto. Mantenimiento Almacén Aseos Aseos Vestíbulo Vestíbulo

A efectos de instalaciones de infraestructuras comunes de telecomunicación, el edificio cuenta con cinco plantas.

En la planta baja está situada la Sala de Comunicaciones Principal del edificio. La Sala de Comunicaciones Principal da servicio de Radiodifusión Sonora y Televisión a todo el edificio, y es el punto de interconexión con los Proveedores de Servicios de Telecomunicación.

1.1.C.- OBJETO DEL PROYECTO TÉCNICO

El objeto del Proyecto Técnico de Cableado Estructurado es el diseño e implantación de las infraestructuras de red de área local (LAN) que permitan la interconexión de puestos de trabajo y periféricos entre los usuarios a los que presta servicio de comunicaciones de datos e Internet. Así como una red de voz VoIP integrada en la red de datos y servicio de fax analógico.

Esta infraestructura debe ser fácil de gestionar, flexible ante las ampliaciones y cambios que puedan surgir, preparada para las aplicaciones de comunicaciones presentes y futuras, e instalada según estándares y normativas que permitan asegurar la calidad y compatibilidad de las comunicaciones. En consecuencia, se plantea la necesidad de establecer una serie de directrices y normativas con el objeto de homogeneizar las infraestructuras de telecomunicaciones de todos los departamentos de Datavisión, desde el punto de vista del suministro, instalación y conservación de los cableados y de las canalizaciones destinadas a las comunicaciones.

La finalidad de implementar la Red de Datos es conseguir:

1. La integración del medio de transmisión para los servicios informáticos y telemáticos instalados, así como otros servicios futuros.
2. Independencia del cableado respecto de la tecnología, naturaleza y topologías a emplear.
3. Gran capacidad de conectividad.
4. Flexibilidad ante modificaciones.
5. Facilidad en la gestión.

1.2.A.1.- Descripción de los elementos funcionales

Los elementos funcionales de una infraestructura genérica de cableado estructurado son los siguientes:

• Distribuidor de Campus (DC): es el elemento en el que se concentran las redes de todos los edificios del Campus, así como las conexiones de la Red Corporativa de Comunicaciones y las conexiones con las redes de los operadores públicos de telecomunicaciones.
• Cableado troncal de Campus: es el conjunto de cables que se utiliza para realizar las conexiones entre el Distribuidor de Campus y los Distribuidores de Edificios
• Distribuidor de Edificio (DE): es el elemento que sirve para interconectar las comunicaciones del edificio con la red troncal del Campus.
• Cableado Vertical o troncal de Edificio: es el conjunto de cables que se utiliza para realizar la interconexión entre el Distribuidor de Edificio y los Distribuidores de Planta existentes en el edificio.
• Distribuidor de Planta (DP): es el elemento que sirve para interconectar los usuarios con los equipos de acceso de la red de comunicaciones y con el backbone vertical del edificio.
• Cableado Horizontal: es el conjunto de cables que se utiliza para interconectar el Distribuidor de Planta con las Tomas de Usuario, para proporcionarles el acceso a los servicios de telecomunicaciones.

• Punto de Consolidación (CP): se utiliza para adaptar distintos tipos de cable horizontal.
• Toma de Usuario (TU): es el dispositivo fijo de conexión que sirve para conectar el equipo de usuario a la red de comunicaciones de voz y datos.

Los distribuidores de campus, de edificio y de planta están constituidos por un conjunto de armarios repartidores con paneles de distribución, tanto para cable de cobre como para fibra óptica. En la siguiente figura se muestra de forma esquemática los subsistemas y elementos funcionales de la infraestructura de cableado estructurado.

1.2.A.2.- Tecnología en el medio de transmisión

1.2.A.2.a.- Cable par trenzado

El cable par trenzado se configura por pares de de hilos trenzados. Este trenzado mantiene estable las propiedades eléctricas a lo largo de toda la longitud del cable y reduce las interferencias creadas por los hilos adyacentes. Existen tres tipos de cable par trenzado:

Sin embargo, el cableado vertical que se utilizará, por la corta distancia que existe entre las dos plantas del edificio a conectar, será el cable par trenzado UTP Categoría 6 que soporte el estándar lOOOBase- TX (Gigabit Ethernet)

1.3.- INFRAESTRUCTURA DE LA INSTALACION PROYECTADA

1.3.A.- CRITERIOS DE DISEÑO DE LA RED DE DATAVISION

La red a diseñar: x Debe dar respuesta a los servicios demandados por la empresa Datavisión, que tienen una creciente necesidad de caudal de comunicaciones. x Es una red de acceso, conmutación y transporte IP lo que facilita el proceso de convergencia progresiva de servicios utilizando la misma infraestructura de conmutación y transporte de red IP para servicios de datos, voz e internet. x Debe utilizar la tecnología más moderna de telecomunicaciones 'todo IP'. x Debe proporcionar solución a las carencias de los servicios de conexión a Internet de banda ancha producidas debido a que la capilarización de las redes de los operadores existentes en la actualidad no ha seguido el ritmo de requerimientos de conexión que los usuarios demandan.

El diseño de la red se ha realizado en función de:

1. Los servicios de telecomunicaciones a prestar a través de la red.
2. Las necesidades de interconexión con otras redes que son proveedoras de servicios de conexión a Internet.

1.3.B.- DESCRIPCION JERARQUICA DE LA RED DE DATOS

Datavisión tiene proyectada una red de interconexión que está conectada a un Switch Principal (SP) para la capa de núcleo, del que se distribuye la señal por la red vertical, a los switch secundarios (SD) de la capa de distribución, uno por planta, y desde ahí, dando servicio a las subredes horizontales.

La Red Horizontal de cada planta distribuye las señales desde los repatidores secundarios hasta las Tomas Terminales (TT) de los usuarios, pasando por los repartidores de departamento. Por tanto, adaptando el sistema de infraestructura de cableado estructurado y el diseño jerarquizado de la red, a las instalaciones de Datavision, tenemos el siguiente esquema:

1.3.B.1.- DESCRIPCIÓN DE LAS SUBREDES

1.3.B.1.1.- Red de Interconexión. El Subsistema de Interconexión con Proveedores de Servicio soporta las instalaciones (acometida, cableado, equipamiento,…) de los operadores de telecomunicación. Es el encargado de conducir hasta el armario principal de comunicaciones o Repartidor de Interconexión el cableado de cada uno de estos proveedores, desde el punto de

1.3.B.1.2.- Sala de Comunicaciones Principal

La Sala de Comunicaciones Principal (SCP) será un habitáculo dedicado exclusivamente a equipamiento de telecomunicaciones. En esta sala se instalarán los elementos necesarios para la implementación del sistema de cableado estructurado, así como la electrónica de red necesaria. Será el centro de control de la red de todo la sede y alberga el repartidor de mayor orden jerárquico de la red, en este caso el Repartidor de Edificio, que coincide con el Repartidor de planta.

Localización y dimensionado

Su localización es en la planta quinta del edificio. Las dimensiones mínimas para la Sala de Comunicaciones Principal son 2 x 2 x 2,30 m (ancho x fondo x alto). La sala será rectangular. Las paredes y el suelo deben contar con capacidad portante suficiente para soportar el peso de los armarios de comunicaciones, centralita o equipamiento informático que se coloque en la sala.

Equipamiento

Se recomienda dotar a la SCP de las siguientes infraestructuras: x Bandeja de tipo Rejiband, situada a 2 metros de altura, rodeando el perímetro del habitáculo. x Puerta de acceso metálica, con cerradura y apertura hacia el exterior. x Rampa de acceso para equipos, forrada en goma tipo pirelli o similar, de 20º de inclinación como máximo. x Sistema de climatización independiente. Las unidades de impulsión y retorno de aire estarán dotadas de compuertas cortafuegos. Las cabinas de ventilación estarán dotadas de filtros para no introducir impurezas en las salas. El sistema de climatización mantendrá la temperatura de la sala comprendida entre +5º y +30ºC y la humedad relativa del aire por debajo del 85%.

x Se instalará un alumbrado general tal que exista un nivel medio de iluminación de 300 lux. Se recomienda la utilización de lámparas fluorescentes con reactancias de alto factor (330 lux a 1 m del suelo). El alumbrado contará con un interruptor al lado de la puerta y se tendrá un equipo autónomo de iluminación de emergencia. En el caso de que existan ventanas, se las dotará de persianas o mecanismos similares para evitar la incidencia directa de la luz solar en el interior. x La sala incluirá los elementos necesarios para cumplir la normativa vigente de seguridad contra incendios. Se recomienda contar con un sistema de extinción de incendio por gas inerte, así como un extintor portátil fijado a la pared. Además deberá contar con un sistema de detección automática de incendios (detector de humos y detector termovelocimétrico) y pulsadores de alarma, unidos a la central de alarmas del edificio.

1.3.B.1.3.- Red Troncal

La Red Troncal, Backbone o Red Vertical, se extiende desde el cuarto de comunicaciones hasta el repartidor de planta. Éste conecta el Switch Principal del Rack Central del Cuarto de Comunicaciones con los Switch Secundarios de la capa de distribución, situados en las distintas plantas de las instalaciones de Datavisión (en la planta 5ª, el Repartidor de planta y su Switch secundario estarán contenidos en el propio cuarto de comunicaciones, Rack “C”, debido a su proximidad.

El cableado vertical se realizará de una sola tirada entre la toma del rack del cuarto de comunicaciones y el panel de conectores del armario repartidor de planta, estando terminantemente prohibidos los puntos de transición, empalmes o inserción de dispositivos.

El subsistema troncal del edificio se ha diseñado mediante bandeja metálica, en los tramos cuya instalación discurre por el techo, y mediante canalización con tubo rígido, en los tramos cuya instalación discurre en las verticales, empotradas en pared.

Considerando estos datos se tiene la siguiente expresión: C = (P * Ȉn * a * 9,8) / 100, siendo C: Carga de la bandeja en N/m P: Peso del cable en Kg/m a: reserva de espacio para futuras ampliaciones (40%) Ȉn: suma de las secciones de los cables a instalar en la bandeja El resultado es que la carga para el caso peor, tramo donde la bandeja contiene 51 cables, es de 26,34 N/m. Según el fabricante para un vano entre apoyos de 1,5 metros de longitud, se tiene una carga máxima de 700 N/m, por tanto se puede dar esta configuración.

Se tendrán apoyos cada 1,5 metros en tramos rectilíneos y apoyos en cambios de dirección. La unión de los tramos de bandejas debe estar situada a una distancia del apoyo de entre 1/4 y 1/5, siendo L la distancia entre apoyos. En los vanos extremos, la distancia al apoyo debe ser como máximo 0,4 L sin ningún tipo de unión. Los soportes utilizados serán con varilla roscada instalada en el centro de la bandeja, para facilitar el tendido del cableado, y sujeta al techo mediante anclaje adecuado. Se muestran en la figura siguiente.

Se considera una instalación en interior, en atmósfera seca sin contaminantes agresivos, luego se utilizará una bandeja de acero con recubrimiento industrial electrocincado bicromatado, que cumple con la UNE EN12329, con una capa de espesor 8/12 micras, proceso exento de cianuro y cromo hexavalente, respetuoso con el medioambiente. Un sistema de bandejas portacables, está formado por los necesarios tramos rectos y sus accesorios (curvas, cruces, Ts), unidos entre sí mediante las adecuadas piezas de unión. La continuidad eléctrica del propio sistema (caso de bandejas metálicas), necesaria para conseguir una adecuada puesta a tierra del mismo y garantizar la seguridad de las personas, puede variar por las causas más diversas (oxidación, aflojamiento de las tuercas, recubrimientos aislantes,...). Para evitarlo, se tiene que realizar la instalación de un circuito independiente de “puesta a tierra” mediante la conexión de todos y cada uno de los elementos del sistema (bandejas y accesorios), a un conductor de la sección adecuada, no inferior, en ningún caso, a 16 mm^2.

Puesta a tierra de bandeja, con cable de 16 mm

Canalización vertical. Diseño y dimensionado El tramo de canalización vertical, es decir, la parte de cableado que discurre de una planta a otra, se realiza por un espacio dedicado exclusivamente a servicios de telecomunicación. Para estos tramos habrá que realizar calos de planta en los lugares que se indican en los planos de planta. Los calos tendrán el diámetro suficiente para que por ellos pueda discurrir esta canalización.

b) La terminación mecánica de los cables de horizontal incluyendo las conexiones tanto en la toma de telecomunicaciones como en el repartidor de planta, junto con los latiguillos de parcheo y/o puentes en dicho repartidor. c) Las tomas de telecomunicaciones. Los latiguillos de equipo no se consideran parte del mismo. El cableado horizontal se realizará de una sola tirada entre el panel de conectores del armario repartidor de planta y la toma de telecomunicaciones, pasando a través del armario repartidor de los diferentes departamentos, estando terminantemente prohibidos puntos de transición intermedios, empalmes o inserción de dispositivos.

Sistema de Canalización:

El subsistema horizontal del edificio se ha diseñado mediante canaletas de PVC rígido M1 de tamaño (ancho x alto) 40x90 mm. La instalación de canales, molduras y canales zócalo, se realizará con elementos de acabado de forma que se garantice un grado de protección contra la penetración de cuerpos sólidos IP4X (UNE 20324:1993; EN 60529:1991) en montaje sobre pared.

Presentarán las siguientes características funcionales: x El sistema de canales será compatible con los diferentes fabricantes de mecanismos eléctricos y de telecomunicaciones del mercado (universales, modulares, de superficie y DIN). x Las canales y canales zócalo serán suministradas con film protector en tapa y laterales de la base. x El sistema será aislante y no precisará de puesta a tierra. x El sistema de zócalo permitirá realizar el tendido simultáneo de todo el cableado necesario. x Las canales de zócalo serán suministradas con sujeciones de cables. x El montaje de los canales zócalo garantizará una distancia superior a 15 mm. entre el suelo y los conductores eléctricos.

Tomas de Telecomunicaciones

Las tomas de telecomunicaciones estarán implementadas mediante conectores hembra RJ45 con 8 contactos, y en el caso de utilizar cable apantallado, lo estarán mediante conectores RJ49. En estos últimos, la malla del cable se conectará a la carcasa metálica del conector. El conexionado de los cables tanto en las rosetas de usuario como en los paneles de parcheo seguirá el esquema de la norma TIA/EIA 568B, que se detalla en la siguiente figura:

En el Pliego de Condiciones se reflejan las condiciones del suministro e instalación de los componentes de la red horizontal.

1.3.C.1.- VoIP Una definición general de Voz sobre IP (también conocida como telefonía IP) es la posibilidad de transportar conversaciones telefónicas en paquetes IP. Cuando hablamos de "VoIP", nos referimos a "la telefonía en Internet" en el sentido más amplio de la expresión. El término VoIP no se refiere a ninguno de los mecanismos concretos que existen para llevar las señales de voz de un sitio a otro en la red. Existen docenas de tecnologías que permiten hablar por la red.

1.3.C.2.- Estándares Abiertos y Código Libre

No podemos hablar de la libertad de construir una propia red telefónica sin la existencia de los estándares abiertos y el código libre. Los estándares abiertos permiten que cualquiera pueda implementar un sistema con garantías de interoperabilidad. Gracias a esa interoperabilidad de nuestro diseño no sólo podemos crear nuestra red telefónica sino que, además, podemos conectarla a la red telefónica global. Con el código libre podemos aprender de experiencias parecidas, integrar sus soluciones y compartir nuestros propios resultados con los demás. Los servicios gratuitos pueden solucionar una necesidad a corto plazo pero nunca garantizar la independencia o el control del propio proceso de aprendizaje y desarrollo. No se trata de una cuestión puramente técnica. El problema no es decidir cuál es la mejor de las tecnologías sino cuál es la que permite que las comunidades sean dueñas de su propio desarrollo y que puedan adaptarla a sus propias necesidades. En telefonía, los estándares garantizan que todas las centrales de telefonía sean capaces de operar entre sí. Sin ese conjunto de reglas comunes un sistema de telefonía de una región sería incapaz de intercambiar llamadas con otro que esté, tan sólo, unos kilómetros más allá. Lo que realmente ha permitido esta nueva "revolución" ha sido la posibilidad de emular la funcionalidad de los sistemas de telefonía tradicionales con un programa funcionando en un ordenador personal. Todos los elementos necesarios los tenemos al alcance:

x Acceso a los programas y a los equipos que permiten el intercambio de conversaciones telefónicas.

x Existencia de una red abierta y pública para intercambiar las llamadas (a través de la propia red de Internet). x Posibilidad de modificar cada uno de los elementos para adaptarlos a las propias necesidades.

1.3.C.3.- Asterisk

Asterisk es una implementación libre de una centralita telefónica. El programa permite tanto que los teléfonos conectados a la centralita puedan hacer llamadas entre ellos, como servir de pasarela a la red telefónica tradicional. El código del programa fue originalmente creado por Mark Spencer (Digium) basado en las ideas y el trabajo previo de Jim Dixon (proyecto de telefonía Zapata). El programa, sus mejoras y correcciones, es el resultado del trabajo colectivo de la comunidad del software (programas) libre. Aunque Asterisk puede funcionar en muchos sistemas operativos, GNU/Linux es la plataforma más estable y en la que existe un mayor soporte. Para usar Asterisk sólo se necesita un ordenador personal (PC), pero si necesitamos conectarlo a la red telefónica tradicional se debe añadir el correspondiente periférico dedicado.