Estándares y Organización del Cableado

Estándares

Estándares a Nivel Físico

La IEEE ha propuesto varias normas relativas a redes de área local, conocidas como IEEE 802. A partir de estas normas se definen distintos estándares que difieren en la capa física y en la subcapa de acceso al medio (subcapa inferior del nivel de enlace) proponiendo varios tipos de acceso al medio.

• IEEE 802.4: Acceso por paso de testigo en bus.
• IEEE 802.5: Acceso por paso de testigo en anillo. Token Ring es otro método para conectar redes locales.
• IEEE 802.11: Redes inalámbricas. Transmite datos a través de ondas de radio o infrarrojos a una velocidad máxima de 1,5 Mbps.
• IEEE 802.11 b: Capaz de transmitir información a una velocidad de 11 Mbps. Cumplen con la norma de forma retrospectiva, ya que también son compatibles con 802.11.
• IEEE 802.11 a: Capaz de transmitir información a una velocidad de 54 Mbps. No permite la interoperabilidad de los dispositivos 802.11b.
• IEEE 802.11 g: Proporciona el mismo ancho de banda que el 802.11a pero además es compatible con 802.11b.

IEEE 802.3 es un estándar que define una familia completa de configuraciones, abarcando diferentes velocidades, topologías y cableado.

IEEE 802.3 y Ethernet

• Protocolo basado en acceso por contienda utilizando el mecanismo CSMA/CD como control de acceso al medio (MAC). La especificación del protocolo se encuentra en una tarjeta de red en la que ya van incluidos los circuitos que realizan las funciones de detección de portadora en el medio y todos los mecanismos de funcionamiento de CSMA/CD.
• Veamos distintas especificaciones del medio físico en las normas IEEE 802.3 y Ethernet. Comparación con 100BaseT, 1000Base-LX y 10GbE.

Fast Ethernet

Desde la aparición del estándar IEEE 802.3, se ha ido demandando una red que permitiese una mayor velocidad de transmisión.

Existen tres medios físicos definidos para Fast Ethernet:

• 100BaseTX, sobre dos hilos de par trenzado STP o UTP de categoría 5.
• 100BaseT4, sobre cuatro hilos de par trenzado STP o UTP de categoría 3, 4 o 5.
• 100BaseFX, sobre fibra multimodo.

Gigabit Ethernet

Multiplica por 10 la velocidad de Fast Ethernet, hasta una velocidad de 1Gbps (1.000 Mbps). Para conseguir esta velocidad de transmisión se modifican las características del nivel físico del estándar IEEE 802.3.

Los distintos medios de transmisión que considera son:

• Onda larga (LW, Long Wave) con un láser por fibra monomodo o fibra multimodo llamado también 1000Base-LX.
• Onda corta (SWX, Short Wave)
  1. con un láser sobre fibra multimodo llamado también 1000Base-SX
  2. o por cable trenzado de cobre de 150 ohmios, llamado 100Base-CX.

10 Gigabit Ethernet (10GbE)

Velocidades de hasta 10 GBps (10.000 Mbps). Su uso va dirigido tanto a redes locales como áreas metropolitanas y como extensión hacia las de área extensa. Los estándares ópticos definidos son:

• 10 GBase-SR (28m sobre FDDI multimodo).
• 10 GBase-LX4 (300m sobre FDDI multimodo).
• 10 GBase-LR (10Km sobre fibra monomodo).
• 10 GBase-ER (40Km sobre fibra monomodo).

Estándares de Cableado Estructurado

Existen tres estándares internacionales de cableado estructurado, que en la práctica tienen diferencias muy poco significativas:

• ISO/IEC 11801: Estándar a nivel internacional. Mucho más amplia que la ANSI/EIA/TIA-568 ya que determina también la distribución del cableado en edificios, además de las normas de cableado y conexiones que también incluye el estándar americano.
• EN-50173: Norma europea basada en la anterior. Define la terminología y los sistemas de cableado estructurado en general.
• ANSI/EIA/TIA-568: Norma utilizada en Estados Unidos. Desarrollada por la Asociación de Industrias de Electrónica y la Asociación de Industrias de Telecomunicaciones.

Especificaciones de conexiones: El estándar ANSI/EIA/TIA-568 está dividido en varios boletines técnicos que establecen los elementos de transmisión, entre ellos las especificaciones de conexiones. Estos son:

1. TSB36: Especifica la utilización de cableado de par trenzado.
   1. TSB40: Establece el uso de conector RJ-45 y los métodos para realizar los empalmes. Hay varias formas de ensamblar el cableado de par trenzado con el conector RJ-45 (tanto machos como hembras), las que más se utilizan son:
      • ANSI/EIA/TIA-568A (T568A)
      • ANSI/EIA/TIA-568B (T568B)
   2. TSB53: Especifica la utilización de cableado de par trenzado apantallado.

Según el estándar ANSI/EIA/TIA-568, los conectores utilizados para los cables de fibra óptica son los 568SC simple/dúplex.

• ANSI/EIA/TIA-569: Establece las características de instalación del cableado en edificios, teniendo en cuenta los espacios disponibles y las recomendaciones que se puedan realizar.
• ANSI/EIA/TIA-606: Establece un método de administración uniforme para el sistema de cableado.
• ANSI/EIA/TIA-607: Especifica las normas a seguir para la instalación de tomas de tierra en edificios comerciales.

Estándares de Cables UTP/FTP

Los estándares de cableado estructurado ANSI/EIA/TIA-568 e ISO/IEC 11808:2002 aceptan diferentes tipos de cableado: UTP/FTP para las instalaciones de cobre y cable multimodo y monomodo para las instalaciones de fibra óptica. En el caso del cable trenzado de cobre, las diferentes calidades existentes, es decir, la categoría (según ANSI/EIA/TIA-568) o clase (según ISO/IEC 11808:2002), determinarán la velocidad de transmisión y la distancia máxima entre las conexiones.

Dependiendo del número de pares que tenga un cable, el número de vueltas por metro que posee su trenzado y los materiales utilizados, los estándares de cableado estructurado clasifican a los tipos de pares trenzado por categorías.

• Cat 3: actualmente definido en TIA/EIA-568-B. Fue usado para redes ethernet (10 Mbit/s). Diseñado para transmisión a frecuencias de hasta 16 MHz.
• Cat 4: actualmente no reconocido por TIA/EIA. Frecuentemente usado en redes token ring (16 Mbit/s). Diseñado para transmisión a frecuencias de hasta 20 MHz.
• Cat 5: actualmente no reconocido por TIA/EIA. Frecuentemente usado en redes ethernet, fast ethernet (100 Mbit/s) y gigabit ethernet (1000 Mbit/s). Diseñado para transmisión a frecuencias de hasta 100 MHz.
• Cat 5e: actualmente definido en TIA/EIA-568-B. Frecuentemente usado en redes fast ethernet (100 Mbit/s) y gigabit ethernet (1000 Mbit/s). Diseñado para transmisión a frecuencias de hasta 100 MHz.
• Cat 6: actualmente definido en TIA/EIA-568-B. Usado en redes gigabit ethernet (1000 Mbit/s). Diseñado para transmisión a frecuencias de hasta 250 MHz.
• Cat 6a: actualmente definido en TIA/EIA-568-B. Usado en un futuro en redes 10 gigabit ethernet (10000 Mbit/s). Diseñado para transmisión a frecuencias de hasta 500 MHz.
• Cat 7: actualmente no reconocido por TIA/EIA. Usado en un futuro en redes 10 gigabit ethernet (10000 Mbit/s). Diseñado para transmisión a frecuencias de hasta 600 MHz.

Por Clases: A, B, C y D

Cada clase especifica las distancias permitidas, ancho de banda y el tipo de aplicaciones para la que es útil en función de estas características.

• Clase A: 2 Km para la categoría 3 y 3 Km para las categorías 4 y 5.
• Clase B: 500 m para la categoría 3, 600 m para las categoría 4 y 700 m para la categoría 5.
• Clase C: 100 m para la categoría 3, 150 m para las categoría 4 y 160 m para la categoría 5.
• Clase D: Sólo para la categoría 5 100 m.

El principal medio que se estudiará es el cable de par trenzado no blindado de Categoría 5 (UTP CAT 5) que incluye la familia de cables Cat 5e.

Puesto que las necesidades de transmisión han ido en aumento, ha sido necesaria una mejora en la calidad del cableado UTP. Las capacidades de transmisión se exponen en la siguiente tabla:

Especificaciones de Conexiones

Las más utilizadas son la T568A y la T568B. Para distinguir fácilmente estas conexiones en una instalación, el estándar ANSI/EIA/TIA-606-A indica que no bastan las marcas indicativas del fabricante, sino que hay que utilizar una serie de normas de etiquetado.

Tipos de Conexión con Cables UTP

La señal transmitida necesita ser correctamente recibida por la conexión del circuito que está diseñada para recibir las señales. El pin de transmisión de la fuente debe conectarse en fin al pin receptor del destino.

A continuación se presentan los tres tipos de conexiones de cable de cobre utilizadas entre dispositivos.

• Directo
• De conexión cruzada
• Transpuesto

Cable Directo o Paralelo

Se utiliza para conectar equipos a un hub o switch. Sigue la norma EIA/TIA 568B con conector RJ45 para fijar el estándar de cableado.

En Ethernet 10/100 Base T solo se usan dos pares trenzados:

El par   à        Blanco/Naranja y Naranja conectados a los pines 1 y 2.

Sirven para emisión de datos.

El par à          Blanco/Verde y Verde conectados a los pines 3 y 6.

Sirven para recepción de datos.

El cable que se conecta desde el puerto del switch al puerto de la NIC del computador recibe el nombre de cable directo.

La distribución por pares es:

• Par 2: Emisión de datos y son los pines 1 y 2 del RJ-45: BlancoNaranja y Naranja
• Par 3: Recepción de datos y son los pines 3 y 6 del RJ-45: BlancoVerde y Verde
• Par 1: Para emisión/recepción de voz y son los pines 4 y 5 del RJ-45: Azul y BlancoAzul
• Par 4: Para recepción/emisión de voz y son los pines 7 y 8 del RJ-45: BlancoMarrón y Marrón.

Cable Cruzado o Crossover

La conexión cruzada en general se utiliza para conectar un ordenador con otro que se utiliza como servidor sin tener que usar un concentrador, también se utiliza para conectar dos estaciones de trabajo aisladas, para conectar concentradores entre sí o para conectar un puerto de un switch al puerto de otro switch.

Para la fabricación de este tipo de cable se sigue la norma 586B en uno de los extremos (la que hemos visto para el cable directo) y en el otro extremo la 586A.

Cable Rollover

Conecta una estación de trabajo con el puerto de consola en un router o switch y que se utiliza para su configuración. El cable que conecta el adaptador de RJ-45 del puerto COM del computador al puerto de la consola del router o switch recibe el nombre de cable rollover.

Seguiremos la Norma EIA/TIA 568B RJ45.

Ejemplo:

Directos:

Cruzados:

De consola:

Etiquetado de los Cables

La norma EIA/TIA-606 determina que cada terminación de hardware debe de tener una etiqueta que la identifique de forma única, por ejemplo cada extremo del cable debería tener una etiqueta con un nombre neutro que resulte fijo independientemente de la función (no se debe usar por ejemplo “PC del director”). Se recomienda incluir un identificador de sala y un identificador del conector, por ejemplo I5RS01–I5RS04 Cable tendido desde la Sala 5 Roseta 1 a la sala 5 roseta 4…