Cablatge estructurat

El cablatge estructurat és un mètode de disseny per estendre el cablatge d’una xarxa d’àrea local, pensat per facilitar la instal·lació i el manteniment i concebut per permetre una ampliació, que a més cobreix les necessitats bàsiques d’interconnexió dels usuaris.

El cablatge estructurat és un mètode sistemàtic de cablatge que cobreix totes les necessitats de comunicació dels usuaris, concebut per distribuir la totalitat de les comunicacions de l’empresa, ja siguin comunicacions de veu, d’imatge o de dades.

El cablatge estructurat és independent dels protocols i de les aplicacions que l’utilitzen. És un sistema obert aplicable a les necessitats de comunicació actuals o futures. Té les característiques destacables següents:

• És modular, és a dir, el disseny de les seves parts és independent de la tecnologia emprada i dels sistemes que es connecten a la xarxa, independent de la topologia lògica de la xarxa, ja que encara que la topologia física del cablatge estructurat és en estrella, és possible configurar altres topologies lògiques, ja sigui en bus, en anell, jerarquitzada o en malla, per la qual cosa només cal reconfigurar les connexions centralitzades.

• És ampliable. Les connexions de nous sistemes terminals es fan des d’un punt centralitzat cap al nou sistema, no cal modificar ni el cablatge ni les connexions dels altres sistemes.

• És flexible, s’hi poden incorporar nous serveis, sense que interfereixin amb els antics.

• És barat, en comparació d’altres sistemes. Una vegada feta una instal·lació, qualsevol ampliació no representa un cost addicional elevat i les actualitzacions no augmenten aquest cost. Per aconseguir això, un disseny de cablatge estructurat ha de preveure:

• Una quantitat superior de punts de treball, per a ampliacions futures o canvis d’ubicació inicial dels punts de treball.

• La possibilitat que qualsevol punt de treball es pugui canviar d’ubicació sense que això n’afecti la connectivitat, és a dir, que sigui independent del punt de connexió.

• El disseny inicial ha de poder suportar qualsevol tecnologia.

Altres avantatges del cablatge estructurat:

• Facilitat de canviar-ne l’estructura inicial.

• Facilitat de manteniment, tant de les petites modificacions com de la implementació de nous sistemes i tecnologies.

• Facilitat de manteniment en la cerca d’avaries i la solució, ja que la majoria de vegades es poden localitzar des d’un dels punts de centralització.

Cablatge estructurat

Subsistemes del cablatge estructurat

El model de cablatge estructurat es divideix en subsistemes, cadascun dels quals té una funció específica. El subsistema de cablatge vertical està format per tots els elements necessaris per enllaçar els distribuïdors de planta d’un edifici i el subsistema de cablatge horitzontal està format per tots els elements que permeten la connexió dels llocs de treball al distribuïdor de planta. Aquest subsistema pot existir o no, depenent de la naturalesa i les dimensions del sistema de cablatge que es vulgui instal·lar.

• Connexió de servei de comunicacions (EF, entrance facility). Punt per on la xarxa local es connecta amb altres xarxes de comunicacions externes. Normalment és l’entrada de línies de comunicació de dades, imatge o telefonia públiques i les línies troncals d’interconnexió amb xarxes d'edificis veïns.

• Sala d’equipaments (ER, equipment room o MDF, Main Distribution Frame). És el punt on hi ha els sistemes que ofereixen serveis de comunicació, centraletes, servidors de connexió, servidors centrals, encaminadors de subxarxa, és a dir, tots els equips relacionats directament amb les comunicacions.

• Armaris, racks, o sales de telecomunicacions (TR, telecomunications room o IDF, Intermediate Distribution Frames). Són els armaris (o sales) on hi ha la distribució centralitzada d’una determinada àrea. Aquests armaris acostumen a contenir les terminacions dels cables que van als sistemes terminals o bé a altres armaris de distribució secundaris o a punts de consolidació. Aquests armaris també poden contenir equips de comunicació, habitualment concentradors o commutadors. A més, els armaris han d’estar ubicats molt a prop de l’àrea a la qual serveixen. Quan la xarxa es distribueix en diverses plantes d’un edifici o en diverses sales força poblades de terminals, es recomana un armari principal per planta, un armari per cada sala, o cada 1000m**2**.

• Cablatge troncal (backbone). És el cablatge que proporciona comunicació entre les diferents sales o armaris de telecomunicacions, la sala d’equipaments o la connexió de servei de comunicacions i entre edificis veïns. Està compost per les canalitzacions, els armaris de connexions intermèdies (punts de consolidació) i principals, els panells d’interconnexió i els medis instal·lats, cables, fibra òptica. – Enllacen sales de connexió de servei de diferents edificis. – Enllacen la sala de connexió de servei amb la sala d’equipaments. – Enllacen la sala d’equipaments amb els armaris o sales de telecomunicacions, i aquestes entre si.

• Cablatge de distribució. El cablatge de distribució és el que proporciona comunicació des dels armaris o sales de telecomunicacions amb els diferents sistemes terminals de les àrees de treball. Està compost per les canalitzacions per les quals passen el medis de xarxa, els medis de xarxa instal·lats; en l’extrem del sistema terminal, per la connexió de xarxa fixa (roseta), i en l’extrem de l’armari de telecomunicacions, pel panell de connexions (patch panel), i també, si n’hi ha, per un punt de consolidació (connexió intermèdia). Cada una d’aquestes connexions s’anomena enllaç permanent, ja que acostuma a estar fixada a la paret. El cable que va del rack a la roseta ha de tenir com a màxim 90m ja que s'ha de deixar un marge pels cables dels equips a la roseta i del patch panel al commutador.

• Àrees de treball. S’entén per connexions de les àrees de treball el conjunt de connexions que van des del terminal fix (roseta de paret) al sistema terminal. Ha d’estar dissenyat de tal manera que la connexió sigui senzilla i flexible, de forma que els canvis es puguin fer còmodament. Normalment està compost per un cable d’interconnexió.

Enllaços permanents

També formen part del cablatge estructurat els cables d’interconnexió entre dispositius i entre dispositius i panells de connexions. En el cablatge estructurat poden coexistir diferents medis de xarxa, com per exemple:

• És habitual que el cablatge de distribució (enllaços permanents), per a les xarxes més comunes, estigui format per cables de parell trenat amb connexions RJ-45. Per als troncals és freqüent l’ús de la fibra òptica; però per a instal·lacions més aviat petites amb pocs sistemes o antigues o poc exigents en amplada de banda, els troncals poden ser també de cable de parell trenat o si són molt antigues, cable coaxial.

• Per a troncals entre edificis, és comú l’ús de cable coaxial gruixut o de fibra òptica.

• Per a les canalitzacions tant dels troncals com de la distribució, habitualment s’utilitzen sistemes de safates portacables o canals decoratives de distribució, on pot passar el cablatge, tant de xarxa com d’imatge i telefonia, i coexistir, amb la separació adequada, amb el cablatge de l’alimentació elèctrica, i es poden ubicar en aquestes canals els mecanismes com les rosetes de connexió de xarxa o els endolls de corrent, la qual cosa facilita la instal·lació del cablatge i l’ampliació.

Projecte de cablatge i verificació

La millor manera d’exemplificar un procés d’instal·lació és mitjançant un cas pràctic i senzill en què es pot veure tot el procés de cablatge, des de la interpretació dels esquemes i plànols fins a les proves del cablatge acabat i l’abocament de les dades a un ordinador per tal de poder-ne extreure la documentació i que el tècnic responsable pugui estendre el certificat de qualitat.

Quan ja es disposa del projecte que ha elaborat un tècnic, cal posar-lo en pràctica tenint en compte els esquemes, els plànols i la memòria tècnica. Dels esquemes, plànols i memòria, s’extrauran les dades necessàries per determinar quins materials són necessaris per fer la instal·lació, i també es podran preveure quines seran les actuacions que s’han de fer, la col·locació de canalitzacions i armaris, l’estesa de cables, les connexions, les verificacions, des de la configuració i calibratge de l’aparell certificador fins a les proves i l’abocament de dades.

Interpretació dels plànols i els esquemes

L’esquema de la instal·lació mostra que la xarxa es compon de cinc estacions de treball que reben els serveis d’accés a Internet per mitjà d’un encaminador ADSL, una impressora de làser en xarxa i un servidor, que pot ser d’aplicacions, fitxers o altres serveis.

Esquema de xarxa

Es pot observar que la comunicació es fa amb una xarxa de topologia en estrella connectant els dispositius a un commutador, i que aquesta xarxa es connecta amb una altra xarxa. També es disposa d’un plànol de distribució de tots els dispositius, en el qual es pot observar que hi ha la ubicació de l’armari de connexions.

Plànol de distribució

Per acabar d’aclarir la tasca que cal fer, en la memòria del projecte hi ha la descripció dels materials i la col·locació. A continuació podeu veure un extracte de la memòria tècnica.

En un recinte de 6,80 × 4,60 m s’ha de fer la instal·lació d’una xarxa que tindrà un armari de connexions de tipus Rack 19” de 45 cm de fondària i 60 cm d’alçada fixat a la paret a una alçada d’1,50 m i que contindrà el tauler de connexions de 24 preses RJ-45, un commutador de 16 ports Ethernet RJ-45 10/100/1000 Mbps i l’encaminador ADSL. Al tauler de connexions d’aquest armari han d’arribar els cables UTP de categoria 6 que vénen de cada una de les preses de connexió dels dispositius de xarxa (9), el cable telefònic d’accés a ADSL i el cable UTP de categoria 6 que vénen de l’armari principal de distribució. Dins d’aquest armari s’han de col·locar les preses de corrent elèctric necessàries per alimentar el commutador i l’encaminador.

La instal·lació es farà amb canal decorativa blanca de 8 cm × 15 cm fixada a la paret paral·lelament al terra i a una alçada entre 100 cm i 130 cm que, des de l’armari de connexions, recorrerà les parets dreta, fons i esquerra vistes des de la porta fent una U oberta per la paret on hi ha la porta. Les preses de connexió RJ-45 de qualitat mínima de categoria 6 estaran muntades en caixes de superfície fixades a la paret i adossades a la canalització i distribuïdes segons el que marca el plànol. El cablatge ha de ser senyalitzat i marcat adequadament tant a les preses de connexió com a l’extrem que ha d’anar inserit al tauler de connexions.

Selecció del material per el muntatge

A partir de la memòria i el plànol, s’ha d’extreure la llista del material necessari per fer el muntatge. Per poder determinar les longituds de les canalitzacions i aproximadament la quantitat de cable necessari, cal conèixer les mides del recinte, dades que es poden consultar al plànol o a la memòria.

Taula 2.1. Llista del material necessari per al muntatge

Col·locació dels taulers i les preses de connexió

Es procedeix, en primer lloc, a fixar a la paret l’armari de connexions al lloc previst al plànol fent servir les eines adequades, i seguidament cal fixar la canalització a la paret i enganxar les caixes que han de contenir les preses per a la xarxa.

Presa de connexió RJ-45 i tauler de connexions

Estesa de cables i connexió

Quan l’armari de connexions, les canalitzacions i les caixes per a les preses de xarxa estan fixades, es pot procedir a l’estesa de cables: cal anar amb molt de compte, ja que els cables són delicats. Es comença per cada presa de la paret, on es deixen uns 30 cm de cable sobrer, i l’anirem col·locant dins la canalització, subjectant-lo amb els suports de què disposa la canalització mateixa fins a arribar a la caixa de connexions, on es deixaran uns 90 cm de cable sobrer. Se senyalitza adequadament cada punta del cable per poder-la identificar posteriorment utilitzant etiquetes adhesives retolades o retolant directament sobre la funda del cable amb retolador permanent. Procedirem de la mateixa manera amb tots els cables de les preses de paret. Una vegada s’han estès els cables, s’hi connecten les preses amb l’esquema de cablatge bàsic utilitzant l’eina d’inserció adequada, es marquen les preses per poder-les identificar després, es retira el cable sobrer cap a l’interior de la canalització i es tanquen les caixes.

Tauler de connexions

Seguidament, s’igualen les longituds dels cables, procurant no perdre la senyalització, i es connecten al tauler de connexions en l’ordre preestablert començant d’esquerra a dreta utilitzant l’eina d’inserció adequada, i es marca la presa per poder-la identificar després. S’hi connecta també el cable que arriba de la xarxa d’oficines. Per comprovar que les connexions són correctes una vegada s’han connectat els cables al tauler de connexions, és convenient fer les proves de continuïtat, curtcircuit i connexió amb un comprovador de cables o un comprovador de connexió. Després, es fixa el tauler de connexions a la caixa i es col·loquen les safates per allotjar-hi el commutador i l’encaminador. També caldrà que s’instal·lin les preses de corrent i de telèfon per a la línia ADSL dins l’armari de connexions.

Abans de finalitzar, caldrà passar la fase de verificació satisfactòriament, i ja es podran tapar les canalitzacions, es podran connectar els cables d’enllaç entre l’encaminador i el commutador, i entre el commutador i cada una de les preses actives del tauler de connexions, i també es podrà connectar l’encaminador a la presa telefònica i es podran endollar el commutador i l’encaminador al corrent elèctric. En acabar, cal assegurar-se que s’han endreçat totes les eines, que els residus generats s’han recollit i que tot ha quedat completament net.

Instal·lació del centre de processament de dades

Moltes de les instal·lacions de naturalesa diversa (no solament de xarxa) es poden fer simultàniament, ja que se’n solen encarregar professionals diferents: electricista, instal·ladors de cables i certificadors, aire condicionat, etc. Quan ja estan fetes les canalitzacions comença la instal·lació dels servidors i dispositius de xarxa.

El centre de processament de dades (CPD) és la ubicació on es concentren tots els recursos necessaris per al processament d’informació d’una organització.

S’ha de cuidar molt l’accessibilitat als equips del CPD, de manera que s’hi pugui accedir ràpidament en cas d’avaria. A més el CPD ha d’estar ben protegit, pel perill que implica accedir als servidors que s’hi troben. Els CPD han de ser llocs d’estada còmoda, encara que tancats sota clau. Normalment l’accés a aquests llocs es fa sota la supervisió d’algun sistema de control de presencia amb targetes magnètiques, reconeixement biomètric o altres sistemes d'identificació especialment segurs.

S’han de tenir en compte aquests factors a l’hora de dissenyar un bon CPD:

• Doble instal·lació elèctrica.

• Aire condicionat redundant.

• Redundància amb les comunicacions amb l’exterior.

• Alçada i amplada suficient per introduir les màquines que allotjarà el CPD.

• Seguretat d’accés controlada per punts de presencia. Vigilància. Alarmes. Seguretat contra incendis.

• Control de paràmetres ambientals: temperatura i humitat.

• Falsos sostres i terres.

• SAI i generadors de corrent.

• Quadres de distribució elèctrica independent i segurs.

A més, les màquines han de ser de baix consum per generar menys calor i estalviar energia. La instal·lació ha de ser molt neta. Els equips informàtics s’han de netejar periòdicament com a part d’un pla de manteniment integral.

Procés de verificació

Una vegada s’ha acabat la instal·lació de la part d’infraestructura, cal verificar que tot és correcte i que compleix els requeriments per obtenir el certificat de qualitat; per tant, s’han de fer les proves per garantir que la funcionalitat de la xarxa correspon a l’estàndard de qualitat. Primer de tot cal fer una inspecció visual per assegurar-se que tots els cables estan ben posats, sense llaços ni plecs molt forçats, que no estiguin aixafats o amb massa tensió o bé premuts contra arestes vives que puguin provocar avaries per ruptura o bé curtcircuit dels fils interiors, i també s’ha de revisar visualment que totes les connexions estiguin fetes adequadament, que no hi hagi fils pelats i que el marcatge dels cables sigui correcte.

Abans de començar a fer les comprovacions, cal configurar l’analitzador de cable indicant quin tipus de cable és el que es vol verificar; normalment els aparells analitzadors porten configurats els tipus de proves més estàndards.

Proves de cablatge

Amb l’aparell calibrat i configurat adequadament i el tipus de cable que es vol provar seleccionat, ja es pot procedir a fer els tests del cablatge. Es connecta un dels adaptadors de cable a la unitat principal, i l’altre a la unitat remota.

Adaptadors de prova

Al cap d’uns quants segons d’haver engegat la unitat principal, si els extrems són del mateix enllaç s’engega automàticament la unitat remota i es pot iniciar el test; en cas contrari, a la pantalla de la unitat principal surt una indicació que diu que cal connectar-hi la unitat remota; caldrà, doncs, cercar amb la unitat remota la presa de xarxa corresponent a l’enllaç que es vol provar.

Com que la unitat principal reconeix la unitat remota de l’altre extrem de l’enllaç, s’inicia el test automàticament i en uns quants segons van apareixent a la pantalla els resultats de cada una de les proves que es fan de l’enllaç. Es repetirà el procés per cada enllaç que es vulgui provar i, si convé, es faran les correccions oportunes al cablatge i a les connexions fins que tots els enllaços instal·lats siguin correctes. Alguns models d’analitzador de cable disposen d’un sistema de comunicacions entre l’aparell principal i el remot que permet que les dues persones situades en extrems diferents de l’enllaç puguin parlar entre elles, cosa que fa més àgil el procés de verificació, sobretot si és difícil tenir un altre tipus de comunicació.

Exercicis

• En projecte d'un nou edifici es projecten 15 rosetes per connectar equips informàtics, donat que l'empresa que hi farà feina té actualment 15 equips. Des del punt de vista del cablatge estructurat, és una decisió correcte?

• En la literatura es sol parlar de punt de demarcació o, en anglès, demarc. A quin subsistema de cablatge estructurat del apunts es correspon?

• En la literatura es sol parlar de punt de POP (point of presence, punt de presencia). A quin subsistema de cablatge estructurat del apunts es correspon?

• A quina zona del cablatge estructurat s'han de posar el commutador o switchos? Has vist mai alguna instal·lació on això no es compleixi?

• Quantes àrees de treball hi ha a l'aula?

• Quin cable és el més habitual pel backbone o troncal entre edificis?

• A la pg 28 dels apunts hi ha una llista de materials per instal·lar el cablatge d'una sala. Fes un pressupost de tot aquest material en un full de càlcul.

• Cerca fotografies de CPD's.

• Observa el vídeo http://youtu.be/Z3UUA-JAB08 i fes una captura d'un rack, d'un patch panel. Què és un “ordenador” per la persona que parla?

• Per cada una de les fotografies següents, fes el seu esquema en el packet tracer.