SISTEMAS DE CABLEADO ESTRUCTURADO

INDICE
1. Sistemas de Cableado Estructurado
Categoría 6 /Clase E
1.1. Introdución
1.2. Normativa
1.2.1. Normas del 95
1.2.2. Clase D, Categoría 5
1.3. Nuevas Exigencias
1.4. Estrategias
1.5. Codificación
1.6. Categoría 6, Clase E
1.7. Tecnologías
1.7.1. Cables
1.7.2 Conectores
1.7.3. Ejemplo
1.8. Protección de las inversiones
2. Ejemplo de S.C.E..
Cable i Televisió de Catalunya (CTC)
2.1. Introducción
2.2. Arquitectura Descentralizada
2.2.1. Elementos
2.2.2. Características
2.2.3. Funcionamiento.
2.2.4. La cabecera
2.3. Internet Alta Velocidad
2.3.1 Servicio
2.3.2 Equipo
2.3.3 Inversiones
2.4. Opiniones y Tendencias
2.4.1. Generales
2.4.2. Contenidos

 

BIBLIOGRAFÍA

" Comunicaciones World"

ALUMNO

Antonio Fermín Subires Rubio D.N.I.: 33370397-L

TITULACIÓN

Ingeniería Técnica en Informática de Sistemas



1. SISTEMAS DE CABLEADO ESTRUCTURADO

CATEGORIA 6 /CLASE E

1.1. Introducción

Para elegir un sistema de cableado estructurado capaz de soportar las nuevas aplicaciones tenemos en la actualidad varias opciones: - ATM a 177 Mhz, norma EN 50173, certificable clase D (100 Mhz, 100 metros).

- 300 Mhz (clase D+)

- 600 Mhz (clase E), normativa está en fase de borrador.

El sistema de cableado escructurado ( SCE) o cableado informatico se ha convertido ya en un equipamiento de infraestructura al mismo nivel de importancia que los correspondientes a energía agua o climatización. El objetivo de los SCE es aportar un soporte que permite integrar todo tipo de servicios de comunicaciones de forma transparente, modular y totalmente flexible.

Servicios:

- voz (tanto analógica como digital).

- datos (redes de alta velocidad o protocolos propietarios) .

- imagen ( teledistribución, videoconferencia).

Hay que disponer de los elementos de información de mercado que permitan realizar la inversión en la infraestructura de comunicaciones del edificio, con suficientes garantias.

Utilizaremos criterios de calidad y prestaciones en función de las previsiones de crecimiento para evaluar las diferentes opciones que nos propone el mercado.

 

1.2. Normativa

Las prestaciones a obtener por punto de trabajo (enlace) se concretan en la velocidad de transmisión máxima permitida por éste, es decir, Mbps, teniendo en cuenta, igualmente, la relación directa existente entre velocidad de transmisión (Mbps) y ancho de banda del enlace (Mhz). El objetivo último consiste en apostar por la tecnología que garantize un mayor ancho de banda de partida lo cual redundará en un mayor tiempo de vida útil de la instalación.

 

1.2.1. Normas del 95

La publicación en 1995 de la normativa internacional ISO-IEC 11801 y de la normativa europea EN50173 ha permitido fijar un marco de referencia homogéneo y objetivo para los diferentes estamentos involucrados (fabricantes,ingenierías, usuarios..).

Dichas normas especifican las estructuras de un cableado genérico y fijan las exigencias de prestacíones mínimas, tanto para los componentes involucrados, como cables, tomas, paneles, patch cords... (Categoría 1 a Categoría 5) como para los enlaces formados a partir de éstos ( Clase A a Clase D).

 

1.2.2. Clase D, Categoría 5

Clase D : 100 Mhz , 100 metros, servicios: Ethernet ( 10 Mbits), Token-Ring (4/16Mbits), CDDI (100 Mbits) y ATM (25/155 Mbits).

La elección de componentes de Categoría 5 en el enlace no implica una conformidad automática con la Clase D ni una reserva de seguridad suficiente para soportar aplicaciones de altas prestaciones.

Factores que exigen ya preveer cables y conectores que ofrezcan prestaciones sensiblemente superiores a las especificadas con la Categoría 5:

- la calidad de la instalación,

- las pérdidas relacionadas con la conectividad,

- la influencia de la temperatura,

- los procesos de envejecimiento,

- las fuentes adicionales de perturbaciones,

- desadaptaciones de impedancia.

Las normas europeas, EN50167/EN50168/EN50169 (inmersas en la norma EN50173), referidas a cables utilizados en el subsistema horizontal, subsistema de administración y subsistema vertical respectivamente prescriben:

- apantallamiento con pantalla general (FTP o S/UTP) u, opcionalmente, con pantalla par a par.

- utilización exclusiva de cubiertas libres de halógenos y baja emisión de humos (HFLS). Elemento de seguridad intrínseca (Normativa IEC 332-1,IEC 332-3 Clase C).

1.3. Nuevas Exigencias

Las nuevas tecnologías de la información hacen posible una comunicación interactiva en aplicaciones de alta velociad. El crecimiento exponencial de la demanda de información, el desarrollo de la potencia de los procesadores y de la capacidad de los elementos de almacenamiento abren la posibilidad a todo un mundo de nuevas aplicaciones multimedia.

- redes de interconexión de memorias de masa con sus periféricos (Fiber Channel, SSA, Firewire, P1394/133 hasta 1000 Mbits).

- aplicaciones multmedia (texto, voz, video, datos) en redes ATM hasta 622 Mbits.

- vídeo de alta definición y tratamiento de imágenes.

- redes Giga Ethernet (1000 Mbs).

- tratamiento descentralizado de volúmenes importantes de información (aplicaciones CD-Rom, multitasking...).

1.4. Estrategias

La mayor demanda de prestaciones en las infraestructuras de cableado propiciada por las exigencias de las nuevas aplicaciones provoca una doble estrategia de actuación en el mercado:

- optar por códigos complejos que permitan optimizar las características de los soportes ya clásicos (enlace Clase D)

- seguir propuestas de cableado mucho más potentes en términos de ancho de banda (componentes Categoría 6 y enlace Clase E (600 Mhz)).

1.5. Codificación

Utilizando procedimientos de codificación de más de 2 niveles reducimos el ancho de banda necesario con respecto a la frecuencia efectiva de transmisión.

Los sistemas de cableado ofrecen hoy un ancho de banda de 100 Mhz (Clase D) junto a una relación serial/ruido o ACR sólo de 4 dB a la frecuencia especificada.

En la figura n 1 se muestra la correlación entre ciertos modos de codificación y los centros de frecuencia resultantes. El centro de frecuencia corresponde al máximo del espectro de potencia volumétrica en cada opción.

 

Velocidad de trasmisión

Centro de frecuencia NRZI (Mhz)

Centro de frecuencia MLT3 (Mhz)

Centro de frecuencia QPRIV (Mhz)

Ancho de Banda (factor 1.5) NRZI (Mhz)

Ancho de Banda (factor 1.5) MLT3 (Mhz)

Ancho de Banda (factor 1.5) QPRIV (Mhz)

(neto*)

100 Mbps

 

62.5

 

31.25

 

15.6

 

93.75

 

46.9

 

23.4

 

155 Mbps

 

96.9

 

48.45

 

24.22

 

45.35

 

72.7

 

36.3

 

311 Mbps

 

194.4

 

97.2

 

48.6

 

291.6

 

145.8

 

72.9

 

622 Mbps

 

388.8

 

194.4

 

97.2

 

583.2

 

291.6

 

145.8

 

(*) El volumen bruto de transmisión es normalmente un factor 5/4 superior al volumen neto de transmisión (codificación 4B/5B, 8B/19B) debido a los bits adicionales de sincronización.

"Figura 1.- Demanda en ancho de banda."

La frecuencia límite superior y el ancho de banda necesario se calculan a partir del centro de frecuencia con un factor variable de entre 1, 5 y 2.

Los diferentes modos de codificación permiten reducir el ancho de banda necesario a un nivel razonable en términos operativos, consiguiendo además optimizar el nivel de radiación resultante al trabajar a frecuencias muy inferiores, sintonizando con las exigencias de la nueva normativa de Compatibilidad Electromagnética (EMC).

Cuanto más potente es el código, precisa de niveles de ACR superiores para mantener la tasa de error acotada a un valor máximo de 10e-10. Una fuerte limitación de ancho de banda implica necesariamente un encarecimiento de las diferentes soluciones de codificación (electrónica de red) a más de dos niveles.

1.6. Categoría 6, Clase E

Proyecto de norma DIN 44312.X 1996.XX de aplicación en Alemania. Define una nueva categoría de componentes, Categoría 6, y una nueva clase de enlace, Clase E (hasta 600Mhz).

En las figuras n 3 y n 4 se muestran los valores de atenuación, diafonía (NEXT) y ACR .

El objetivo de la nueva propuesta, consiste en maximizar el ACR o relación serial/ruido del enlace, para lo cual hay que maximizar el ACR de los componentes, y especialmente del cable (la conectividad o hardware asociado debe mantener el nivel de las características conseguidas).

A pesar de la novedad ya cuenta con más de 130.000 puntos instalados en Europa.

 

Frecuencia

Mhz

Atenuación máx.

dB

NEXT mín.

dB

ACR mín.

dB

1

2

80

78

4

3.8

80

76

10

6

80

74

16

7.6

80

72

20

8.5

80

71

31.25

10.6

80

69

62.5

15

75.3

60

100

19

71.1

52

175

25

67.3

42

300

33

63.7

30

600

50

60

10

"Figura 3.- Propuestas de la norma DIN 44312-5 1996 para cables de Categoría 6."

 

Frecuencia

Mhz

Atenuación máx.

dB

NEXT mín.

dB

ACR mín.

dB

1

2.3

74

60

4

4

74

60

10

6.2

74

60

16

7.7

74

60

20

8.6

74

60

31.25

10.7

74

60

62.5

15.3

69.3

54

100

(21.98)19.2

(32)66.1

(4)46.9

175

25.3

62.3

37

300

33.1

58.7

25.6

600

50

54

4

Nota: para 100 Mhz se comparan los valores correspondientes a la de la norma Clase D.

"Figura 4.- Propuesta de la norma DIN 44312-5 1996 para enlaces Clase E"

Modos de codificación

Centro de frecuencia

NRZI

50% del flujo binario

HDB-3

38% del flujo binario

MLT3

25% del flujo binario

QPRIV

13% del flujo binario

"Figura 5.- Ejemplos de modos de codificación."

1.7. Tecnologías

1.7.1. Cables

Cable (600Mhz):

- apantallamiento entre pares.

- galgas superiores a AWG24 (AW23 ó 22)

- aislamiento de conductores por PE celular.

- pasos de trenzado especiales.

Esta tecnología permite maximizar la diafonía (NEXT) entre pares y minimizar atenuación, optimizándose, por tanto, el ACR.

Fabricantes:

- el alemán Kerpen Special, diámetro máximo de 7.5 mm.

- Datwyler y Siemens en Europa, diámetros superiores.

 

1.7.2 Conectores

Los elementos de conexión en principio se basan en el clásico conector RJ45 apantallado (RJ49) con la restricción de utilizar sólo los pares más separados (o de mayor paradiafonía): 12,78. El cable genérico es de cuatro pares, lo cual fuerza la disyuntiva de dejar de utilizar dos de ellos u optimizar el conector.

Características comunes de conectores adaptados a altas frecuencias ( a partir de 300 Mhz):

- excelentes valores de atenuación y paradiafonía (ACR mayor que 10 a 600 Mhz).

- dimensiones equivalentes al conector RJ49, lo cual permite aprovechar los elementos adaptadores de soporte estándar.

- el mismo módulo conector constituye un único elemento base en roseta y panel.

- el apantallamiento es total conexión (360) y además se mantiene en cada uno de los pares (canalización apantallada par a par).

Desarrollos con solo un servicio por enlace: - AMP (conector RJ49), - Telesafe (conector específico)

- Thomas and Betts (conector Mini C).

1.7.3. Ejemplo

Kerpen Special proponen un sistema de cableado estructurado clase E que, a diferencia del resto de la oferta a 600 Mhz, proporcionan un conector EC7 que admite la posibilidad de utilizar dos latiguillos por conector, es decir, pueden capturarse dos conjuntos de dos pares diferenciadamente, lo que permite utilizar eficientemente la totalidad del cable instalado.

Con dicho sistema se elimina el 50 por ciento de metros de cable y el 50 por ciento de paneles y tomas, al más alto nivel de prestaciones. Siguiendo esta filosofía, es decir, utilizando este nuevo tipo de conectividad y cables previstos para 300 Mhz (ML622 y Mi623), se obtienen 2 enlaces de 300 Mhz por toma (estándar categoría 5+ y enlace clase D+).

1.8. Protección de las inversiones

Al doblar la capacidad o reducir el coste a la mitad, así como incrementar las prestaciones, este tipo de soluciones se está posicionando como el preferido por el usuario.

La alternativa de cablear con fibra óptica (2 FO MM) hasta el puesto de trabajo constituye todavía una opción más costosa (en un factor estimado de 1,3) que las últimas soluciones avanzadas a 600 Mhz sobre cobre, sin considerar, además, que en este caso es preciso considerar una optoelectrónica de apoyo en ambos extremos y además no permite dos servicios por enlace.

2. EJEMPLO DE S.C.E.

 

CABLE I TELEVISIÓ DE CATALUNYA (CTC)

2.1. Introducción

Cable i Televisió de Catalunya (CTC) ofrece en fase piloto a 20.000 hogares de Barcelona servicios como:

- televisión

- Internet a alta velocidad

- telefonía digital (incorporación futura)

- Intranets (incorporación futura)

- video bajo demanda (incorporación futura)

- televisión a la carta (incorporación futura)

- videojuegos (incorporación futura)

El proyecto para toda Cataluña contempla la creación de una red descentralizada basada en cableado híbrido HFC de fibra óptica y coaxial.

CTC, está invirtiendo en el proyecto 2.500 millones de pesetas. A punto para realizar un ensayo de Internet a alta velocidad (hasta 27 Mbps), la oferta actual se limita a una treintena de canales de televisión por unas dos mil pesetas al mes.

US West, una de las compañías más potentes en el mundo del cable, aporta la solución técnica del proyecto. Unos ejemplos bastan para comprobar la magnitud de la empresa:

- En el área metropolitana de Atlanta, en Estados Unidos, presta servicio a más de medio millón de abonados.

- En Omaha y Orlando ha participado en el test de dos redes totalmente interactivas con video on demand y otros servicios.

 

2.2. Arquitectura Descentralizada

2.2.1. Elementos

La arquitectura de la red de telecomunicaciones por cable de CTC está formada por cuatro elementos:

- la cabecera de la red o estación central para programación y servicios

- la red troncal o de transferencia

- la red de distribución o línea secundaria

- la red de abonados o línea terminal.

2.2.2. Características

En principio, el proyecto para toda Cataluña contempla la creación de una red descentralizada, con varias cabeceras que permitan distribuir servicios locales. Características de esta arquitectura:

- esto facilitará el mantenimiento de la red

- el nivel de respuestas será más rápido

- mayor empleo de la electrónica e informática para la gestión

- la cabecera equivale a un Host informático

- tiene una gran similitud con el cliente/servidor

- buena parte de la inteligencia de red se encuentra en estos centros

- el resto está en los terminales de abonado.

2.2.3. Funcionamiento:

Scientific Atlanta, ha sumisistrado la cabecera de Barcelona. Este centro neurálgico de la red recibe todo tipo de señales cía satélite y terrestres y distribuye los servicios. Los ordenadores gestionan la información de los terminales de abonado (set-top-box), que son programables desde la cabecera. Estos equipos, fabricados también por la compañía americana, aseguran la interacción con el usuario a través de un mando a distancia que permite incluso el bloqueo de canales o videojueggos a voluntad desde el domicilio.

La red troncal transporta las señales optoelectrónicas hasta los distintos nodos distribuidos por los grupos de manzanas de edificios de la ciudad. Estos elementos convierten las señales en raidoeléctricas se alimentan a través de una línea eléctrica independiente. Tiene una total autonomía operativa, tanto para los servicios de televisión como de telefonía y su conexión con el terminal de abonado se realiza, la mayoría de las veces, mediante cable coaxial bidireccional. La fibra óptica hasta los edificios se instala en algunas ocasiones para usuarios con mayores necesidades de transmisión de datos.

La señal de bajada hacia el abonado está definida entre 65 y 850 Mhz. La ventaja del sistema es su flexibilidad: si una frecuencia se colapsa por la telefonía se redistribuye todo el espectro, de forma que la capacidad siempre esté optimizada.

 

2.2.4. La cabecera

La cabecera utiliza tres tipos de equipos:

- El System Manager es el sistema central de gestión:

- scramblers(sistema de decodificación de señales de satélite)

- parámetros de definición

- frecuencia que ocupa cada canal de televisión

- el combiner(unifica todas las señales recibidas)

- la calidad de la señal en los set-up-box.

Este equipo es capaz de reprogramar automáticamente todos los terminales de abonado en sólo diez minutos. - El Headend Controller recibe y envía la información entre la cabecera y los codificadores.

- El biling computer se ocupa de la facturación.

2.3. Internet Alta Velocidad

2.3.1 Servicio

Acostumbrados a los 28.800 bips de las líneas conmutadas, el cable permitirá velocidades de 10 Mbps. Pero esa rapidez tiene un coste, especialmente en España, donde las instalaciones de cable son más complicadas. De todas formas, en relación a las prestaciones, las tarifas parecen razonables. En otras experiencias parecidas, la tarifa plana está alrededor de los 50 dólares al mes, cifra que podría alcanzar el servicio en Cataluña. Eso incluye la instalación y el mantenimiento del servicio por parte de la empresa y, entre otras ventajas, conectar varios ordenadores continuamente " sin perder la capacidad de hablar por teléfono."

2.3.2 Equipo

Para circular por esta autopista de fibra óptica será obligatorio equipar al PC con un modem para cable y una tarjeta de red. En la transmisión de datos por Internet se perfila que cada nodo se convierta en un segmento de red. Es decir, los usuarios agrupados en un nodo compartirán esta capacidad, de forma que un usuario podría manejar sin problemas datos a 2-3 Mbps.

2.3.3 Inversiones

Antes de convertirse en un negocio rentable, las telecomunicaciones por cable van a exigir inversiones gigantescas. El cableado de Cataluña requerirá 250.000 millones en obra civil. La oportunidad para las empresas españolas puede ser importante. Según el Institut Catalá de Tecnología, el impacto económico del set-top-box puede representar en España un volumen de negocio de 125.000 millones de pesetas en los próximos 8 años; a nivel mundial, 2,6 billones de dólares. Eso sin contar el desarrrollo y comercialización de contenidos, que puede ser muy superior.

2.4. Opiniones y Tendencias

2.4.1. Generales

Se probará una infraestructura inexistente en la ciudad y cómo responde el ciudadano a todos estos nuevos servicios.

Tras el precedente de los videos comunitarios, auténtico boom de los años 80, en España no se había producido un salto cualitativo en el mundo del cable.

Transmisión de datos, telefonía, Internet de alta velocidad, redes privadas de comunicaciones, redes virtuales, sistemas cerrados de usuarios, alguiler de intranets para multinacionales, pequeñas compañías o incluso abonados individuales, serán los verdaderos protagonistas de este nuevo "hilo de Ariadna". Y las estrellas, servicios como el comercio electrónico, la telemedicina o la información municipal. Porque la capacidad que permite el cable es enorme.

La intención de CTC, es montar una red propia de telefonía digital utilizando las líneas de cable. Es decir, servicios avanzados con una calidad/precio importantes.

Los primeros modems estándares, "un set-top-box versión datos ", aparecerán en el mercado a finales de año con una capacidad de 27 Mbps.

2.4.2. Contenidos

El factor crítico para el desarrollo de Internet a alta velocidad serán los contenidos. Se espera poner dentro de esta superintranet, que será la red de cable, el desarrollo de contenidos locales.

Otro boom serán los videojuegos. La capacidad del cable es tan impresionante que no existen juegos específicamente pensados para este tipo de redes. Es preferible hablar del cable como bidireccional, más que interactivo. El satélite, a diferencia del cable, es unidireccional, puede tener cierta interactividad, pero a través de la línea telefónica. Con lo cual se complica todo por tener que sincronizar don canarles diferentes. Esa ventaja técnica significa tener tanta capacidad de recibir como de retornar.