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FECHA
Enero 9 de 2007.
NÚMERO RAE
PROGRAMA
AUTOR (ES)
TÍTULO
PALABRAS
CLAVES
Ingeniería de Telecomunicaciones.
GOMEZ B, Argemiro, BLANDON M, Carlos A; GUTIERREZ C, Javier
y LOPEZ Jhon.
Diseño de la Red de Acceso y Distribución Basada en la
Tecnología xDSL para los Servicios de Banda Ancha en el
Colegio John F Kennedy del Municipio de Arbeláez en el
Departamento de Cundinamarca.
xDSL, ADSL, ADSL2, DSLAM, ancho de banda, Red de acceso,
red de distribución, Internet, Red LAN, Red WAN, Fast Ethernet,
Cableado
estructurado,
Host, Hub, Swtich, Router, ETCD,
Protocolo IP, Modelo Cliente / Servidor.
DESCRIPCIÓN
El proyecto se centraliza en dos grandes propósitos; en primera
instancia, diseñar la red de área local (LAN) para el Aula del
Colegio John F. Kennedy en el municipio de Arbeláez para que a
través de ella se fortalezca el proceso de enseñanza de la
informática en todos los grados y como segundo, diseñar la red
de acceso y de distribución para que toda la comunidad
académica pueda navegar en la Internet.
FUENTES
BIBLIOGRÁFICAS
•
ÁLVAREZ, Alberto, Jornadas técnicas RedIRIS, "Información World en español",
Febrero 1994, nº 21.
•
BARBERA, José, Conexión de las redes de área local con las redes de
transporte, "Boletín del Programa de Interconexión de Recursos Informáticos
IRIS", Octubre 1989, nº 3.
•
BARBERA, José, El Programa IRIS: historia, situación actual, organización, "Boletín
del Programa de Interconexión de Recursos Informáticos IRIS", Octubre 1989, nº
3 (nº extraord.).
•
BELMONTE, Isabel, Redes de bibliotecas universitarias, "Signatura", enero-abril
1993, nº 2.
•
BLÁNQUEZ, Carlos, La infraestructura de transporte de RedIRIS, "Boletín de la
RedIRIS", Diciembre 1992, nº 20-21.
•
Cisco, Gigabit Campus Network Design-Principles and Architecture, Julio 2002.
•
HUIDOBRO, J Manuel, “comunicaciones de voz y datos”, 2ª edición, Madrid
1996.
•
Material conferencia: Cableado estructurado, PANDUIT, Ingeniero Alan
Farrimond. Auditorio compensar Bogotà D.C junio de 1998, Invita
Unión
Eléctrica S.A dedicada al diseño, manufactura y mercadeo de productos y
servicios de alambrado, interconexión y comunicaciones.
•
Material conferencia: cableado estructurado, ORTRONICS, Ingeniero Situl Shah,
Centro de convenciones Gonzalo Jiménez, junio de 1998, Invita MEM ltda,
empresa productora y comercializadora de sistemas de redes de voz y datos.
•
MÉNDEZ A, Iván,”Redes de Computadores, fundamentos, planeación y
diseño.”, Segundo Borrador THOMSON. 2006.
•
STALLINGS, William,”comunicaciones y redes de computadoras”, PRENTICE
HALL, 7ª edición 2004.
•
TANENBAUM, S. Andrew,”Redes de Computadoras”, Pearson, 4ª edición
México, 2000.
•
VERGARA, Pilar y MOSCOSO, Purificación, Configuración de redes locales en
CD-ROM: El caso de la Universidad Carlos III de Madrid, "Rev. Esp. Doc. Cient.",
1993,16 3.
Referencia electrónica:
•
http://hermosillovirtual.com/lam/cableado.htm. Marzo 26 de 2006. 4:45 PM.
Sitios de interés:
•
COMISIÓN DE REGULACIÓN DE TELECOMUNICACIONES, www.crt.gov.co
•
MINISTERIO DE COMUNICACIONES, www.mincomunicaciones.gov.co
NÚMERO RAE
PROGRAMA
Ingeniería de Telecomunicaciones.
CONTENIDOS
A pesar de los esfuerzos estatales emprendidos a través de COMPARTEL, los colegios
del municipio de Arbeláez, adolecen de una infraestructura de red que permita en
primer lugar un adecuado acceso a Internet haciendo uso de los servicios de banda
ancha para garantizar la transferencia de señales integradas (Voz, Datos y Vídeo),
adicionalmente no existe una red Lan que responda a las expectativa de los colegios
para la brindar una excelente enseñanza de la informática en los diferentes cursos
tanto de la básica primaria como de la media vocacional.
Con base en lo anterior, en el proyecto se propuso como objetivo, el diseñar la red de
acceso y distribución para los servicios de banda ancha basada en la tecnología xDSL
para el colegio John F. Kennedy del municipio de Arbeláez.
Para lograr este objetivo, el desarrollo ingenieril utilizó una metodología basada en tres
fases que consideraron entre otras las siguientes actividades: primero se realizó la
recopilación de la información empleando para ello como instrumentos la encuesta y
visitas de observaciones; posteriormente se llevó a cabo la etapa de diagnóstico que
permitió determinar los problemas de tipo técnico y tecnológico que posee el colegio
y a partir de estos, se plantearon las recomendaciones del caso; finalmente se trabajó
la fase diseño tanto para la red Lan como para las redes de acceso y de distribución.
El diseño de la red Lan se trabajó con base a un modelo de tareas en el cual se
planteó un diseño lógico y un diseño físico. En el primero se consideró todo lo
pertinente a la implementación y configuración de la red por los modelos de
direccionamiento y esquema de nombres; los protocolos adecuados por enlace,
enrutamiento, transporte y de red; la instalación del sistema operativo y configuración
de servidores a nivel de usuarios, impresoras, archivos, DHCP y DNS; la seguridad para
el acceso a la información almacenada, y acceso a Internet
En el diseño físico se trabajó lo correspondiente a la conexión de los equipos en el
laboratorio o aula de informática, el acceso al medio para transmitir, la jerarquía de la
red, el tendido de cable en el área física del aula y la selección de la tecnología
apropiada a nivel de hardware y la media para la implantación de la red LAN.
Con respecto la red de acceso para lo servicios de banda ancha en Internet, se llevó
acabo un análisis de las diferentes tecnologías xDSL existentes por velocidad máxima
de subida, velocidad máxima de descarga, limitación en la distancia, ancho de
banda de descarga, tiempo de sincronización, corrección de errores, entre otros.
NÚMERO RAE
PROGRAMA
Ingeniería de Telecomunicaciones.
METODOLOGÍA
•
El enfoque de la investigación, es de carácter empírico – analítico.
•
La línea de investigación de la universidad de san Buenaventura es
“Tecnologías actuales y sociedad”, la sub-línea de la facultad de ingeniería es
“Sistemas de información y comunicaciones”, y el campo temático del
programa es “Convergencia de Redes y Servicios”.
•
Las técnicas de recolección empleadas para este proyecto fueron la
encuesta, la medición en terreno y la obtención de información
complementaria mediante fuentes primarias y secundarias.
•
Para el desarrollo del diseño, se tuvo en cuenta como muestra de población a
los estudiantes y docente del colegio John F Kennedy, ésta sirvió para el
levantamiento de información en la cual se evaluó a 130 personas.
•
Como hipótesis se propuso que el proyecto incidía en un aumento de
soluciones tecnológicas integrales que traerán transformaciones sociales al
contar con una nueva arquitectura de red que garantice el acceso a Internet
y una amplia distribución de aplicaciones, a través del servicio de banda
ancha (xDSL).
•
Como variables independientes se fijaron, el Flujo de tráfico en la red, ancho
de banda y técnicas de enrutamiento. Como variables dependientes están la
prestación de nuevos servicios, desempeño, retardos y tiempo de respuestas
altos.
•
Se utilizo un modelo de tareas para diseñar la red de área local ya que este
permito dividir el diseño en tres partes: en un diseño lógico, un diseño físico y la
etapa de pruebas y optimización del diseño.
CONCLUSIONES
•
La propuesta tecnológica en el diseño tanto de la red de acceso como de
distribución y de área local, permitirá al plantel educativo generar soluciones
tecnológicas integrales que traerán transformaciones sociales al contar con
una estructura de red que garantice el acceso a Internet y una amplia
distribución de aplicaciones, a través del servicio de banda ancha (ADSL).
•
La implementación por parte del colegio de la red propuesta, solucionar en
gran medida los problemas que actualmente presenta la institución,
permitiendo a la comunidad académica en general acceder de manera
rápida, eficiente y confiable los servicios de red que se configuren.
•
La flexibilidad de la red propuesta se referencia con respecto los servicios
soportados, la vida útil, la cantidad de usuarios "conectados", además los
costos, la integridad, y la facilidad de expansión hacen parte del diseño
propuesto.
•
Las comunicaciones y el Internet ya no son más un servicio de élite, sino una
necesidad básica que eleva el nivel de vida. Y los enlaces de banda ancha
permiten a los usuarios una mayor interactividad y por lo tanto, una mayor
utilidad
DISEÑO DE LA RED DE ACCESO Y DISTRIBUCIÓN BASADA EN LA
TECNOLOGÍA xDSL PARA OFRECER EL SERVICIOS DE BANDA ANCHA
EN EL COLEGIO JOHN F KENNEDY DEL MUNICIPIO DE ARBELÁEZ EN EL
DEPARTAMENTO DE CUNDINAMARCA .
ARGEMIRO GÓMEZ BELLO
CARLOS ADOLFO BLANDÓN MEJÍA
JAVIER GUTIERREZ CORTES
JHON CARLOS LÓPEZ SANTANA.
UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA
FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA INGENIERÍA DE TELECOMUNICACIONES
BOGOTÁ
NOVIEMBRE DE 2006
DISEÑO DE LA RED DE ACCESO Y DISTRIBUCIÓN BASADA EN LA
TECNOLOGÍA xDSL PARA OFRECER EL SERVICIOS DE BANDA ANCHA
EN EL COLEGIO JOHN F KENNEDY DEL MUNICIPIO DE ARBELÁEZ EN EL
DEPARTAMENTO DE CUNDINAMARCA .
ARGEMIRO GÓMEZ BELLO
CARLOS ADOLFO BLANDÓN MEJÍA
JAVIER GUTIERREZ CORTES
JHON CARLOS LÓPEZ SANTANA.
Proyecto de grado como requisito para optar al título de ingeniero de
telecomunicaciones
ASESOR
INGENIERO IVAN MÉNDEZ ALVARADO
UNIVERSIDAD DE SAN BUENAVENTURA
FACULTAD DE INGENIERÍA
PROGRAMA INGENIERÍA DE TELECOMUNICACIONES
BOGOTÁ
NOVIEMBRE DE 2006
__________________________________
__________________________________
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__________________________________
PRESIDENTE DEL JURADO
__________________________________
JURADO
__________________________________
JURADO
Bogotá Noviembre de 2006.
Nuestro Trabajo de Grado lo dedicamos con todo nuestro amor y cariño.
A ti DIOS que n o s diste la oportunidad de vivir y de regalarnos una
familia maravillosa.
Con mucho cariño principalmente a n u e s t r o s padres que n o s dieron
la vida y q u e han estado c o n n o s o t r o s en todo momento. Gracias
por todo papá y mamá por darnos una carrera para nuestro futuro y por
creer en nosotros, aunque hemos pasado momentos difíciles siempre han
estado apoyándonos y brindando todo su amor, por todo esto les
agradecemos de todo corazón el que estén con nosotros.
Los queremos con todo el corazón y este t rabajo, l a s a ti s f a c c i ó n d e
u n a me t a cu mp l i d a , es para ustedes, aquí está lo que n o s brindaron,
solamente les estoy devolviendo lo que n o s dieron en un principio.
A la familia, esposa, hijos, hermanos, sobrinos y sobrinas, quisiera
nombrarlos a cada uno pero son muchos, no quiere decir que no nos
acordemos de cada uno, a todos los queremos mucho y más que familia
son como nuestros amigos.
A los profesores por confiar en nosotros, Y no n o s p o d e m o s ir sin
antes decirles, que sin ustedes a n u e s t r o lado no lo hubiéramos
logrado, tantas desveladas sirvieron de algo y aquí está el fruto. Les
agradecemos a todos con toda e l alma el haber llegado a n u e s t r a s
vidas y el compartir momentos agradables y momentos tristes, pero esos
momentos son los que nos hacen crecer y valorar a las personas que nos
rodean. Los queremos mucho y nunca los olvidaremos.
Es la hora de partir, la dura y fría hora que la noche sujeta a todo horario.
(Pablo Neruda)
AGRADECIMIENTOS
A Dios creador del universo y dueño de nuestras vidas que nos permiten
construir otros mundos mentales posibles.
A nuestros padres, por el apoyo incondicional que nos dieron a lo largo de
la carrera,. A nuestras familias por enseñarnos que no hay límites, que lo
que nos propongamos lo podemos lograr y que solo depende de cada uno
de nosotros.
Al Ingeniero Iván Méndez y a la Comunicadora Social Patricia Carreño, por
su asesoría y dirección en el trabajo de investigación, a todas las directivas
de la Universidad San Buenaventura, por su apoyo y colaboración para la
realización de esta investigación, a la Facultad de Telecomunicaciones, por
el soporte institucional dado para la realización de este trabajo.
A nuestros amigos y compañeros de Universidad, que por medio de las
discusiones y preguntas, nos hacen crecer en conocimiento y a todas
aquellas personas que de una u otra forma, colaboraron o participaron en la
realización de esta investigación, hacemos extensivo nuestro más sincero
agradecimiento.
AUTORES:
ARGEMIRO GÓMEZ BELLO
JAVIER GUTIERREZ CORTES
JHON CARLOS LÓPEZ SANTANA.
CARLOS ADOLFO BLANDÓN MEJÍA
TABLA DE CONTENIDO
Pág.
1.
PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1
1.1
ANTECEDENTES
1
1.2
DESCRIPCIÓN Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
2
1.3
JUSTIFICACIÒN
2
1.4
OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN
4
1.4.1
Objetivo general
4
1.4.2
Objetivos específicos
4
1.5
ALCANCES Y LIMITACIONES DEL PROYECTO
5
1.5.1
Alcances
5
1.5.2
Limitaciones
5
2.
MARCO DE REFERENCIA
6
2.1
MARCO CONCEPTUAL
6
2.2
MARCO LEGAL O NORMATIVO
10
2.3
MARCO TEÓRICO
14
2.3.1
Redes de Acceso y Redes de Banda Ancha
20
2.3.2
Normalización y surgimiento de la norma
24
3.
METODOLOGÍA
40
3.1
ENFOQUE DE LA INVESTIGACIÓN
40
3.2
LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN
40
3.3
TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN
40
3.4
POBLACIÒN Y MUESTRA
41
3.5
HIPÓTESIS
41
3.6
VARIABLES
42
3.6.1
Variables independientes
42
3.6.2
Variables dependientes
42
4.
DESARROLLO INGENIERIL
43
4.1
FASE DE ANÁLISIS
46
4.1.1
Hardware
48
4.1.2
Software
57
4.1.3
Servidores
60
4.1.4
Cableado estructurado
61
4.1.5
Análisis del canal de acceso
65
4.1.6
Análisis comparativo en xDSL
68
4.2
FASE DE DIAGNÓSTICO Y RECOMENDACIÓN
91
4.2.1
Diagnóstico
91
4.2.2
Recomendaciones
97
4.3
FASE DE DISEÑO
118
4.3.1
Diseño lógico
120
4.4
DISEÑO FÍSICO
144
4.4.1
Topología de la red
144
4.4.2
Selección de tecnología
156
4.4.3
Tendido de cableado estructurado
159
5.
PRESENTACIÓN DE ANÁLISIS Y RESULTADOS
162
5.1
LA ENCUESTA
162
5.1.1
Selección de mercado
162
5.1.2
Resultados gráficos por pregunta
162
5..1.3 Análisis
167
5.2
RECURSOS Y PRESUPUESTO
168
5.2.1
Descripción y requerimiento técnico
168
6.
CONCLUSIONES
172
7.
RECOMENDACIONES
174
BIBLIOGRAFÍA
LISTA DE FIGURAS.
Pág.
Figura 1
Penetración de la banda ancha en el mundo
17
Figura 2
Penetración de banda ancha en América Latina
18
Banda
Figura 3
ancha
en
Colombia,
evolución
de
las
conexiones año 2005 y 2006
19
Figura 4
Cableado estructurado
27
Figura 5
Topología física en estrella
28
Figura 6
Gabinete o closet de telecomunicaciones
31
Figura 7
Terminación mecánica Plug RJ45 con Cable UTP
33
Figura 8
Recomendaciones T568A y T569
34
Figura 9
Modelo de tareas
45
Figura 10
Metodología para el desarrollo del proyecto
46
Figura 11
Características físicas del Hub
57
Figura12
Ubicación de los Splitters
71
Espectro de la modulación DMT utilizada en el sistema
73
Figura 13
ADSL
Figura 14
Enlace de ADSL
74
Figura15
Red HDSL2
81
Figura 16
topología VDSL
84
Figura 17
Modelo cliente servidor por dos planos
100
Figura 18
Grafico Diario (5 Minutos promedio)
102
Modelo cliente servidor basado en búsqueda de
Figura 19
direccionamiento por medio de un servidor de nombres
109
Figura 20
Diagrama de cableado estructurado
112
Figura 21
MODEM banda ancha con conexión ADSL
126
Figura 22
Creación de las OU
137
Figura 23
Árbol aulacjfk.local
139
Figura 24
Modelo jerárquico propuesto para el aula de informát.
147
Figura 25
Diseño Jerárquico de la Red del Aula
155
Figura 26
Plano tendido cableado estructurado
161
LISTA DE TABLAS
Pág.
Estándar 568B, Conectorización Par trenzado UTP
Tabla 1
33
Categoría 5 y 5E
Tabla 2
Características del cable categoría 5
35
Tabla 3
Tipos de Cables
36
Protocolo de media para Subcapa Física
Tabla 4
en Fast
39
Ethernet
Tabla 5
Equipos de cómputo existentes en el Colegio
49
Tabla 6
Caracterización o resumen de las aplicaciones
59
Tabla 7
Cableado para ADSL
66
Tabla 8
Comparación de Velocidad, Distancia y Aplicaciones
87
Tabla 9
Comparación de tecnología ADSL
88
Tabla 10
Tamaño de objetos a transferir a través de la red
90
Tabla 11
Costos de conectividad ADSL
91
Tabla 12
Características físicas recomendadas para el servidor
98
Características
Tabla 13
físicas
recomendadas
para
las
estaciones
98
Tabla 14
Modelo de direccionamiento
121
Tabla 15
Direccionamiento IP
121
Tabla 16
Configuración de Active Directory
134
Tabla 17
Características del enlace
149
Máximo número de colisiones en dominios para 100
Tabla 18
BaseT
158
Tabla 19
Tabulacion datos A
166
Tabla 20
Tabulación dato B
167
Tabla 21
Matriz de Costos
171
LISTA DE ANEXOS.
Pág.
Anexo A
Formato Encuesta
A
Anexo B
Manual configuración Servidores, DHCP y DNS
B
Anexo C
Normas de Cableado Estructurado
C
Anexo D
NormasT568A/T568B
D
Anexo E
Estándar 569
E
Anexo F
Manual aulacjfk.local
F
Anexo G
Plano Aula
G
Anexo H
Banda Ancha
H
GLOSARIO
ADSL: Línea de Suscripción Asimétrica Digital. Tecnología que mejora el
ancho de banda de los hilos del cableado telefónico convencional que
transporta hasta 16 Mbps (megabits por segundo).
ANCHO DE BANDA: El ancho de banda de una señal de información no es
mas que la diferencia entre las frecuencias máximas y mínimas contenidas en
la información, y el ancho de banda de un canal de comunicaciones es la
diferencia entre las frecuencias máxima y mínima que pueden pasar por el
canal ( es decir son su banda de paso). Su medida se da en Hertz (H z)
ANSI: "American National Standard Institution". Organismo de estandarización
de telecomunicaciones americanos.
ATM: "Modo de Transferencia Asíncrona".Sistema de transmisión de datos
mediante paquetes de tamaño fijo, ahorrando tiempo y aumentando la
velocidad, además en este sistema, se dedican canales virtuales de
velocidades de transmisión adaptables a las características de la transmisión.
BACKUP: Copia de Respaldo o Seguridad. Acción de copiar archivos o datos
de forma que estén disponibles en caso de que un fallo produzca la perdida de
los originales. Esta sencilla acción evita numerosos, y a veces irremediables,
problemas si se realiza de forma habitual y periódica.
BIT: Dígito Binario. Unidad mínima de almacenamiento de la información cuyo
valor puede ser 0 ó 1 (falso o verdadero respectivamente).
BPS: Bits por Segundo. Velocidad a la que se transmiten los bits en un medio
de comunicación
CABLE COAXIAL: es un método basado en el tratamiento de bloques de
información, dotados de una dirección origen y otra destino, lo que permite su
envió sin necesidad de recibir el mensaje completo. Cada uno de estos
paquetes contiene información suficiente sobre la dirección, para el control del
mismo en caso de que suceda alguna anomalía en la red.
CONMUTACIÓN DE PAQUETES: es un método basado en el tratamiento de
bloques de información, dotados de una dirección de origen y otra de destino.
Que emplea mensajes cortos y de longitud fija, lo que permite su envió sin
necesidad de recibir el mensaje completo. Cada uno de estos paquetes
contiene información suficiente sobre la dirección, así como para el control del
mismo en caso de que suceda alguna anomalía en la red.
DATO: Unidad mínima que compone cualquier información.
DNS: Servidor de Nombres de Dominio. Servidor automatizado utilizado en el
Internet cuya tarea es convertir nombres fáciles de entender (como
www.panamacom.com.) a direcciones numéricas de IP.
DHCP: Es el protocolo de host dinámico, que permite la asignación de una
dirección IP a cada host en forma automática desde un servidor de DHCP.
DOMINIO: Sistema de denominación de hots en Internet que está formado por
un conjunto de caracteres identificando un sitio de la red accesible por un
usuario. Los dominios van separados por un punto y jerárquicamente están
organizados de derecha a izquierda. Comprenden una red de computadoras
que comparten una característica común, como el estar en el mismo país, en la
misma organización o en el mismo departamento. Cada dominio es
administrado por un servidor de dominios. Los dominios se establecen de
acuerdo al uso que se le da a la computadora y al lugar donde se encuentre.
Los más comunes son com., edu, net, org y gov; la mayoría de los países
tienen su propio dominio.
DSLAM: dispositivo que agrupa gran número de tarjetas, cada una de las
cuales consta de varios puertos de ADSL, y que además concentra el tráfico de
todos los enlaces ADSL hacia una red WAN.
ETHERNET: es el nombre de una tecnología de redes de computadoras de
área local (LANs) basada en tramas de datos. El nombre viene del concepto
físico de ether. Ethernet define las características de cableado y señalización
de nivel físico y los formatos de trama del nivel de enlace de datos del modelo
OSI. Ethernet se refiere a las redes de área local y dispositivos bajo el estándar
IEEE 802.3 que define el protocolo CSMA/CD, aunque actualmente se llama
Ethernet a todas las redes cableadas que usen el formato de tramas, aunque
no tenga CSMA/CD como método de acceso al medio.
FIREWAL: Combinación de hardware y software la cual separa una red de
área local (LAN) en dos o más partes con propósitos de seguridad. Su objetivo
básico es asegurar que todas las comunicaciones entre dicha red e Internet se
realicen conforme a las políticas de seguridad de la organización que lo instala.
Además,
estos
sistemas
suelen
incorporar
elementos
de
privacidad,
autentificación, etc.
FIBRA ÓPTICA: Material utilizado como medio físico de transmisión en redes
de datos, basado en sus propiedades de poca atenuación y distorsión al paso
de una señal luminosa. Consta de un núcleo, un revestimiento y una cubierta
externa protectora.
FRAME RELAY: Red de transporte de datos de alta velocidad considerada una
alternativa al ATM sobre ADSL
GATEWAY: El significado técnico se refiere a un hardware o software que
traduce dos protocolos distintos o no compatibles. Gateway o pasarela es un
dispositivo, con frecuencia un ordenador, que realiza la conversión de
protocolos entre diferentes tipos de redes o aplicaciones. Por ejemplo, un
gateway de correo electrónico, o de mensajes, convierte mensajes entre dos
diferentes protocolos de mensajes.
HOST: Servidor que provee de la información requerida para realizar algún
procedimiento desde una aplicación cliente a la que se tiene acceso de
diversas formas (ssh, FTP, www, email, etc.). Al igual que cualquier
computadora conectada a Internet, debe tener una dirección o número IP y un
nombre.
HUB: conocido con el nombre de concentrador es un dispositivo que permite
centralizar el cableado de una red. Funciona repitiendo cada paquete de datos
en cada uno de los puertos con los que cuenta, excepto en el que ha recibido el
paquete, de forma que todos los puntos tienen acceso a los datos. También se
encarga de enviar una señal de choque a todos los puertos si detecta una
colisión.
Son la base para las redes de topología tipo estrella. Como alternativa existen
los sistemas en los que los ordenadores están conectados en serie, es decir, a
una línea que une varios o todos los ordenadores entre sí, antes de llegar al
computador central. Llamado también repetidor multipuesto.
BRIDGE: es un dispositivo de interconexión de redes de ordenadores que
opera en la capa 2 (nivel de enlace de datos) del modelo OSI. Este
interconecta dos segmentos de red (o divide una red en segmentos) haciendo
el pasaje de datos de una red para otra, con base en la dirección física de
destino de cada paquete. Un bridge conecta dos redes como una sola red
usando el mismo protocolo de establecimiento de red.
ROUTER: Un dispositivo que conecta dos redes; opera como un bridge pero
también puede seleccionar rutas a través de una red.
SWITCH: Es un dispositivo electrónico de interconexión de redes de
computadoras que opera en la capa 2 (nivel de enlace de datos) del modelo
OSI (Open Systems Interconection). Un switch interconecta dos o más
segmentos de red, funcionando de manera similar a los puentes (bridges),
pasando datos de un segmento a otro,
INTERFAZ
(INTERFACE):
Zona
de
contacto
o
conexión
entre
dos
componentes de "hardware"; entre dos aplicaciones; o entre un usuario y una
aplicación. Apariencia externa de una aplicación informática
ITU: Organismo de estandarización de telecomunicaciones de Naciones
Unidas.
LDAP: Es el protocolo de acceso a directorios que permite maximizar la
interoperatividad entre las aplicaciones y los servicios de directorio y facilita la
sincronización.
MBPS: Megabits por Segundo. Unidad de medida de la capacidad de
transmisión por una línea de telecomunicación donde cada megabit está
formado por 1.048.576 bits.
MÓDEM: Equipo utilizado para adecuar las señales digitales de una
computadora a una línea telefónica o a una ISDN, mediante procesos
denominados modulación (para transmitir información) y demodulación (para
recibir información). La velocidad máxima que puede alcanzar un módem para
línea telefónica es de 33 kbps, sin embargo los más comerciales actualmente
son los de 28 kbps. Un módem debe cumplir con los estándares de MNP5 y
V42.bis para considerar su adquisición. Los módems pueden ser en internos
(los que se colocan en una ranura de la computadora) y en externos (que se
conectan a un puerto serial de la computadora).
PROTOCOLO: Descripción formal de formatos de mensaje y de reglas que dos
computadoras deben seguir para intercambiar dichos mensajes. Un protocolo
puede describir detalles de bajo nivel de las interfaces máquina a máquina o
intercambios de alto nivel entre programas de asignación de recursos.
PROTOCOLO IP: Protocolo de Internet que contiene información de dirección
y control para el encaminamiento de los paquetes a través de la red. Está
asociado al protocolo TCP.
RED: Sistema de comunicación de datos que conecta entre sí sistemas
informáticos situados en lugares más o menos próximos. Puede estar
compuesta por diferentes combinaciones de diversos tipos de redes.
RED DE ACCESO: Conjunto de elementos que permiten conectar a cada
abonado con la central local de la que es dependiente.
RUIDO: En un circuito cable, es cualquier señal extraña que interfiere con la
señal presente en el mismo.
SEÑAL: es magnitud física que cambia con respecto a alguna variable
independiente como el tiempo, el espacio, etc., que se utiliza para transmitir ó
transportar información.
SERVIDOR: Es una computadora que maneja peticiones de data, email,
servicios de redes y transferencia de archivos de otras computadoras (clientes).
También puede referirse a un software específico, como es el servidor WWW.
Una computadora puede tener distintos software de servidor, proporcionando
muchos servidores a clientes en la red. Por ejemplo, las computadoras que
contienen sitios Web se llaman servidores ya que sirven recursos de Web
para aplicaciones cliente como los navegadores o browsers.
SNTP: Es el protocolo simple de tiempo de red y tiene como propósito el
servicio de tiempo distribuido.
SWITCH O CONMUTADOR: Es un dispositivo electrónico de interconexión de
redes de computadoras que opera en la capa 2 (nivel de enlace de datos) del
modelo OSI (Open Systems Interconection). Un switch interconecta dos o más
segmentos de red, funcionando de manera similar a los puentes (bridges),
pasando datos de un segmento a otro, de acuerdo con la dirección MAC de
destino de los datagramas en la red.
Los SWITCHES se utilizan cuando se desea conectar múltiples redes,
fusionándolas en una sola. Al igual que los BRIDGES, dado que funcionan
como un filtro en la red, mejoran el rendimiento y la seguridad de las LANs
(Local Área Network- Red de Área Local).
Los conmutadores poseen la capacidad de aprender y almacenar las
direcciones de red de nivel 2 (direcciones MAC) de los dispositivos alcanzables
a través de cada uno de sus puertos. Por ejemplo, un equipo conectado
directamente a un puerto de un conmutador provoca que el conmutador
almacene su dirección MAC. Esto permite que, a diferencia de los
concentradores o HUBs, la información dirigida a un dispositivo se dirija
únicamente desde el puerto origen al puerto que permite alcanzar el dispositivo
destino.
TCP/IP; es el protocolo de control de transmisión / protocolo de Internet y cuyo
propósito es el transporte de red.
USUARIO: Persona que tiene una cuenta en una determinada computadora
por medio de la cual puede acceder a los recursos y servicios que ofrece una
red.
WAN: "Wide Área Network". Red que abarca una gran extensión geográfica
interconectando varias redes de área local utilizando como transporte las redes
públicas de datos.
WINDOWS: Sistema operativo desarrollado por la empresa Microsoft cuyas
diversas versiones (3.1, 95, 98, NT, 2000, XP, ME) dominan de forma
abrumadora en el mercado de las computadoras personales.
INTRODUCCIÓN
El desarrollo del sector de telecomunicaciones está enmarcado por grandes
cambios tecnológicos en la última década, pasando por la digitalización hasta
la conmutación de paquetes, entre otros. Estos desarrollos permiten un uso
más eficiente de la infraestructura de redes y el desarrollo de aplicaciones y
contenido enriquecido, los cuales demandan más ancho de banda por sus
nuevos servicios como lo son el acceso a Internet, intranets, tele conmutación
(acceso a servicios de oficina desde el hogar) y acceso remoto a Redes de
Área Local, de tal forma que el usuario final pueda tener acceso a estas nuevas
aplicaciones y contenidos con menos tiempos en descarga y costos más
apropiados.
Afortunadamente, las nuevas tecnologías proveen soluciones de gran ancho
de banda sobre la red telefónica de cobre existente, permitiendo a los
proveedores de telecomunicaciones y a las compañías que poseen redes
privadas de cobre, cubrir rápidamente sus demandas y requerimientos sin
necesidad de utilizar un cableado costoso, desplazándose a lo largo de las
ciudades. Pero debido a la falta de desarrollo tecnológico en lugares apartados
se ve afectando la parte cultural y social de estas poblaciones como es el caso
de Colombia
en los municipios alrededores de la Capital, en este caso
Arbeláez Cundinamarca, que muestra muy claramente el atraso tecnológico en
cuanto a comunicaciones se refiere; ya que por su ubicación geográfica y sus
problemas político-sociales ha impedido el desarrollo de nuevas tecnologías.
La ausencia de una buena infraestructura en las redes de comunicaciones
obliga a que se piense en el proyecto
diseño de la red de acceso y
distribución basada en la tecnología ADSL para los servicios de banda ancha
en el colegio John F Kennedy del municipio de Arbeláez en el departamento de
Cundinamarca . En donde la metodología a desarrollar incluye las fases de
análisis, de diagnóstico y recomendaciones y la etapa de diseño. Estas tres
fases
mencionadas
se
realizarán
con
el
objeto
de
establecer
las
recomendaciones pertinentes a partir de la información recopilada para
determinar los diferentes problemas encontrados en la red actual,
lo cual
conllevará al diseño de la red que está referenciado por un modelo de tareas a
seguir
1. PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA
1.1 ANTECEDENTES
EL Municipio de Arbeláez del departamento de Cundinamarca fue fundado en
el año de 1870, y con una población de 23.420 habitantes de los cuales en un
35 % son niños, razón por la que se decidió realizar este diseño para lograr un
mejor desarrollo pedagógico y un mayor crecimiento a nivel educativo.
Este Municipio cuenta con una infraestructura de telecomunicaciones, que en
su momento fue administrada por tele- Girardot, que por su baja capacidad no
permite la prestación del servicio de Internet a su población educativa. Por otra
parte, a pesar de los esfuerzos estatales emprendidos a través de compartel, El
colegio John F Kennedy del municipio no cuentan con una infraestructura
adecuada de red que permita su acceso a Internet y una amplia distribución de
estos servicios.
Arbeláez utiliza los servicios de Telefonía de la empresa Tele-Girardot dicha
empresa es filial al antiguo Telecom, ahora Colombia Telecomunicaciones,
tiene su sede de operaciones en la ciudad de Girardot, su infraestructura no
está diseñada para soportar servicios de última tecnología como la red
inteligente o servicios de banda ancha. Siendo conscientes que en los últimos
años, se quintuplicó la capacidad de transporte de las redes de fibra óptica
instaladas en Colombia.
Adicional a las iniciativas de carácter privado, los primeros pasos dados por el
Gobierno Nacional hacia el desarrollo de Internet en Colombia, se dieron a
través de programas para masificar el uso en comunidades alejadas, sobre la
base
del
programa
Compartel
del
Ministerio
de
Comunicaciones.
Posteriormente, dentro de las actividades realizadas previamente por el
1
Gobierno Nacional en relación con la promoción de servicios sobre accesos
de banda ancha, se destacan las siguientes . En el año 2000, fue establecida
la Agenda de Conectividad, política nacional para la masificación de las
Tecnologías de la Información y las Comunicaciones en Colombia.
1.2 DESCRIPCIÓN Y FORMULACIÓN DEL PROBLEMA
El colegio John F Kennedy del Municipio de Arbeláez del Departamento de
Cundinamarca, no cuenta con una infraestructura de redes que permita
acceder a la información, a los recursos educativos y tecnológicos como el
servicio banda ancha (Voz, datos y video).
En el municipio de Arbeláez Cundinamarca, existe una infraestructura de
telecomunicaciones, administrada por tele- Girardot, que por su baja capacidad
no permite la prestación del servicio de Internet a su población educativa. Por
otra parte, a pesar de los esfuerzos estatales emprendidos a través de
compartel, los colegios del municipio no cuentan con una infraestructura de red
que permita su acceso a Internet y una amplia distribución de estos servicios a
los
estudiantes. Ante esta problemática surgen interrogantes como los
siguientes: ¿De qué forma se puede llegar a proveer servicio de Internet a la
comunidad estudiantil del colegio John F Kennedy del Municipio de de
Arbeláez?, ¿Cómo se podrá llevar a cabo el ingreso de la comunidad
estudiantil de Arbeláez
a la sociedad de la información y las nuevas
tecnologías?
1.3 JUSTIFICACIÓN
La banda ancha se constituye en un elemento indispensable para el desarrollo
de las telecomunicaciones y de los países en general. En este sentido, se
deben enfocar esfuerzos en el desarrollo de actividades tendientes a la
2
masificación de estos servicios a través de las diferentes tecnologías de banda
ancha soportadas en xDSL por medio de las cuales es viable lograr este
propósito.
Es preciso desarrollar este proyecto por los beneficios que puede llevar a la
comunidad en general, facilitando el acceso de los estudiantes a la sociedad de
la información. Este fenómeno ha demostrado tener un efecto positivo en la
productividad de los estudiantes, y de los trabajadores, mejorando el nivel de
educación, favoreciendo nuevas prácticas comerciales, elevando el nivel de
vida de la población y repercutiendo positivamente en el crecimiento de las
economías nacionales.
Dado que estos nuevos volúmenes de información demandan grandes
velocidades de transmisión, se ve la necesidad de diseñar este nuevo servicio
para el colegio John F Kennedy del Municipio de Arbeláez en el Departamento
de Cundinamarca. En pleno siglo XXI se habla de forma generalizada, de
aplicaciones de teletrabajo, telemedicina, teleeducación, juegos en línea, etc.,
cambiando definitivamente las costumbres de todas las sociedades. El contar
con conexiones de banda ancha se ha convertido en un factor diferenciador
dentro de los elementos de competitividad de un país.
La banda ancha reporta a los estudiantes diferentes beneficios, tales como la
posibilidad de acceder a contenidos más enriquecidos con menores tiempos de
descarga, contar con un servicio que asegure mejores niveles de calidad, y
acceder a servicios como teleconferencias, videoconferencias, estudio a
distancia, entretenimiento y trámites ante diferentes entidades, incluyendo lo
que hoy se conoce como Gobierno en Línea.
El Internet ya no es más un servicio de élite sino una necesidad básica que
eleva el nivel de vida, y los enlaces de banda ancha permiten a los usuarios
una mayor interactividad y por lo tanto, una mayor utilidad.
3
1.4 OBJETIVOS DE LA INVESTIGACIÓN
1.4.1 Objetivos General
Diseñar la red de acceso y distribución para los servicios de banda ancha
basada en la tecnología xDSL en el colegio John F. Kennedy del municipio de
Arbeláez.
1.4.2 Objetivos Específicos
•
Realizar un estudio de campo para conocer la infraestructura existente
en la planta física, que permita diseñar y distribuir los recursos con los
cuales cuenta el colegio.
•
Analizar las diferentes tecnologías existentes de banda ancha en xDSL,
teniendo en cuenta sus costos de conectividad y ventajas técnicas.
•
Determinar los requerimientos técnicos, económicos y normativos para
el montaje del sistema de banda ancha soportado en
xDSL
en el
colegio John F Kennedy del Municipio de Arbeláez del Departamento de
Cundinamarca.
•
Diseñar la red LAN que permita la distribución de banda ancha en el
colegio John F Kennedy del Municipio de Arbeláez del Departamento de
Cundinamarca.
4
1.5 ALCANCES Y LIMITACIONES DEL PROYECTO.
1.5.1 Alcances
Este proyecto culmina con el diseño de la red Lan del aula de informática que
permitirá a los estudiantes del
colegio John F Kennedy del Municipio de
Arbeláez del Departamento de Cundinamarca acceder a servicios de banda
ancha, utilizando la tecnología xDSL.
La entrega de planos de interconexión y distribución de los puntos de red para
el aula de informática. Este diseño únicamente se realizará en el colegio John
F Kennedy, el cual será modelo para los demás planteles educativos del
municipio.
Este proyecto deja abierta la posibilidad de nuevos estudios en el ámbito de la
investigación, para la implementación de los servicios que pueda soportar
banda ancha en el municipio de Arbeláez Cundinamarca, enmarcado en el
colegio que se designe. El desarrollo del proyecto no implica implementación.
1.5.2 Limitaciones
Este proyecto será ejecutado teniendo en cuenta:
•
La red de datos actual en el colegio.
•
Software y aplicaciones desactualizadas.
•
Los dispositivos activos de la red que se encuentran obsoletos.
5
2. MARCO DE REFERENCIA.
2.1 MARCO CONCEPTUAL
DSL es una tecnología que permite que los datos, voz y video sean mezclados
y llevados sobre línea telefónicas (cobre) análogas estándar. Esto se logra
utilizando las frecuencias que están disponibles en una línea telefónica. Así, la
tecnología DSL puede integrar diferentes servicios de datos con transmisiones
de voz. A continuación se relacionan las tecnologías xDSL.
ADSL: su sigla significa Asymmetric Digital Subscriber Line, Línea de
Abonados Digital Asimétrica, su velocidad es de 1.544 a 6.1 Mbps de bajada
y 16 a 640 Kbps subida; la distancia es de 5.000 metros (3.658 para las
velocidades más rápidas) y su aplicabilidad es para Acceso a Internet, vídeo
bajo demanda, servicios telefónicos tradicionales.
ADSL Lite: su acrónimo corresponde a Splitter less DSL sin el "truck roll", su
velocidad es de 1.544 Mbps a 6 Mbps, dependiendo de el servicio contratado;
la distancia es de 5.000 metros en 24 AWG (norma Americana para determinar
el calibre del cable).
HDSL: el significado del acrónimo HDSL corresponde a Línea de Abonados
Digital de Indice de Datos alto; su velocidad es de 1.544 Mbps full duplex (T1) y
de 2.048 Mbps full duplex (E1). La distancia es 12,000 pies (3658 metros)
sobre 24 AWG; HDSL es sustitución de varios canales T1/E1 agregados, y se
utiliza para realizar interconexiones mediante PBX, agregación de tráfico
FRAME RELAY, y extensión de LANs.
6
HDSL2, significa Línea de Suscripción Digital de Índice de Datos Alto 2 ó DSL
de Índice de Datos alto sobre un par, su velocidad es de T1 a 1.544 Mb/s sobre
un simple par de cobre.
IDSL: o ISDN-BA. IDSL significa por acrónimo Digital Subscriber Line, Línea
de Abonados Digital ISDN. El servicio de IDSL permite velocidades de 128Kbps
o 144Kbps. La distancia es de 5.000 metros en 24 alambre de la medida y se
aplica similar al ISDN BRI (Redes de servicios integrados básicos) de valor
pero solo para datos (no voz en la misma línea).
RADSL: línea de Abonados Digital de Tasa Adaptable, se ajusta de forma
dinámica a las condiciones de la línea y su longitud. La velocidad es de 640
Kbps a 2.2 Mbps de bajada 272 Kbps a 1.088 Mbps de subida su distancia.
RADSL es espectralmente compatible con voz y otras tecnologías DSL sin el
bucle local
SDSL: línea de Abonados Digital Simétrica, su velocidad es de 1.544 Mbps full
duplex (U.S. y Canadá) para canales T1; y de 2.048 Mbps full duplex en
Europa para canales E1.
La distancia es de 3658 metros sobre 24 AWG.
SDSL es sustitución de varios canales T1/E1 agregados, y se utiliza en
servicios interactivos y extensión LANs
UDSL: línea de Abonados Digital Unidireccional, UDSL corresponde a una
versión unidireccional de HDSL; es decir, su velocidad es de 1.544 Mbps full
duplex (T1) y de 2.048 Mbps full duplex (E1). La distancia es 3658 metros)
sobre 24 AWG; HDSL es sustitución de varios canales T1/E1 agregados, y se
utiliza para realizar interconexiones mediante PBX, agregación de tráfico
FRAME RELAY, y extensión de LANs.
VDSL: el acrónimo significa Línea de Abonados Digital de Tasa Muy Alta, 13 a
52 Mbps bajada 1,5 a 2,3 Mbps subida, la distancia es 305 a 1.471 metros
(según la velocidad), e igual que ADSL, la aplicación de esta tecnología es en
la TV de alta definición.
7
Dentro de estas variantes, DSL consiste en una línea digital de alta velocidad,
apoyada en el par trenzado de cobre que lleva la línea telefónica convencional
o línea de abonado. Se llama "asimétrico" porque tiene un mayor ancho de
banda de bajada (downstream), que de subida (upstream). Es una tecnología
de acceso a Internet de banda ancha, lo que implica capacidad para transmitir
más datos, lo que, a su vez, se traduce en mayor velocidad. Esto se consigue
mediante la utilización de una banda de frecuencias más alta que la utilizada en
las conversaciones telefónicas convencionales (300-3.400 Hz). Esta tecnología
se denomina asimétrica debido a que la velocidad de descarga (desde la Red
hasta el usuario) y de subida de datos (en sentido inverso) no coinciden.
Normalmente, la velocidad de descarga es mayor que la de subida. En una
tecnología xDSL se establecen tres niveles comunicación que son: el de envío
de datos, el de recepción de datos y el de servicio telefónico normal.
Otro concepto relevante en el proyecto es el de Ancho de banda. Se refiere a
la capacidad de transmisión de un canal. Indica la cantidad de información por
unidad de tiempo que puede enviarse a través de una línea de transmisión,
medida frecuentemente en bits por segundos (bps). También se refiere a la
banda comprendida entre la frecuencia inferior y la superior de un canal de
comunicaciones, medido en Hertz (Hz).
Técnicamente se define como la diferencia entre la más alta y la más baja de
las frecuencias de un canal de comunicaciones. En la práctica, se utiliza para
referirse a la cantidad de información que pasa simultáneamente por un canal
(cable o el espectro).
Ancho de banda en las comunicaciones analógicas, es la diferencia entre la
frecuencia más alta y la más baja en un intervalo determinado. Por ejemplo,
una línea telefónica analógica admite un ancho de banda de 3.000 hercios
(Hz), que es la diferencia entre la menor frecuencia (300 Hz) y la mayor.
Es común denominar ancho de banda digital a la cantidad de datos que se
pueden transmitir en una unidad de tiempo. Por ejemplo, una línea ADSL de
8
256 kbps puede, teóricamente, enviar 256000 bits (no bytes) por segundo. Esto
es en realidad la tasa de transferencia máxima permitida por el sistema, que
depende del ancho de banda analógico, de la potencia de la señal, de la
potencia de ruido y de la codificación de canal.
Un ejemplo de banda estrecha, se realiza por medio de una conexión
telefónica, y un ejemplo de banda ancha es la que se realiza por medio de una
conexión DSL, microondas, cable módem o T1. Cada tipo de conexión tiene su
propio ancho de banda analógico y su tasa de transferencia máxima. El ancho
de banda y la saturación redil son dos factores que influyen directamente sobre
la calidad de los enlaces para la comunicación de los datos.
Con respecto a las redes de datos, en el proyecto es relevante saber que es
una red FAST ETHERNET o 100Base-T. Esta red es una solución para
arquitectura de red en grupo de trabajo y grupos de trabajos avanzados y su
aplicación de red es para aplicaciones de bases de datos y aplicaciones de
grupos de trabajo. Fast Ethernet heredo toda la estructura y características de
10Base-T y fue adoptada por la IEEE bajo la especificación 802.3u.
Esta red fundamenta su estructura a nivel de enlace de datos en CSMA/CD y
MAC para la transferencia de los datos y el acceso al medio. Su capa física
opera en velocidad de 10 a 100Mbps y su capacidad de transmisión en el
medio es 100 Mhz, para cables par trenzado UTP categoría 5 o 5E.
Este tipo de red (Fast Ethernet) se puede configurar para la comunicación de
procesos considerando los tres aspectos o componentes que constituyen el
modelo Cliente / Servidor (Servidor, Cliente y MIddleware)
El Modelo Cliente / Servidor describe servicios de red y los programas usados
por usuarios finales para acceder a dichos servicios. Del lado del cliente
proporciona una interfaz al usuario para que éste solicite servicios de red, y el
lado del servidor es el responsable de aceptar las solicitudes de servicio del
usuario y proveerle dichos servicios transparentemente.
9
Otro factor importante para el diseño como para la implantación de una red de
datos, es el sistema de cableado estructurado
vital en el proyecto - que
tiene
establecer
como
objetivo
principal
el
proveer
o
servicios
de
telecomunicaciones (Voz, Datos e Imagen) en ambientes de oficina y áreas de
cubrimiento local entre y dentro de edificios cercanos o en ambientes de
campus.
Brinda una administración flexible y eficiente para integrar y organizar las redes
de información otorgando una total independencia del tipo y marca de los
dispositivos que la integran o que van integrarla, así como de las plataformas
lógicas a utilizar.
Entre otros conceptos en el proyecto se debe considerar qué es una red de
acceso y una red de distribución.
Una Red de Acceso es el conjunto de elementos que permiten conectar a
cada abonado o una red de área local (Lan) con la central local de la que es
dependiente. Los accesos al medio para transmitir datos pueden ser
alambricos como cable par trenzado, fibra óptica o pueden ser medios no
guiados o el espacio espectral; en este último tipo de medio se puede
considerar las tecnologías como WIFI y WIMAX, entre otros.
Finalmente, una Red de Distribución se puede definir como el conjunto de
ductos o conduits, accesorios y estructuras tanto a nivel físico como lógico
(equipos a nivel de cómputo y comunicación así como los dispositivos de red e
igualmente todo lo relacionado con el software de aplicaciones de desarrollo
como especificas para la red).
2.2 MARCO LEGAL O NORMATIVO
Teniendo en cuenta la importancia de las normas y las leyes que rigen nuestra
sociedad, en el proyecto Diseño de la red de acceso y distribución basada en
10
la tecnología xDSL para ofrecer banda ancha en el colegio John F Kennedy
del Municipio de Arbeláez en el Departamento de Cundinamarca , es
importante identificarlas para el buen desarrollo del mismo.
Fundamentada en los derechos de la comunidad estipulados en la constitución
política de Colombia de 19911, En el capítulo II artículo 67 se define La
educación es un derecho de la persona y un servicio público que tiene una
función social. Con ella se busca el acceso al conocimiento, a la ciencia, a la
técnica, y a los demás bienes y valores de la cultura , como también el derecho
a contar con la prestación de los servicios públicos fijado en él capitulo V
artículos 365, 366, 367, 368, 369, 370. Los servicios públicos son inherentes a
la finalidad social del Estado .
De conformidad con lo establecido por el Gobierno Nacional a través del
Decreto Ley 1900 de 1990, por ser diferente a los servicios básicos de
telecomunicaciones y utilizar éstos como soporte, así como también por
permitir el envío o intercambio de información, los servicios sobre accesos de
banda ancha se clasifican en Colombia como un servicio de valor agregado2.
De conformidad con lo establecido en el Título V de la Resolución CRT 087 de
1997, específicamente en el artículo 5.1.4.5, todos los servicios de
telecomunicaciones estarán sometidos al régimen de libertad de tarifas,
excepto en los casos señalados en este Título o cuando la CRT resuelva lo
contrario. Dada esta condición, los servicios sobre accesos de banda ancha se
encuentran dentro del régimen de libertad, por lo cual los operadores
determinan libremente sus tarifas a sus suscriptores y/o usuarios3.
Es deber del Estado asegurar su prestación eficiente a todos los habitantes del
territorio nacional, regidos por la ley 1900 y lo dispuesto en él titulo II sobre red
de telecomunicaciones artículos del 14 al 26. Esta ley explica textualmente La
1
Constitución Política de Colombia de 1991. Capitulo II artículo 67
Ley 1900 de 1990
3
Título V de la Resolución CRT 087 de 1997, específicamente en el artículo 5.1.4.5,
2
11
red de telecomunicaciones del Estado es el conjunto de elementos que permite
conexiones
entre
dos
o
más
puntos
definidos
para
establecer
la
telecomunicación entre ellos, y a través de la cual se prestan los servicios al
público. Hacen parte de la red los equipos de conmutación, transmisión y
control, cables y otros elementos físicos, el uso de los soportes lógicos, y la
parte del espectro electromagnético asignada para la prestación de los
servicios y demás actividades de telecomunicaciones
4
y lo reglamentado a
servicios de telecomunicaciones titulo III, y también haciendo aclaración de las
infracciones y sanciones en materia de comunicaciones a la que pueden
incurrir cualquier operador o prestador de servicios de telecomunicaciones.
Así mismo, la normatividad colombiana establece que todos los operadores
tienen el derecho a solicitar y que se les otorgue interconexión, acceso o
servicios adicionales a la interconexión, a redes de otros operadores que los
primeros requieran para la adecuada prestación de sus servicios. En la misma
línea, los operadores están obligados a permitir la interconexión, ya sea directa
o indirecta, así como el acceso y el uso de sus redes e instalaciones
esenciales, a otro operador que se lo solicite de acuerdo con lo dispuesto el
régimen definido.
El Ministerio de Comunicaciones otorgó nueve licencias (2 nacionales y 7
locales) en virtud del decreto 1418 de 19985, para operar con tecnología
LMDS1, en la banda de los 28 GHz. Esta tecnología es capaz de ofrecer una
gran variedad de servicios sobre accesos de banda ancha en enlaces punto a
punto y punto multipunto.
En este diseño es necesario tener en cuenta la normalización elaborada por
ANSI (Instituto Nacional Americano de Normalización) la cual hace referencia al
cableado estructurado con las normas; ANSI/EIAT/-568-A documento principal
que regula todo lo concerniente a sistemas de cableado estructurado. Para
edificios comerciales. Esta norma reemplaza a la EIA/TIA 568 publicada En
4
5
Decreto 1900 de 1990.Artículo 14-26
Ministerio de Telecomunicaciones, Decreto 1418 de 1998.
12
julio de 1991 , el estándar ANSI/TIA/EIA-569
para los ductos, pasos y
espacios necesarios para la instalación de sistemas estandarizados de
telecomunicaciones , ANSI/EIA/TIA-606 regula y sugiere los métodos para la
administración de los sistemas de telecomunicaciones . ANSI/TIA/EIA-607,
"Requisitos de aterrizado y protección para telecomunicaciones en edificios
comerciales", que dicta prácticas para instalar sistemas de aterrizado que
aseguren un nivel confiable de referencia a tierra eléctrica, para todos los
equipos , TIA/EIA TSB-67 especificación del desempeño de transmisión en el
campo de prueba del sistema de cableado UTP. Este boletín especifica las
características eléctricas de los equipos de prueba, métodos de prueba y
mínimas características de transmisión del UTP en categorías 3, 4 y 5 .
A nivel de redes de datos se considero la normativa dispuesta por la IEEE en
el proyecto 802 porque en las especificaciones que allí reposan, existe la 802.3
que tiene que ver con las arquitecturas de compartición del medio y en este tipo
de arquitectura se ubican las redes Lan como se puede apreciar más adelante.
Las principales ramas que se tienen en este proyecto 802 de la IEEE se
tienen:
•
IEEE 802.1 Protocolos superiores de redes de área local
•
IEEE 802.2 Control de enlace lógico
•
IEEE 802.3 Ethernet
•
IEEE 802.3u Fast Ethernet.
•
IEEE 802.3z Gigabit Ethernet.
•
IEEE 802.4 Token Bus (abandonado)
•
IEEE 802.5 Token Ring.
•
IEEE 802.6 Red de área metropolitana (abandonado)
•
IEEE
802.7
Grupo
de
Asesoría
Técnica
sobre
banda
ancha
(abandonado)
•
IEEE 802.8 Grupo de Asesoría Técnica sobre fibra óptica (abandonado)
•
IEEE 802.9 RAL de servicios integrados (abandonado)
•
IEEE 802.10 Seguridad interoperable en LAN (abandonado)
13
•
IEEE 802.11 Red local inalámbrica, también conocido como Wi-Fi
•
IEEE 802.12 Prioridad de demanda
•
IEEE 802.13 (no usado)
•
IEEE 802.14 Cable módems, es decir módems para televisión por cable.
•
(Abandonado)
•
IEEE 802.15 Red de área personal inalámbrica, que viene a ser
Bluetooth.
•
IEEE 802.16 Acceso inalámbrico de Banda Ancha, también llamada
WiMAX, para acceso inalámbrico desde casa.
•
IEEE 802.17 Anillos de paquetes con recuperación, se supone que esto
es aplicable a cualquier tamaño de red, y está bastante orientado a
anillos de fibra óptica.
•
IEEE 802.18 Grupo de Asesoría Técnica sobre Normativas de Radio
•
IEEE 802.19 Grupo de Asesoría Técnica sobre Coexistencia.
•
IEEE 802.20 Acceso inalámbrico de Banda ancha móvil, parecido a
IEEE 802.16 pero en movimiento.
•
IEEE 802.21 Interoperabilidad independiente del medio.
•
IEEE 802.22 Red inalámbrica de área regional 6.
2.3 MARCO TEÓRICO
Para abordar con mayor propiedad este proyecto se resaltará la importancia o
el surgimiento de la banda ancha a nivel mundial con el apoyo de teorías
expuestas y trabajos de investigación
La tecnología DSL, Digital Subscribe Line, (Línea de Abonados Digitales)
suministra el ancho de banda suficiente para numerosas aplicaciones,
incluyendo además un rápido acceso a Internet utilizando las líneas telefónicas;
acceso remoto a las diferentes Redes de área local (LAN), videoconferencia, y
Sistemas de Redes Privadas Virtuales (VPN).
6
http://preguntaslinux.usla.org.ar/showthread.php?tid=165. Noviembre 20 de 2006. 10:00 a.m.
14
XDSL esta formado por un conjunto de tecnologías que proveen un gran ancho
de banda sobre circuitos locales de cable de cobre, sin amplificadores ni
repetidores de señal a lo largo de la ruta del cableado, entre la conexión del
cliente y el primer nodo de la red. Son unas tecnologías de acceso punto a
punto a través de la red pública, que permiten un flujo de información tanto
simétrica como asimétrica y de alta velocidad sobre el bucle de abonado.
Las tecnologías xDSL convierten las líneas analógicas convencionales en
digitales de alta velocidad, con las que es posible ofrecer servicios de banda
ancha en el domicilio de los abonados, similares a los de las redes de cable o
las inalámbricas, aprovechando los pares de cobre existentes, siempre que
estos reúnan un mínimo de requisitos en cuanto a la calidad del circuito y
distancia.
Los beneficios de este renacimiento tecnológico son inmensos. Los
Proveedores de Redes de Servicios pueden ofrecer nuevos servicios
avanzados de inmediato, incrementando las ganancias y complementando la
satisfacción de los usuarios. Los propietarios de redes privadas pueden ofrecer
a sus usuarios los servicios expandidos que juegan un papel importante en la
productividad de las empresas y las impulsan a mejorar su posición
competitiva.
Las tecnologías xDSL (Digital Subscriber Line) hacen uso de la infraestructura
de cable de cobre existente, convirtiéndolo por medio de diferentes técnicas de
modulación en un medio de alta velocidad para transmisión digital de datos.
Cuenta con velocidades que varían de acuerdo con las características del par
de cobre y la distancia del punto de conexión a la central telefónica. Los
proveedores de este servicio ofrecen normalmente conexión de banda ancha a
través de tecnología xDSL, dando la posibilidad de acceder a través del mismo
medio
físico
a
Internet
de
alta
velocidad
simultáneamente.
15
y
al
servicio
telefónico
Además de lo anterior, su principal característica es la asimetría, teniendo
diferente velocidad de conexión para recibir y transmitir información de Internet,
lo cual la hace óptima para la prestación del servicio residencial, teniendo en
cuenta que para este tipo de usuarios la información que requieren bajar es
mucho mayor que la que se requiere enviar .7
Los servicios de acceso a Internet generalmente se dividen en 2 tipos accesos:
de banda estrecha y de accesos de banda ancha.
Un acceso de banda estrecha es aquel que se logra a través de una línea de
cobre tradicional, cuyas velocidades de transmisión no superan las de un
módem convencional de 56 Kbps. Lograr velocidades mayores requiere de otra
tecnología, como RDSI (Red Digital de Servicios Integrados), xDSL (Digital
Suscrriber Line), Cable módem o FTTH (Fiber to the house), a través de
tecnologías como Gigabit Ethernet, entre otros.
De acuerdo con la estandarización de la UIT, banda ancha significa Un
servicio o sistema que requiere canales de transmisión capaces de soportar
velocidades mayores que la velocidad primaria , esto implica por lo menos
velocidades de 1.5Mbps ó 2Mbps. Existen otras definiciones, tales como
Banda ancha puede ser descrita en general como la capacidad de soportar un
ancho de banda bidireccional al consumidor mayor de 128 kbps (ancho de
banda de una línea RDSI) 8.
Si bien es cierto que en los países desarrollados o con altos cubrimientos de
Internet, cuando se habla de banda ancha se refiere a velocidades superiores a
los 128 Kbps y en algunos casos superiores a 512 Kbps, para el caso
colombiano y para efectos del presente documento, la banda ancha se refiere a
cualquier servicio que permita el acceso al backbone con velocidades
7
http://www.crt.gov.co/Documentos/ActividadRegulatoria/MasificacionBandaAncha/Definiciones
RegulatoriasBA.PDF. Marzo 6 de2006. 10:00 AM.
8
Fuente: Análisis del mercado de servicios de banda ancha en Colombia. Pyramid-Cintel.
2003.
16
superiores a las ofrecidas a través de una línea convencional, lo cual no
desconoce que el objetivo es procurar conexiones superiores a los 128 Kbps.
Hasta la mitad de la década pasada las necesidades de información, tanto en
volumen como en velocidad eran soportadas sobre la infraestructura de cobre
de las empresas de telecomunicaciones, solo algunos casos obligaban a la
instalación de tecnologías adicionales, casi en su totalidad para el sector
empresarial, sin embargo a partir de la segunda mitad de los años 90 y gracias
en buena medida al auge de la Internet, la demanda por información en tiempo
real ha obligado a un rediseño total del acceso a los clientes, tanto en el
mercado masivo como corporativo, los cuales ya no se conforman con accesos
con capacidad limitada en volumen y velocidad de transmisión
9
Para afianzar lo expuesto anteriormente, a continuación se mostrara por medio
de las figuras 1, 2 y, 3; el comportamiento de la banda ancha que se presenta
actualmente a nivel mundial, en Latinoamérica y finalmente en Colombia.
Figura 1. Penetración de la banda ancha en el mundo.
Fuente. https://www.ciscoredaccionvirtual.com/redaccion/multimedia/descargar.asp
9
https://www.ciscoredaccionvirtual.com/redaccion/multimedia/descargar.asp?archivo=1029
17
En general los países desarrollados y con más alta densidad de población,
como Corea del sur o Inglaterra, son aquellos donde se observan los mayores
índices de penetración de Banda ancha, sobre la población total del 1,05%.
Colombia aun tiene un largo camino que recorrer para lograr un mayor
desarrollo y crecimiento de la infraestructura de acceso a Internet en todas las
regiones del país.
Figura 2. Penetración de banda ancha en América Latina.
Fuente. https://www.ciscoredaccionvirtual.com/redaccion/multimedia/descargar.asp
Con 431.330 conexiones de Banda ancha y una penetración sobre el total de la
población del 1.05%, Colombia es uno de los países con menor índice de
conexiones de Internet de alta velocidad en América Latina. Chile es el país de
la región que cuenta con un mayor índice de penetración con un 5.6% Si bien
Brasil cuenta con la mayor cantidad de líneas de Banda Ancha debido a la
dimensión de su mercado, la penetración es de 2.6%.
18
Figura 3. Banda ancha en Colombia, evolución de las conexiones año 2005 y
2006.
Fuente. https://www.ciscoredaccionvirtual.com/redaccion/multimedia/descargar.asp
Al primer trimestre del 2006 Colombia cuenta con 431.330 conexiones de
Banda Ancha. De diciembre de 2005 a marzo de 2006 la cantidad de
conexiones de Banda ancha registró un crecimiento del 29%.
Todas las afirmaciones anteriores están sustentadas o son tomadas de la URL
https://www.ciscoredaccionvirtual.com/redaccion/multimedia/descargar.asp,
teniendo en cuenta que Cisco Corporation es una de las empresas
multinacionales reconocidas como de las más importantes en el diseño y
construcción de soluciones a nivel de internetworking; muestra de ellos son los
recientes equipos de la serie 7600 a nivel de enrutadores que permiten
conectar a la ultima milla tanto en las redes de datos de las empresas como
con las redes de cualquier operadores de telecomunicaciones y poder brindar
servicios como IP-NGN10 y Triple Play residencial.
10
La implementación IP NGN recomendada de Cisco es el diseño ServiceFlex, que se basa en
una infraestructura Ethernet para operadores, y permite el rápido aprovisionamiento de
servicios basados en Ethernet, así como la transición a este tipo de servicios; las mejoras OAM
ayudan a los proveedores de servicios a gestionar acuerdos de nivel de servicio (SLA). Con
Cisco ServiceFlex, los servicios empresariales basados en Ethernet y los servicios triple play
residenciales, se pueden prestar con una sola infraestructura Ethernet convergente, lo que
permite a los proveedores de servicios aumentar los ingresos por cliente sin incrementos
significativos en los gastos de capital.
19
2.3.1 Redes de acceso y redes de banda ancha11 Para empezar, se exponen
de forma general y breve los diferentes niveles y tecnologías que constituyen
las redes banda ancha, cuyo embrión lo constituyeron las redes cable pero
que, actualmente, coexisten con otras tecnologías que permiten un gran ancho
de banda.
En primer lugar, analicemos el significado de la expresión red de banda
ancha . Viendo que una red es un conjunto de recursos interconectados entre
sí que, gestionados de algún modo, interaccionan para satisfacer las
necesidades de los usuarios que la utilizan; indicamos que el concepto de
banda ancha es mucho más extenso que el de todo aquel medio físico que
soporta más de un canal de voz.
Los tiempos actuales exigen un concepto de banda ancha mucho más amplio,
en el cual se ponga de manifiesto la importancia de ser transparente al usuario,
pues éste debe poder acceder a los servicios que tiene asignados sin
problemas a través de esa red de banda ancha. La integración debe ser
entendida bajo varios puntos de vista: Integración como la variedad de
servicios soportados sobre un medio de transporte digital común de las
subredes en una infraestructura de información global que se denominar red
universal, siendo Internet una buena aproximación a este concepto.
Otro aspecto a destacar es el de interoperabilidad. El objetivo fundamental de
dicha interoperabilidad es maximizar el valor de los productos existentes en el
mercado. Por otra parte, permite a los servicios alcanzar el máximo número de
usuarios
con
el
menor
número
de
aplicaciones.
En
una
red
de
telecomunicaciones se pueden distinguir cuatro niveles funcionales:
Proveedores de servicios: involucra a los encargados de generar los
contenidos multimedia, que pueden ser transmitidos en tiempo real (servicios
de distribución) o almacenados en grandes bases de datos multimedia, y
11
GORALSKI, Walter. Tecnología ADSL y xDSL. Mac Graw Hill. 2000
20
entregarlos al sistema de transporte, siendo esta la distinción entre los
proveedores de contenido y los proveedores de servicio.
Sistema de transporte: dentro del sistema de transporte de la red, se pueden
englobar todos los elementos encargados de llevar los contenidos multimedia
hasta el usuario y atender las peticiones de éste por el canal de retorno. Sin
embargo, es conveniente estructurar más la red y distinguir cuatro niveles
dentro del sistema de transporte de la red:
Red troncal de transporte: es el primer nivel de la red de transporte y se
encarga de hacer posible que la red alcance cualquier extensión geográfica.
Las redes de transporte (backbone) constituyen el sistema nervioso central de
una red de telecomunicaciones. Su capacidad dependerá de la capacidad de
comunicaciones que se quiera ofrecer mediante el sistema de acceso que se
elija. Por otra parte, una misma red de transporte puede terminar en diferentes
redes de acceso dependiendo de los servicios y los tipos de usuario.
Red de distribución: a través de la red de distribución deben llevarse a cabo
las tareas de transmisión de datos y conmutación, teniendo como misión
principal multiplexar la información proveniente de diferentes proveedores de
servicios o distintos usuarios y adaptar el sistema de transporte a las
características específicas del bucle de abonado.
A la Red de Acceso también se le llama la última milla, o la primera milla, la
infraestructura de acceso representa la última parte de la red de comunicación:
distancias de entre 100 metros y unos pocos kilómetros entre el último nodo de
conexión o de distribución y el abonado. Para bajas velocidades la solución
más difundida es mediante módems y líneas telefónicas. También se utilizan
diferentes tecnologías inalámbricas, sea ad hoc o basadas en telefonía celular.
Para altas velocidades existe una gran variedad de alternativas que se pueden
agrupar en tres categorías:
21
Basadas en líneas telefónicas: Se conocen como DSL (Digital Subscriber
Lines), Líneas Digitales de Suscritor de la que existen varias variantes tales
como ADSL, VDSL, HDSL, etcétera., agrupadas bajo la denominación genérica
xDSL, que se detallará más adelante.
Clasificación de las redes de acceso. A la hora de estudiar las diferentes
redes de acceso, se clasificarán en tres grupos:
•
Las redes de acceso vía cobre: entre las que destacan las tecnologías
xDSL.
•
Las redes de acceso vía radio: tales como MMDS y LMDS.
•
Las redes de acceso vía fibra óptica: las redes HFC, las redes PON, las
redes SDV y las redes HFR.
Redes de acceso vía cobre. Durante años se ha especulado sobre las
limitaciones de las redes telefónicas y en particular, si se podría superar los
14,4 kbit/s primero, y los 28,8 kbit/s después, utilizando pares de cobre. La
RDSI ya dio un importante paso adelante al proporcionar 192 kbit/s en su
acceso básico. Y es que potenciales alternativas al bucle de abonado como las
redes de cable o los sistemas inalámbricos de tercera generación, pasan por la
instalación de nuevos medios de transmisión de fibra en el primer caso y de
notables infraestructuras de antenas y estaciones base en el segundo, ambas
empresas muy costosas y nunca exentas de dificultades.
Dos acontecimientos importantes han impulsado a las tradicionales compañías
operadoras telefónicas a investigar una tecnología que permitiera el acceso al
servicio de banda ancha sobre sus tradicionales pares trenzados de cobre: Las
nuevas aplicaciones multimedia y el acceso rápido a contenidos de Internet.
Siguiendo básicamente los delineamientos generales de:
22
•
Conseguir el máximo aprovechamiento de los bucles locales analógicos,
diseñado para comunicaciones vocales de hasta 4KHz de ancho de banda.
(300 a 3400 Hz).
•
Incluir algún tipo de compatibilidad con los equipos vocales existentes
(teléfonos analógicos). Con la ayuda de equipos de acceso tipo módem o
terminal RDSI se pueden alcanzar los 56Kbps (V.90) ó 128Kbps (2B).
La tecnología de acceso xDSL nos ofrecen la capacidad necesaria en términos
de ancho de banda para acceder a toda clase de servicios multimedia
interactivos a través de los accesos telefónicos tradicionales. En otras palabras,
permiten convertir el bucle de abonado convencional, utilizado únicamente para
conectar el teléfono o un módem de hasta 33,6 kbit/s, en un potente sistema de
acceso a los nuevos servicios multimedia o a las redes WAN de banda ancha.
Redes de acceso vía fibra óptica. La introducción de la fibra óptica en el nodo
de acceso va a permitir el disponer de un medio de transmisión de gran ancho
de banda para el soporte de servicios de banda ancha, tanto actual como
futuro. En función de la extensión de la fibra en la red de acceso, se pueden
distinguir las siguientes topologías:
•
FTTH (Fiber To The Home): se trata de llegar con fibra óptica hasta el
hogar del abonado, directamente desde el nodo de servicio. Es la
alternativa más directa, y también la de mayor costo a la hora de
proporcionar acceso a banda ancha. Desde el punto de vista del
operador, tiene el inconveniente de que requiere una fuerte inversión en
obra civil.
•
FTTB (Fiber To The Building): en este caso, la fibra llega hasta el interior
de un edificio residencial o de negocios, existiendo una terminación de
red óptica (ONU, Optical Network Termination) para todo el edificio.
23
•
FTTC (Fiber To The Curb): el ONU y el tendido final de fibra son
compartidos por varios abonados pertenecientes a una manzana de
edificios o un área urbana de extensión reducida.
•
FTTCab (Fiber To The Cabinet): configuración muy parecida a la
anterior, con la diferencia de que el ONU es compartido por un mayor
número de usuarios y que la red de cable eléctrico es de mayor
extensión.
•
FTTExch (Fiber To The Exchange): la fibra termina en el nodo de
conmutación.
2.3.2 Normalización y surgimiento de la norma. El profundo avance de la
tecnología ha hecho que hoy sea posible disponer de servicios que eran
inimaginables
pocos
años
atrás.
En
lo
referente
a
informática
y
telecomunicaciones, resulta posible utilizar hoy servicios de vídeo conferencia,
consultar bases de datos remotas en línea, transferir en forma instantánea
documentos de un computador a otro ubicados a miles de kilómetros, desde el
computador de la oficina, el correo electrónico, para mencionar solamente
algunos de los servicios de aparición más creciente, que coexisten con otros ya
tradicionales, como la telefonía, FAX, entre otros.
Sin embargo, para poder disponer de estas prestaciones desde todos los
puestos de trabajo ubicados en un edificio de oficinas se hace necesario
disponer, además del equipamiento (hardware y software), de las instalaciones
físicas (sistemas de cableado) necesarias.
Los diversos servicios arriba mencionados plantean diferentes requerimientos
de cableado. Si a ello se le suma que permanentemente aparecen nuevos
productos y servicios, con requerimientos muchas veces diferentes, resulta
claro que realizar el diseño de un sistema de cableado para un edificio de
oficinas, pretendiendo que dicho cableado tenga una vida útil de varios años y
24
soporte la mayor cantidad de servicios existentes y futuros posible, no es una
tarea fácil.
Para completar el panorama, se debe tener en cuenta que la magnitud de la
obra requerida para llegar con cables a cada uno de los puestos de trabajo de
un edificio es considerable, implicando un costo nada despreciable en
materiales y mano de obra. Si el edificio se encuentra ya ocupado - como
ocurre en la mayoría de los casos- se deben tener en cuenta además las
alteraciones y molestias ocasionadas a los ocupantes del mismo.
Para intentar una solución a todas estas consideraciones (que reflejaban una
problemática mundial) surgió el concepto de lo que se ha dado en llamar
cableado estructurado .
El cableado estructurado, tiene como objetivo principal el proveer o establecer
servicios de telecomunicaciones en ambientes de oficina y áreas de
cubrimiento local entre y dentro de edificios cercanos o en ambientes de
campus. Brinda una administración flexible y eficiente para integrar y organizar
las redes de información otorgando una total independencia del tipo y marca de
los dispositivos que la integran o que van integrarla, así como de las
plataformas lógicas a utilizar
12
Dos asociaciones empresarias, la Electronics Industries Asociation (EIA) y la
Telecommunications Industries Asociation (TIA), que agrupan a las industrias
de electrónica y de telecomunicaciones de los Estados Unidos, han dado a
conocer, en forma conjunta, la norma EIA/TIA 568 (1991), donde se establecen
las pautas a seguir para la ejecución del cableado estructurado.
La norma garantiza que los sistemas que se ejecuten de acuerdo a ella
soportarán todas las aplicaciones de telecomunicaciones presentes y futuras
por un lapso de al menos diez años. Esto pretende, que los fabricantes del país
12
Manual de certificación en Sistema de Cableado Estructurado y equipos activos. ACIEM
2000. página 10
25
más desarrollado del mundo en lo referente a telecomunicaciones y donde se
desarrollan los sistemas que se usaran en el futuro, son quienes aseguran que
al menos durante los próximos diez años desde que se emitió la norma, todos
los nuevos productos al aparecer podrán soportarse en los sistemas de
cableado que se diseñen hoy de acuerdo a la referida norma.
Posteriormente, la ISO (International Organization for Standards) y el IEC
(Internacional Electrotechnical Commission) la adoptan bajo el nombre de
ISO/IEC DIS 11801 (1994) haciéndola extensiva a Europa (que ya había
adoptado una versión modificada, la CENELEC TC115) y el resto del mundo.
Cableado estructurado. Un sistema de cableado estructurado se define por
oposición a los problemas del cableado no estructurado, no estándar o cerrado,
o propietario de un determinado fabricante. Un sistema de cableado abierto
por otro lado, es un sistema de cableado estructurado que está diseñado para
ser independiente del proveedor y de la aplicación a la vez.
Las características claves de un sistema de cableado abierto son que todos las
outlets (salidas para conexión) del área de trabajo son idénticamente
conectados en estrella a algún punto de distribución central, usando una
combinación de medio y hardware que puede aceptar cualquier necesidad de
aplicación que pueda ocurrir a lo largo de la vida del cableado (10 años).
Estas características del sistema de cableado abierto ofrecen tres ventajas
principales al dueño o usuario:
a) Debido a que el sistema de cableado es independiente de la aplicación y del
proveedor, los cambios en la red y en el equipamiento pueden realizarse por
los mismos cables existentes.
b) Debido a que los outlets están cableados de igual forma, los movimientos de
personal pueden hacerse sin modificar la base de cableado.
26
c) La localización de los dispositivos de red en un punto central de distribución,
en general un closet de telecomunicaciones, permite que los problemas de
cableado o de red sean detectados y aislados fácilmente sin tener que parar el
resto de la red.
Figura 4. Cableado estructurado.
Subsistem
Campus
Horizon
Intra-building
Work
Equipme
Administra
Fuente: 3M Volition Colombia Structured Cabling Solutions.
Al diseñarse e implementarse una red de área local (LAN), se debe considerar
el concepto de topología, debido a que este permitirá diferencia en primera
instancia, la forma como se deben conectar los equipos a través de interfaces
físicas (cables de conexión cruzadas o cables uno a uno) y que se conoce con
el nombre de topología física, del concepto de topología lógica que se
encarga de indicar la forma como las máquinas acceden al medio de
transmisión para realizar a través de él, el envió de los datos.
En las redes de datos se diferencian tres tipos de topologías físicas como son:
topología bus de datos, topología en anillo y topología en estrella.
De estos tipos de topología, las denominadas bus de datos y en anillo, han
caído en desuso debido que su ancho de banda (5 y 20 Mhz) y la velocidad de
27
(1 y 20 Mbps) no brindaron a partir de la década de los 90s
aparición de
aplicaciones multimedia - calidad en la transmisión de la señal.
Topología En Estrella. Esta topología consiste en un nodo central del cuál
salen los cableados para cada estación; las estaciones se comunican unas con
otras a través del nodo central (ver figura No.5 página 28) ; existen dos formas
de funcionamiento de este nodo: este nodo es un repetidor de las tramas que le
llegan, en cuyo caso, la red funciona igual que un bus; otra forma es de
repetidor de las tramas pero sólo las repite al destino
almacenado
tras haberlas
13
.
Figura 5. Topología física en estrella
Fuente: 3M Volition Colombia Structured Cabling Solutions
Una ventaja de esta configuración, es que cada conexión no tiene que soportar
múltiples PCs en competencia por acceso, de manera que es posible lograr
altas frecuencias de transferencia de datos (aunque la máquina central deba
ser bastante rápida).
13
Cisco Catalyst 3550 Series
http://www.cisco.com/en/US/products/hw/switches/ps646/products_data_sheet09186a0080091
3d7.html
28
Al diseñarse una topología de tipo estrella y considerando la figura 5, entre
otros elementos que se deben considerar en su implementación tenemos:
•
El Cuarto de Telecomunicaciones (CT), porque es un área física dentro
de un edificio empleada para el uso exclusivo de equipo asociado con el
sistema de cableado de telecomunicaciones. El espacio del cuarto de
telecomunicaciones no debe ser compartido con instalaciones eléctricas
que no sean de telecomunicaciones. El cuarto de telecomunicaciones
debe ser capaz de albergar equipos de distribución e interconexión
como switches y routers, módems, además de los gabinetes o racks, las
terminaciones de cable y cableado de interconexión asociados, equipos
de computo a nivel de servidores, etcétera.
El diseño de cuartos de telecomunicaciones debe considerar, además de
voz y datos, la incorporación de otros sistemas de información del
edificio tales como televisión por cable (CATV), alarmas, seguridad,
audio y otros sistemas de telecomunicaciones. Todo edificio debe contar
con al menos un cuarto de telecomunicaciones o cuarto de equipo. No
existe un límite máximo en la cantidad de cuartos de telecomunicaciones
que puedan haber en un edificio.
•
Los Closet de telecomunicaciones o Gabinetes son pieza fundamental
en la implementación de una topología en estrella debido a que son los
que se encargan de permitir la administración flexible y un mejor control
de todas las conexiones que correspondan a la red de datos.
Un closet de telecomunicaciones o gabinete, está colocado dentro de un
área del edificio con el propósito de alojar en él los equipos asociados
con el sistema de cableado para telecomunicaciones, así como las
terminaciones de los cables horizontales y los cables Verticales o
Backbone.
Toda red debe tener al menos un (1) gabinete de telecomunicaciones,
sin
que
esto
sea
un
límite
29
para
el
número
de
closet
de
telecomunicaciones que pueda tener. Las siguientes pueden ser tres (3)
de las aplicaciones que se les puede dar a un gabinete de
telecomunicaciones.
o Una de las funciones de un gabinete es la de alojar los cables de
distribuciones horizontales, los cuales son terminados con
hardware de conexión compatible.
o Alojar las conexiones de backbone. Los gabinetes pueden alojar
las terminaciones
mecánicas (match panels RJ-45 y de fibra
óptica) para una parte del sistema de cableado horizontal y del
cableado vertical. El gabinete ofrece facilidades (espacio,
potencia, aterrizamientos, etcétera) para los dispositivos pasivos
o cross connect, y activos, usados en las interconexiones de los
sistemas tanto horizontales como verticales.
o Facilidades de entrada. Un gabinete puede ser usado para
contener una facilidad de entrada entre edificios
14
.
A nivel de este elemento pasivo se distinguen dos tipos de gabinetes:
principal y secundario.
En una red de datos solo debe existir un gabinete primario debido a que
en el se conectan todos los equipos a nivel de computo, de distribución e
interconexión de la red porque este se constituye en el eje de la red de
área local (LAN). A continuación se explica la forma más indicada para
diseñar e implementar
un gabinete principal que permita una
administración flexible.
La administración de voz y datos horizontales se define colocando un
(1) campo de patch panel, para recibir el cableado UTP de cuatro (4)
pares horizontales, que atiende las salidas de telecomunicaciones
definidas inicialmente como datos, estos paneles se llamarán patch
panel horizontales de datos. De forma similar se coloca otro campo de
14
DELGADO R. Juan Gabriel. Curso de cableado estructurado y equipos activos. ACIEM.
2000. Página 21
30
paneles para recibir el cableado UTP de cuatro (4) pares que atienden
las salidas de telecomunicaciones definidas inicialmente como voz, estos
panels se llamarán patch panel de voz.
Después de colocar los paneles de conexión, se debe colocar otro
campo para recibir la acometida desde la central telefónica y por último
un campo de panels que recibe la acometida que va hacia los demás
gabinetes o backbone a cada armario o centro de administración
secundaria. Así como paneles para recibir las extensiones por multiplicar
que entrega la central telefónica. Existirá un campo de patch panel de
datos vertical, conformado por los panales que van a atender los
gabinetes secundarios, por medio de fibra óptica para datos
15
.
Figura 6.Gabinete o closet de telecomunicaciones
Fuente: 3M Volition Colombia Structured Cabling Solutions.
El gabinete secundario se arma de acuerdo a las necesidades de la
organización que lo requiere. Normalmente se ubican tanto los campos
de patch paneles tanto de voz como de datos, para recibir en ellos las
salidas de telecomunicaciones horizontales de voz y datos. Una
diferencia notable de este tipo de gabinete con respecto al primario, es
15
Ibíd. DELGADO R, Juan Gabriel, Página 21
31
que en el secundario no se ubican dispositivos de red que vayan a
establecer conexiones jerárquicas con el nivel de Core o núcleo de la red
para realizar internetworking.
Otro elemento pasivo a considerar en la topología estrella a nivel físico
es el cable a utilizar. De acuerdo al estándar 568B, el cable a utilizar es
el par trenzado sin apantallar o UTP. A continuación se relaciona el
fundamento básico de este tipo de cable
Par Trenzado Sin Apantallar (UTP). Es el soporte físico más utilizado en
las redes de área local, porque es económico y es de muy fácil
instalación y administración. Por él se pueden efectuar transmisiones
digitales (datos) o analógicas (voz). Consiste en un mazo de
conductores de cobre (protegido cada conductor por un dieléctrico), que
están trenzados de dos en dos para evitar al máximo la diafonía. Un
cable de pares trenzados pueden tener pocos o muchos pares; en
aplicaciones de datos lo normal es que tengan 4 pares. Uno de sus
inconvenientes es la alta sensibilidad que presenta ante interferencias
electromagnéticas
16
Los cables de categoría 5 son los UTP con más prestaciones de los que
se dispone. Soporta transmisiones de datos hasta 100 Mbps para
aplicaciones como TPDDI (FDDI sobre par trenzado).
Cada cable en niveles sucesivos maximiza el traspaso de datos y
minimiza las cuatro limitaciones de las comunicaciones de datos:
atenuación, crosstalk, capacidad y desajustes de impedancia.
El cable UTP categoría 5 posee 4 pares bien trenzados entre sí y de
acuerdo con el estándar 568B, área de trabajo, determina las
recomendaciones T568A y T568B para llevar a cabo la terminación
mecánica entre el cable y el Plug RJ45 (Ver figura No. 7 página 33).
16
COMER, Douglas. Redes Globales de Información con internet y TCP/IP. EditorialPrentice
Hall Hispanoamericana S.A. Naucalpan de Juárez, México,1996
32
Figura 7. Terminación mecánica Plug RJ45 con Cable UTP
Fuente: Revista INGENIUM - USB. ISSN 0124-7492, Artículo Cableado estructurado:
Reto de conectividad en las redes modernas. Pág.: 42. Jun-Dic de 2005
Como se puede apreciar en la figura anterior, al elaborar los patch cords
(cables de conexión) este debe elaborarse cumpliendo con los códigos
dispuestos por la EIA/TIA en el estándar 568B (Área de trabajo). En la siguiente
tabla se ilustra la forma como se debe relacionar las recomendaciones T568A y
T568B con los códigos de color.
Tabla 1. Estándar 568B, Conectorización Par trenzado UTP Categoría 5 y 5E
Contacto
T568A
(recomendado)
T568B
1
Blanco/verde
Blanco/naranja
2
Verde
Naranja
3
Blanco/naranja
Blanco/verde
4
Azul
Azul
5
Blanco/azul
Blanco/azul
6
Naranja
Verde
7
Blanco/marrón
Blanco/marrón
8
Marrón
Marrón
9
Masa
Masa
33
Figura 8 Recomendaciones T568A y T569.
Fuente: 3M Volition Colombia Structured Cabling Solutions
En la figuras anteriores se observa la forma como se debe aplicar las
recomendaciones T568A y T568B para realizar las terminaciones mecánicas
entre un PLUG RJ45 y un cable par trenzado categoría 5 o 5E para elaborar un
Patch Cord o cable de conexión a nivel de área de trabajo, según el estándar
568B de la EIA/TIA.
Los parámetros eléctricos que se deben medir al certificar un tendido de
cableado a través de un equipo certificador como un penta scanner o un
omniscanner son los siguientes:
•
Atenuación en función de la frecuencia (dB).
•
Impedancia característica del cable (Ohms).
•
Acoplamiento del punto más cercano (NEXT- dB).
•
Relación entre Atenuación y Crostalk (ACR- dB).
•
Capacitancia (pf/m).
•
Resistencia en DC (Ohms/m).
•
Velocidad de propagación nominal (% en relación C).
•
Distancias permitidas.
El total de distancia especificado por norma es de 99 metros. El límite máximo
que se debe considerar en un cable horizontal
17
es 90 mts y no está permitido
excederse de esta distancia, por que esto puede traer problemas a nivel de
17
Se define cableado horizontal al tramo de cable que se extiende desde el faceplate
incluyendo hasta las terminaciones mecánicas de la conexión cruzada o cross connect.
34
atenuación o pérdida de la energía de la señal que se transfiere a través del
cable.
En cuanto los patch cord o cables de conexión, de acuerdo al estándar 568B la
distancia que debe tener en el Patch Panel (Panel de conexión) debe ser de 6
mts, y en área de trabajo o puesto de trabajo la conexión a la computadora
desde el punto de red debe ser de 3 mts.
En la tabla 2 se aprecian las características que se deben considerar para la
certificación de un cable par trenzado categorías 5 y 5e para establecer un
enlace de conexión básico o un enlace de tipo permanente; y la tabla 3,
muestra un comparativo entre los diferentes cables que se pueden utilizar en
las topologías físicas anteriormente mencionadas.
Tabla 2. Características del cable categoría 5.
Cable UTP Categoría 5
Impedancia
Resistencia DC (loop)
Velocidad de Propagación
Resistencia del Aislamiento
Atenuación a 4 MHz
Atenuación a 10 MHz
100 Ohmios
19.2 Ohmios / 100 mts
0.6 c
150 Microhmios / Km.
4.3 dB / 100mts
6.6 dB / 100mts
Fuente. León-García, Alberto / Widjaja, Indra. Redes de Comunicación Editorial Mc Graw Hill,
España, 2002.
Al Igual que elementos anteriores, existen otros elementos pasivos que
cumplen funciones concretas en el diseño e implementación de una topología
física como son los especificados en el estándar 569. Este estándar que tiene
como propósito indicar prácticas específicas de diseño y construcción dentro y
35
entre edificios de las vías, espacios y áreas para los medios de
comunicaciones y sus equipos
18
•
Ductos Bajo Piso.
•
Piso Falso.
•
Conduits.
•
Bandejas Porta-Cable.
•
Canaletas Perimetrales.
•
Techo Falso y Bajantes.
, incluye los siguientes elementos:
Tabla 3. Tipos de Cables.
Par Trenzado
sin blindaje
Si
Par Trenzado
Blindado
Si
Coaxial
Fibra Óptica
Si
Si
Medio
Si
Si
Si
Si
No
Si
Medio
Si
Si
Si
Si
No
Si
Alto
Si
Si
Si
Si
Si
Si
Muy Alto
Si
Si
Si
Si
Si
Si
100 m
65 Mhz
100 m
67 Mhz
500
(Ethernet)
Inmunidad
Electromagnética
Limitada
Media
Media
2 km (Multi.)
100 km
(Mono.)
Alta
Seguridad
Coste
Baja
Bajo
Baja
Medio
Media
Medio
Alta
Alto
Tecnología
ampliamente
probada
Ancho de banda
Hasta 1 Mhz
Hasta 10 Mhz
Hasta 20 Mhz
Hasta 100 Mhz
27 Canales video
Canal Full
Duplex
Distancias
medias
Fuente. León-García, Alberto / Widjaja, Indra. Redes de Comunicación Editorial Mc Graw Hill,
España, 2002.
Arquitectura de compartición del medio. La norma 100baset (IEEE 802.3U).
Durante los años 80, la tecnología dominante en las LAN eran las redes de tipo
Ethernet, cumpliendo estas las exigencias de ancho de banda en la mayoría de
18
Ibíd. DELGADO R. Juan Gabriel. Página 62
36
los casos. La década de los 90s revoluciona las redes de área local, con la
aparición de las aplicaciones multimedia, las cuales llegaron a exigir capacidad
de recurso tanto físicos (equipos) como de ancho de banda. A partir de este
acontecimiento surge la evolución en las redes donde los equipos conectados a
un medio de transmisión lo comparten para poder comunicar datos entre un
computador y otro.
La IEEE a partir de las alianzas estratégicas formuladas entre los diferentes
fabricantes de equipos, dispositivos de red, elementos pasivos, como Asante,
Bay Network, Chipcom, Digital, IBM, 3COM, Cisco, Avaya, Beldem entre otros;
especifica sobre el proyecto 802, nuevas versiones de redes de área local que
satisfagan el ancho de banda y la velocidad de transmisión para garantizar la
calidad de la señal a transmitir.
Inicialmente surge la especificación IEEE 802.3u o conocida como Fast
Ethernet. Fast Ethernet surge con el objetivo principal de asegurar la migración
o la escalabilidad de la Ethernet tradicional a 802.3u manteniendo los principios
básicos de 802.3 como es el protocolo de transmisión CSMA/CD, la estructura
para diseñar red Fast Ethernet (topología física, tipo de arquitectura, método de
acceso, velocidad de transmisión, el tipo de cable, etc.), la trama, entre otros.
Adicional esta especificación (802.3u) contribuye en la nueva estructura
considerando inicialmente la tecnología de codificación en línea (MLT_3) que
permite transmisiones a 100 Mbps tanto en Fast como en su interconexión a
través de FDDI (Interfaz de datos distribuidas por fibra óptica), y como segundo
con la especificación MII o interfaz independiente al medio, la cual soporta
transceiver externos para la capa física equivalente a un AUI (Interfaz de
usuario adjunta) para realizar conexiones con par trenzado UTP 100BASET4.
Características de Fast Ethernet. Llamado también 100baseT porque es 10
veces más rápido que 10 BaseT, no se refiere al tipo del cable sino a la
velocidad que puede llegar alcanzar la información que viaja a través de él.
Como Fast Ethernet emplea el mismo protocolo (CSMA/CD) y método de
37
acceso (MAC)
permite que la DATA pueda moverse fácilmente de nodos
100BaseT a nodo 10BaseT sin la necesidad de protocolos de traducción. Esta
características permite introducir en las redes Ethernet 10 BaseT existentes,
tecnologías Fast Ethernet sin la necesidad de cambiar el cableado actual, sino
solo utilizar dispositivos de red mixto 10/100 y tarjetas de red (NIC) Fast
19
La arquitectura de red del estándar 100BaseT esta compuesto de cinco
especificaciones: estos definen la subcapa MAC, el MII, y las tres capas físicas
(100BaseT4, 100BaseTx y 100BaseFx).
La subcapa MAC, tiene un retraso máximo de 50 microsegundos y un tamaño
mínimo de trama de 512 bits; el intervalo de FRAMEs es de 0.96
microsegundos y mantiene las funciones de control de error de Ethernet y no
requiere de traducción de protocolo para moverse entre Ethernet y fase.
La Interfaz Independiente del medio (MII) es una especificación que define
una interfaz estándar entre la MAC y cualquiera de las capas físicas (100Bast4,
Tx y Fx), su función principal es la capa de convergente; es hacer uso de rango
de BIT más alto y diferente tipos de medio transparentes a la MAC.
La capa física de Fast Ethernet para 100BaseT4 define la especificación para
100BaseT como 4 pares de categoría 5 UTP. T4 es Half duplex que usa 3
pares para transmisión de 100 Mbps y el cuarto par para la detección de
colisión, recibir y utiliza un código ternario de 3 niveles conocido como 8B6T
para codificaciones binarias; esta reduce el rango de reloj a 25 Mhz con el cual
se cumple con los limites.
100BaseTx posee un sistema similar a 10BaseT donde un par se usa para
transmitir con frecuencias de operación de 125 Mhz al 80% de eficiencia para
permitir codificaciones 4B/5B y el otro par se usa para detección de colisiones y
recibir. 4B/5B es un esquema que usa 5 Bits de señal para cargar 4 bits de
19
Asante Technologies
Fast Ethernet
parte 1 http://www.asante.com/products.
38
datos. Tiene 16 valores de datos, 4 códigos de control y un código de ocio que
no se usa.
100Base Fx, define la especificación para 100BaseT a través de dos hilos de
fibra óptica. Utiliza un par para transmitir y el otro para detección de colisiones
y recibir. Su canal de señalización esta basado en las capas físicas de FDDI.
La fibra óptica recomendada para redes de área local es la fibra Multimodo de
62.5/125 micrómetros y determina una distancia máxima de 400 metros.
En la siguiente tabla se ilustra los protocolos de media que se utilizan en la
subcapa física para la red de datos Fast Ethernet.
Tabla 4. Protocolo de media para Subcapa Física en Fast Ethernet.
Protocolo de Media
Tipo de Cable
Longitud
100BaseTx
Par Trenzado UTP Categoría 5
90 Metros
Par Trenzado STP 150 Ohmios
90 Metros
Multimodo 62.5/125
400 Metros.
100BaseFx
100BaseT4
Par Trenzado UTP Categoría 5
39
400 Metros.
3. METODOLOGÍA.
3.1 ENFOQUE DE LA INVESTIGACIÓN
El análisis y diseño de la red de acceso y distribución para los servicios de
banda ancha basada en la tecnología XDSL en el colegio John F Kennedy del
Municipio de Arbeláez en el Departamento de Cundinamarca, es un trabajo que
adoptará tecnología vigente para que la solución propuesta satisfaga las
necesidades del colegio; por lo tanto el proyecto a desarrollar es un estudio
EMPIRÍCO - ANALÍTICO debido a que se proporcionarán conocimientos
procedentes de campos académicos habitualmente separados y se aplicarán
sobre un caso real. Además que el interés del mismo es el técnico, orientado a
la interpretación y a la adaptación de la tecnología.
3.2 LÍNEAS DE INVESTIGACIÓN
De acuerdo a los lineamientos de la Universidad y del centro de investigación
bonaventuriano (CIB) para la investigación, El proyecto se enmarca dentro de:
3.3
•
Línea de investigación: Tecnología actual y sociedad.
•
Sublínea de investigación: Sistemas de información y comunicaciones.
•
Campo temático: Convergencia de redes y servicios.
TÉCNICAS DE RECOLECCIÓN DE INFORMACIÓN.
En la recolección de datos para la realización de cualquier proyecto existen
diferentes técnicas, las cuales sirven como instrumento de medida para la
aprobación del mismo. En el caso del diseño la red de acceso y distribución
para los servicios de banda ancha basada en la tecnología XDSL en el colegio
John F Kennedy del Municipio de Arbeláez en el Departamento de
Cundinamarca , se realizaron encuestas a los estudiantes, profesores y
40
directivos del plantel, para observar la necesidad de implementar nuevas
formas de comunicación utilizando tecnologías de punta a través de la red
pública conmutada.
Adicionalmente se llevaron a cabo visitas de campo para poder dimensionar el
área y recopilar la información acerca del aula y su conformación en general.
3.4 POBLACIÒN Y MUESTRA
La población de estudio fueron los
habitantes del municipio de
Arbeláez
del departamento de Cundinamarca,
fundado en el año de 1870, cuenta con
23.420 personas dentro de las cuales en
un 35 % son niños. Es un municipio
ubicado a 82 Km. de Bogotá en el cual
se encuentran legalmente construidos
1176
predios
incluidos
los
entes
gubernamentales. La muestra tomada
de esta población tiene un tamaño de
130 personas, dentro de las cuales hay
estudiantes,
profesores
y
jefes
de
hogar.20
http://www.cundinamarca.gov.co
El instrumento de medición fue una encuesta que contiene 5 preguntas (Ver
anexo A).
3.5 HIPÓTESIS
Debido a la ausencia de una adecuada infraestructura de telecomunicaciones
en el colegio John F. Kennedy y de acuerdo a esta propuesta tecnológica,
20
http://www.cundinamarca.gov.co/cundinamarca/municipios/frm_municipio.asp Marzo 17 de 2006.
4:00PM
41
permitirá al plantel educativo generar soluciones tecnológicas integrales que
traerán transformaciones sociales al contar con una nueva arquitectura de red
que garantice el acceso a Internet y una amplia distribución de aplicaciones, a
través del servicio de banda ancha (xDSL).
3.6 VARIABLES
3.6.1 Variables independientes
•
Flujo de tráfico en la red.
•
Ancho de banda.
•
Técnicas de enrutamiento.
3.6.2 Variables dependientes
•
Prestación de nuevos servicios.
•
Desempeño.
•
Retardos y tiempo de respuestas altos.
42
4. DESARROLLO INGENIERIL
La metodología utilizada para desarrollar el proyecto Diseño de la red de
acceso y distribución para los servicios de banda ancha basada en tecnología
DSL en el Colegio John F. Kennedy en el Municipio de Arbeláez , está
determinada por los siguientes pasos:
Primero, la metodología a utilizar es producto de una combinación de otras
metodologías como PMI (Project Management Institute), PRINCE-PRINCE y la
gestión de proyectos de los que se extrajeron los parámetros que a criterio se
deben considerar para llevar a cabo el diseño de la red de área local del
Colegio John F. Kennedy en el municipio de Arbeláez.
Las etapas a considerar en el proyecto fueron las siguientes:
Fase de Análisis. En esta fase haciendo uso de los instrumentos que se
aplicaron (encuestas y visitas de observación) se realizó la caracterización o
identificación de la red actual desde el aspecto administrativo como técnico:
considerando entre otros aspectos el hardware (estaciones de trabajo,
impresoras, switches, etcétera) y software (aplicaciones de desarrollo,
especificas, bases de datos, accesos a Internet y a la información en
repositorios, entre otros), servidores (instalación de sistema operativo,
configuración de servicios), grupos de trabajos (usuarios con privilegios y
consumo de gran capacidad de recurso), cableado estructurado (tendido del
cableado de acuerdo a los estándares de la EIA/TIA) y, ancho de banda (tráfico
y consumo de canal) con el objeto realizar un diagnóstico y establecer las
recomendaciones del caso.
Fase de Diagnóstico y Recomendaciones. Esta fase inicialmente y a partir
de la información recopilada en la fase de análisis, se centra en la
43
determinación de los diferentes problemas encontrados en la red actual tanto
del orden físico (equipos de cómputo y equipos de distribución en la red LAN)
como lógico (servicios de red implementados, configuración del sistema
operativo y aplicaciones instaladas)
En
esta
etapa
del
proyecto
igualmente
se
hace
entrega
de
las
recomendaciones o alternativas de solución a nivel general a los problemas
detectados para posteriormente llevar acabo la planeación tanto a nivel
estratégico∗ como operacional∗∗.
Para que exista uniformidad en el diagnóstico como en las recomendaciones
se generara considerando los siguientes aspectos: hardware, software,
servidores y cableado estructurado. La parte correspondiente a energía,
conmutación, transmisión y el enlace WAN,
serán competencia de otros
grupos que integran el proyecto macro.
Fase de Diseño. El diseño que se entrega al colegio John F. Kennedy está
referenciado por el siguiente modelo de tareas.
Como se puede apreciar en la figura 9 Página 45, el modelo de tareas permite
subdividir el diseño de la red en tres partes: la primera se centra en desarrollar
un diseño lógico cuya finalidad es la de relacionar todo lo pertinente a la
implementación y configuración de la red por los modelos de direccionamiento
y esquema de nombres; los protocolos adecuados por enlace, enrutamiento,
transporte y de red; la instalación del sistema operativo y configuración de
servidores a nivel de usuarios, impresoras, archivos, DHCP y DNS; la
seguridad para el acceso a la información almacenada, y acceso a Internet.
La segunda parte que se contempla en el diseño de red corresponde al diseño
físico, en el cual se trabajara lo correspondiente a la conexión de los equipos
∗
Esta planeación relaciona lo que es necesario con la posibilidad de satisfacer los
requerimientos del cliente.
∗∗
se refiere a las inversiones necesarias en un área específica y en un periodo de tiempo
determinado.
44
en el laboratorio o aula de informática, el acceso al medio para transmitir, la
jerárquica de la red, el tendido de cable en el área física del aula y la selección
de la tecnología apropiada a nivel de hardware y la media para la implantación
de la red LAN.
Figura 9. Modelo de tareas para diseñar la red LAN.
Fuente: MÉNDEZ A. Iván Metodología DLAN_RAI para diseñar redes LAN. Página 25, año
2000.
Finalmente en esta fase como se puede apreciar en el modelo de tareas, se
tendrá en cuenta la elaboración de la documentación referente al diseño que se
dejará en el colegio como las pruebas pertinentes para la socialización del
proyecto.
45
Todas las fases descritas anteriormente se desarrollarán sobre una plataforma
de verificación y control para garantizar la calidad del proyecto durante todo su
desarrollo. (Ver Figura 10 Página 46).
Figura 10. Metodología para el desarrollo del proyecto.
Fase de Análisis
Fase de Diagnóstico y
Recomendaciones
Fase de Diseño
Control y aprobación gerencial
Fuente: MÉNDEZ A. Ivan Pag. 34. Adapatación de la metodología de RAI Tecnología. 2001.
4.1. FASE DE ANÁLISIS
Como se mencionó en el ítem de metodología, la presentación y el análisis de
resultados se hará considerando los siguientes aspectos: hardware, software,
servidores y, cableado estructurado.
En esta fase no se consideran los ítems - de acuerdo a Cisco Corporation
como grupos de trabajo avanzados porque no existe trabajo en red, por
consiguiente no hay accesos ni locales, ni remotos, tan poco se han
46
configurado los usuarios en el sistema operativo como locales o globales, no
hay VLANs, entre otros.
Tan poco se analiza el concepto de ancho de banda21 porque no existe un
canal de comunicaciones ni una tecnología WAN que permita acceder a
Internet ni a ningún servicio de valor agregado telemático.
En lo pertinente al hardware se evaluarán los equipos de cómputo que existen
en el colegio con el fin de determinar su capacidad física con respecto a las
aplicaciones; es decir, se analiza si estos se encuentran aptos para el trabajo
en red de acuerdo a las exigencias de las aplicaciones que estos deben correr.
Con respecto al ítem de software, se evaluarán las aplicaciones que se
encuentren instaladas en cada una de las máquinas o estaciones de trabajo del
aula. Se debe entender por aplicaciones en general, las de desarrollo
motores y manejadores de bases de datos, motores de búsqueda,
herramientas
de
desarrollo
como
programas
visual
y
lenguajes
de
programación, entre otros, y las especificas como Word, Excel, Power Point y
cualquier otra herramienta de de oficina.
Con respecto al ítem de servidores, en la fase de análisis no se tendrá en
cuenta porque actualmente el colegio no cuenta con un equipo de cómputo que
cumpla con esta función.
Igualmente se aclara que esta actividad corresponde a qué tipos de servicios
de red se van instalar y configurar sobre el sistema operativo de red (NOS) que
se recomendará para el aula de informática.
Respecto al cableado estructurado se evaluará el tendido de cable que
actualmente tiene el aula y se analizara si cumple con los estándares
dispuestos por la ANSI/EIA/TIA para transmitir datos.
21
Es la capacidad total de un canal de comunicaciones medido en Hertz (Hz), es la diferencia
entre las frecuencias más alta y más baja capaz de ser llevadas por un canal .Tomado del libro
Comunicación entre Computadoras y tecnologías de redes de Michael Gallo. Página 588.
47
Seguido a la explicación de las actividades se realizarán en cada uno de los
ítems propuestos para realizar la fase de análisis, a continuación se detallará la
caractererización o identificación de la red existente en el colegio John F.
Kennedy.
4.1.1 Hardware. Este aparte de la fase de análisis como se mencionó
anteriormente, se centra en hacer una evaluación de cada uno de los equipos a
nivel de cómputo, impresoras, dispositivos de red, entre otros que actualmente
se encuentran en el aula de informática del colegio.
Al evaluar una red, se hace indispensable considerar el análisis de los
diferentes tipos de equipos que intervienen en ella como son los
computadores, los hubs, los switch, los router; porque sus componentes
básicos entre otros como el procesador, la memoria, las tarjetas adaptadoras
de red (NIC), la misma configuración y las unidades de almacenamiento como
unidades de disco pueden causar problemas a nivel de rendimiento o cuellos
de botella.
Para realizar esta actividad, se utilizo como herramienta a nivel de software
AIDA32, que se caracteriza por permitir evaluar no sola las características
físicas reales de los equipos, sino que permite analizar el desempeño de las
mismas por los componentes más relevantes.
Actualmente el aula del colegio John F. Kennedy cuenta con un total de 12
equipos a nivel de cómputo y a continuación en la siguiente tabla se detallarán
cada uno de los componentes mencionados anteriormente.
48
Tabla 5. Equipos de cómputo existentes en el Colegio
Cant. de
Procesador
Memoria
Equipos
NIC
RAM
Disco
Duro
Intel(R) PRO/100 VM
3
Intel Pentium III
64 MB
Intel Pentium 4 de
5
1800 MHz (4.5 x
Network Connection
10GB
Intel(R) PRO/100 VM
256 MB
Network Connection
60 GB
400)
Intel Celaron
3
500 MHz
de
Intel(R) PRO/100 VM
64 MB
Network Connection
4 GB
En la tabla anterior sólo se presentan las características físicas de once (11)
equipos porque existe un equipo (el doceavo) fuera de servicio por problemas
de fuente de poder.
TERE PARNELL en su libro Guía de Redes de Alta Velocidad, menciona en el
capítulo uno titulo necesita realmente una red de alta velocidad , que al
caracterizar una red de datos en el aparte de hardware, se debe tener en
cuenta sólo el 30% de las máquinas existentes; pero esta afirmación no se
cumple al analizar las máquinas en el colegio debido a que sólo existen 12
computadores. Por consiguientes el análisis se centrará en el total de equipos
que actualmente hay en el aula de informática.
De estas máquinas se evaluó con la herramienta antes mencionada el
procesador, la utilización de la memoria cache, el swapping22 o utilización e
intercambio de disco y las interfaces entre los componentes, ya que estos
aspectos son relevantes para el buen funcionamiento de cualquier equipo de
cómputo.
22
Se debe entender por Swapping, al intercambio de procesos entre la memoria, el procesador
y el disco duro de una computadora.
49
Del objeto procesador se evaluó el contador velocidad real del procesador
por ser un factor importante que afecta el rendimiento del computador, debido a
que un equipo muy utilizado con un procesador que no es apropiado (sobre
todo en los servidores) simplemente no puede hacer frente a las peticiones de
datos que recibe. Otros contadores evaluados en el ítem de hardware fueron
los siguientes:
Porcentaje de tiempo de interrupción es el porcentaje de tiempo que el
procesador ha empleado atendiendo interrupciones de hardware. Cuando un
dispositivo de hardware interrumpe al procesador, se ejecuta el Manejador de
interrupciones que atiende la condición, generalmente para señalizar que la
operación de E/S ha sido completada y probablemente para pedir otra
operación de E/S pendiente, parte de este trabajo debe hacerse en una
llamada a procedimiento diferida (vea % de tiempo de DPC.) Sin embargo, el
tiempo utilizado en DPC no se cuenta como tiempo de en interrupciones. Las
interrupciones se ejecutan en modo privilegiado, por lo tanto este es un
componente de Procesador: porcentaje de tiempo en modo privilegiado. Este
contador puede ayudar a identificar el origen de un exceso de tiempo
consumido en modo privilegiado.
El tiempo de procesador se expresa como un porcentaje del tiempo que un
procesador invierte ejecutando un subproceso activo. Este contador se diseñó
para ser un indicador primario de la actividad del procesador. Se calcula
midiendo el tiempo que el procesador invierte en ejecutar el subproceso del
proceso inactivo en cada intervalo de tiempo dado, y sustrayendo ese valor de
100%. (Cada procesador tiene un subproceso inactivo que consume ciclos
cuando otros subprocesos no están preparados para ejecutarse). Se puede ver
como el porcentaje del intervalo dado invertido en hacer trabajo útil. Este
contador muestra el porcentaje medio de tiempo ocupado observado durante
un intervalo dado. Se calcula monitorizando el tiempo que el servicio ha esta
inactivo, y sustrayendo este valor a 100%.
50
Tiempo de usuario es el porcentaje de tiempo de procesador empleado en
modo usuario con subprocesos activos. Todo el código de aplicaciones y de
subsistemas se ejecuta en modo usuario. El motor de gráficos, los
controladores de dispositivos gráficos, los de impresoras y el administrador de
ventanas también se ejecutan en modo usuario.
Con respecto a los componentes u objetos como la Memoria RAM, la Memoria
CACHE, el DISCO se consideraron en el análisis los siguientes contadores.
•
Memoria
Páginas de salida por segundo es el número de páginas que se escriben en
disco porque se han modificado en la memoria principal.
Páginas por segundo es el número de páginas leídas o escritas en disco
(Swapping) para resolver referencias de memoria a páginas que no estaban en
la memoria en el momento de la referencia.
Es la suma de Páginas de
entrada/s. y Páginas de salida/s. Este contador incluye el tráfico de páginas por
parte de la memoria caché del sistema para acceder a datos de archivos para
aplicaciones. Este valor también incluye las páginas desde-hacia archivos de
memoria que no utilizan caché. Este es el contador principal para observar si le
afecta una presión de memoria excesiva (es decir, thrashing) y la existencia de
una paginación excesiva.
Uso máximo de los Bytes de caché es el valor máximo de los Bytes de caché
desde la última vez que se reinició el sistema. Es posible que este valor sea
mayor que el tamaño actual de la caché. Bytes de caché es la suma de de los
contadores de Bytes residentes en la caché del sistema, los Bytes residentes
en el controlador del sistema, los Bytes residentes en el código del sistema y
los Bytes residentes en el conjunto paginado. Éste equipo muestra sólo el
último valor observado. No es un promedio.
51
Total de bytes de controladores del sistema es la cantidad de bytes
paginables en todos los demás controladores de dispositivos cargados.
Porcentaje de bytes asignados en uso es la proporción de bytes en uso con
respecto al límite de asignación. Representa la memoria virtual en uso. El límite
de asignación puede cambiar si se extiende el archivo de paginación. Se trata
de un valor instantáneo, no de un promedio.
Bytes de caché es la suma de de los contadores de Bytes residentes en la
caché del sistema, los Bytes residentes en el controlador del sistema, los Bytes
residentes en el código del sistema y los Bytes residentes en el conjunto
paginado. Éste equipo muestra sólo el último valor observado. No es un
promedio.
Los Fallos de caché ocurren siempre que el administrador de caché no
encuentra una página del archivo en la memoria caché inmediata, y debe pedir
al administrador de memoria que la busque en la memoria o el disco a fin de
poder cargarla en la memoria caché inmediata.
Los Bytes disponibles muestran el tamaño de la memoria virtual actual en las
listas Cero, Libre y En espera. La memoria Cero y Libre está lista para ser
usada, con Cero actualizada a ceros. La memoria En espera ha sido eliminada
del espacio de trabajo de los procesos pero todavía está disponible. Es una
cuenta instantánea, no una media sobre el intervalo de tiempo.
Asignaciones de memoria no paginable es el número de llamadas para
asignar espacio en la memoria no paginable del sistema. La memoria no
paginable es un área de la memoria del sistema donde los componentes del
sistema operativo adquieren espacio a medida que realizan tareas asignadas.
Las páginas de la memoria no paginable no se pueden paginar en el archivo de
paginación; permanecen en la memoria principal mientras están asignadas.
52
Asignaciones de memoria paginable es el número de llamadas para asignar
espacio en la memoria paginable del sistema. La memoria paginable es un
área de la memoria del sistema donde los componentes del sistema operativo
adquieren espacio a medida que realizan tareas asignadas. Las páginas de la
memoria paginable se pueden paginar en el archivo de paginación cuando el
sistema no accede a ellas durante largos períodos de tiempo.
Bytes de memoria no paginable es el número de bytes de la memoria no
paginable, un área de la memoria del sistema donde los componentes del
sistema operativo adquieren espacio a medida que realizan tareas asignadas.
Las páginas de la memoria no paginable no se pueden paginar en el archivo de
paginación; permanecen en la memoria principal mientras están asignadas.
Bytes de memoria paginable es el número de bytes de la memoria paginable,
un área de la memoria del sistema donde los componentes del sistema
operativo adquieren espacio a medida que realizan tareas asignadas. Las
páginas de la memoria paginable se pueden paginar en el archivo de
paginación cuando el sistema no accede a ellas durante largos períodos de
tiempo.
•
CACHE
Aciertos de lecturas de copia es el porcentaje de peticiones de lectura de
copias de caché acertadas en la memoria caché; es decir, no se requirió una
lectura de disco para proporcionar la página en la memoria caché. Una lectura
de copia es una operación de lectura de archivo, que es satisfecha mediante
una copia de memoria desde una página en memoria caché al búfer de
aplicación. El Redirector de LAN usa este método para recuperar información
de caché, así como el servidor de LAN para pequeñas transferencias. También
es el método usado normalmente por el sistema de archivos de disco.
53
Aciertos de lecturas mediante MDL es el porcentaje de peticiones de lectura
de caché mediante la lista de descriptores de memoria (MDL) acertadas en
memoria caché.
Lecturas asincrónicas mediante MDL por segundo es la frecuencia de
lecturas de páginas de caché que usan una lista de descriptores de memoria
(MDL) para acceder a las páginas. La MDL contiene la dirección física de cada
página de la transferencia que permite el acceso directo a memoria (DMA) de
las páginas. Si la página accedida no está en la memoria principal, el programa
de aplicación que realizó la llamada no esperará a que se obtenga del disco.
•
DISCO
Porcentaje de tiempo inactivo informa del porcentaje de tiempo durante el
intervalo de muestra en el que el disco estaba inactivo.
Tiempo de disco es el porcentaje de tiempo durante el cual la unidad de disco
seleccionada ha estado ocupada atendiendo peticiones de lectura o escritura.
Tiempo de escritura en disco es el porcentaje de tiempo durante el cual la
unidad de disco seleccionada ha estado ocupada atendiendo peticiones de
escritura.
Tiempo de lectura de disco es el porcentaje de tiempo durante el cual la
unidad de disco seleccionada ha estado ocupada atendiendo peticiones de
lectura.
Bytes de disco por segundo es la frecuencia de transferencia de bytes desde
o hacia el disco durante las operaciones de lectura y escritura.
Bytes escritos en disco por segundo es la frecuencia de transferencia de
bytes al disco durante las operaciones de escritura.
54
Bytes leídos de disco por segundo es la frecuencia de transferencia de bytes
desde el disco, durante las operaciones de lectura.
Nº de E/S divididas/s informa de la frecuencia a la que las E/S en el disco
fueron divididas en múltiples E/S múltiples. Una E/S dividida puede originarse a
partir de peticiones de datos en un tamaño que es demasiado grande para
adaptarse a una E/S única o que el disco está fragmentado.
La Media de bytes por transferencia es el promedio de bytes transferidos
desde o hacia el disco, durante las operaciones de lectura o escritura.
La Media de bytes de escritura es el promedio de bytes transferidos al disco
durante las operaciones de escritura.
La Media de bytes de lectura es el promedio de bytes transferidos desde el
disco durante las operaciones de lectura.
La Media de bytes por transferencia es el promedio de bytes transferidos
desde o hacia el disco, durante las operaciones de lectura o escritura.
La Media en segundos de escritura es el tiempo medio en segundos para las
operaciones de escritura de datos en disco.
La Media en segundos de lectura es la duración media en segundos de las
operaciones de lectura de datos del disco.
La Media en segundos por transferencia es la duración media de las
transferencias de disco.
Todos estos objetos y contadores analizados a través de AIDA32 se promedian
teniendo en cuenta las siguientes métricas. Es importante que el software se
corra tanto en horas pico (durante el desarrollo de clase), como fuera de ellas y
no pico (en horas de descanso). El proceso se llevo a cabo en dos días.
55
•
Procesador: entre el 60 y 80% el uso es normal, por debajo del 60%
hay subutilización del procesador y por encima del 85% se debe
considerar que este esta trabajando sobrecargado.
•
La utilización de la memoria Cache, debe ser medida en el 85%
aproximadamente de su uso.
•
La utilización e intercambio de disco no debe estar ocupada más de 80%
porque si esto ocurre, se necesitará incrementar la capacidad del disco o
eliminar algunos datos de los discos existentes.
•
Utilización de dispositivo de componentes: se recomienda tener
unificada el concepto de las interfaces (IDE, SCSI) ya que si se tienen
heterogeneidad y estos están conectados a un nodo adaptador de nodo
central, por ejemplo SCSI, el rendimiento de señalización de la cadena
completa será igual al dispositivo más lento de la cadena
23
En la fase de diagnóstico y al cruzar la información de la tabla 6 Página 58
aplicaciones
se considerara si es necesario o no la repotenciación de los
equipos, ó si se hace necesario el cambio de los mismos.
Con respecto a la IMPRESORAS, el aula cuenta actualmente con una sola
impresora
marca HP Láser DeskJet 4 plus y se trabaja en forma local o
compartida, porque no tiene la posibilidad de conectarse en red.
Con base en lo anterior, se sugiere que esta se siga utilizando en forma
compartida y que se conecte al equipo que vaya a cumplir con las funciones de
servidor porque de esta forma se estará garantizando la disponibilidad del
servicio de impresión en el aula, debido a que en primera instancia se
recomienda que el servidor no se apague durante la jornada escolar y como
23
PARNELL, Terè. Guía de redes de alta velocidad. Mc Graw Hill. Serie LAN Times. Página 9.
2000.
56
segundo por ser el equipo central de la red se le estará constante controlando
su funcionamiento y manteamiento.
Para finalizar este ítem, se menciona que el aula cuenta con un gabinete de
piso cerrado de 3 pies
90 cms - en donde se aloja un equipo activo a nivel de
Hub o concentrador (Ver figura 11 Pág. 57).
Se aclara que a pesar que el colegio posee diferentes elementos pasivos y el
Hub, estos no cumplen ninguna función de red porque no existe ninguna
conexión entre ellos; por consiguiente no hay una topología de red ni física ni
lógica actualmente
Figura 11. Características físicas del Hub.
•
Marca:
3COM
•
Modelo:
SuperStack HUB II
•
Número de puertos
24.
•
Velocidad:
10/100 Mbps.
•
Protocolo:
100base-Tx
•
Slots modulares:
No.
•
LAN Switching:
No.
•
VLan:
No.
•
Spanning Tree:
No.
•
Routing:
No.
•
Sistema de configuración: No.
•
Compatibilidad con:
IEEE 802.3u / Fast Etherenet
•
Referencia:
WGSW-1602
Fuente: www.3com.org/productos
4.1.2 Software. Con este ítem se pretende conocer todas las aplicaciones que
actualmente se están usando en las diferentes máquinas que conforma el aula
de informática en el colegio y cuales podrían trabajar en red. Cisco Corporation
57
en el manual de Desinging Cisco Networks en el aparte 2-8 presenta un
formato para recolectar la información con respecto a las aplicaciones.
El formato consta de seis (6) columnas a saber: número de orden, nombre de
aplicación,
tipo de aplicación, número de usuario, número de host o de
servidores y comentarios
El número de orden corresponde al número total de aplicaciones que se corren
en el aula de informática. En el campo Nombre de aplicación se escribe el
nombre de cada aplicación que se encuentra instalada y se corre en cada
equipo de cómputo. En el campo Tipo de aplicación se escribe la información
pertinente del tipo de aplicación como por ejemplo; bases de datos, multimedia,
correo electrónico, etc.
En la columna Número de usuario se escribe el número de usuarios que
acceden a cada aplicación. En el campo Número de estaciones o servidores se
escribe el número de estaciones o de servidores que provee la aplicación.
Finalmente en el campo Comentarios se escribe lo más relevante a considerar
para el diseño de la red; por ejemplo, la escalabilidad que se debe tener en
cuenta a las nuevas aplicaciones y por ende el nuevo tráfico, etc.
En la tabla 6, se muestran las diferentes aplicaciones que se corren en cada
una de las máquinas del aula.
58
Tabla 6. Caracterización o resumen de las aplicaciones.
No.
Nombre
Aplicación
aplicación
Tipo
Número
Número
usuarios
de Host o
Comentarios
servidores
Herramienta
1
Word
Procesador
11
11
de texto
para
aprendizaje
de
los estudiantes
Herramienta
2
Excel
Hoja de
11
11
cálculo
para
aprendizaje
de
los estudiantes
Manejador
3
Access
Herramienta
de Base de
11
11
datos
para
aprendizaje
de
los estudiantes
Herramienta
4
Internet
Acceso
Explorer
Internet
11
11
para
aprendizaje
de
los estudiantes
Como se puede apreciar en el cuadro anterior, el Colegio no tiene ninguna
aplicación que se corra en red actualmente, por que en primer lugar no existe
ningún tipo de red de datos y como segundo, las aplicaciones existentes (como
el office) están instaladas y se ejecutan localmente en cada equipo de
cómputo; es decir, se hace uso del recurso propio de cada computador.
Por consiguiente no se hace necesario realizar un análisis de tráfico de
las aplicaciones, por las siguientes razones:
•
Las aplicaciones como Word, Excel, Power Point, etcétera se trabajan
localmente, es decir, están instaladas en cada computador. Es por eso
59
que en las recomendaciones, se sugiere que sigan trabajando como
vienen actualmente y que las características físicas de los equipos (a
nivel de procesador, memoria, y disco) satisfagan este requerimiento
en las máquinas que harán en la red el trabajo como Workstation (Ver
tabla 12 página 97)
•
No es necesario que estás aplicaciones corran en red, es decir, no se
genera tráfico por parte de ellas para ser enviado a través del medio
(Cable).
•
No se está utilizando el ancho de banda (100 Mhz) del medio de
transmisión recomendado (Par Trenzado UTP Categoría 5).
•
No se genera congestión en los puertos del HUB.
Aun cuando estas aplicaciones no generan trafico, las redes locales se instalan
para compartir recursos, por ejemplo impresoras o discos duros; para compartir
información, por ejemplo bases de datos; para tener acceso a computadores
centrales; para tener comunicación más expedita, por ejemplo usando el correo
electrónico; aplicaciones; y para tener conectividad.
4.1.3 Servidores. En una red de dominio o basada en servidores, la
compartición de los recursos y de la información se realiza mediante el uso de
los servidores.
Los servidores son servicios de red que se instalan y
configuran en equipos de cómputo con características físicas robustas en sus
componentes básicos para brindar buen rendimiento o calidad de servicio
(QoS) al usuario y por ende a la organización
24
.
Existe la idea generalizada que los servidores son computadores dedicados,
como un servidor de archivo, o de impresoras; sin embargo, no necesariamente
24
GARCIA, Jesús. Redes para proceso distribuido. Editorial Computec
60
Rama, 1999. Pág. 32
es así porque lo adecuado es considerar los servidores como procesos que
proporcionan servicios, en lugar de equipos específicos.
A partir de las afirmaciones anteriores se observó que en el colegio no existe
ninguna máquina que realice funciones de servidor y además se comprobó que
las estaciones existentes trabajan monousuariamente; es decir, son máquinas
que operan independientemente la una de la otra porque no están conectadas
físicamente en red.
Con respecto al sistema operativo, se observo que en las máquinas se
encuentra instalado un sistema operativo basado en disco (DOS), es decir, el
sistema operativo es para trabajo en grupo (Workgroups) y para estaciones
(Workstation) y no para red.
Windows XP Profesional, es un sistema operativo cuyo sistema de archivo es
FAT32 y se puede instalar en particiones NTFS25. Es un sistema operativo apto
para trabajar a nivel monousuario y a nivel de red es recomendado para
modelos de redes Workgroups (para trabajo en grupo) porque no requiere de
una administración centralizada, es decir, cuanto equipo este conectado en red
cada usuario administrador será su propio administrador. A partir de esto, se
desprende otra función y es que en una red bajo modelo Workgroups, la
seguridad es de nivel bajo, porque cada administrador generar sus propias
políticas de directivas de seguridad y estas se deben configuran localmente.
4.1.4 cableado estructurado. Toda red de área local (LAN) para su conexión
desde la década de los 80 (finales) hace uso de los estándares generados por
los organismos como EIA/TIA y ANSI para América. Los estándares básicos a
considerar para implementar un sistema de cableado estructurado son los
siguientes:
§
568B: Estándar de cableado de telecomunicaciones en edificios
comerciales.
25
NTFS, significa New Technologies Files System
61
Sistema de Archivo de nueva Tecnología.
§
569: Vías y espacios para el cableado de telecomunicaciones en
edificios comerciales.
§
606: Estándar para la administración de infraestructuras de cableado
para telecomunicaciones en edificios comerciales.
§
570: Estándar que se encarga de considerar la parte eléctrica en el
cableado de telecomunicaciones en edificios comerciales.
Se aclara que de los estándares mencionados anteriormente, sólo el proyecto
contemplará el estándar 568B, 569 y 606.
Con respecto al estándar 570, sin ser expertos en él, se recomienda que al
implementar la parte eléctrica en el aula se considere:
•
Utilizar en la canaleta perimetral tomas eléctricos grado hospitalarios
para garantizar los aterrizados en el cableado horizontal y garantizar
que no hayan problemas de perturbaciones o interferencias de tipo
electromagnético como ruido termino y intermodulado.
•
Independizar la corriente normal o convencional por la regulada, por
ende se debe tener una caja de circuitos en el aula que garantice este
tipo de corriente.
•
En la caja de circuitos debe haber un totalizador de 40 amperios por
cada cinco computadores conectados en la red.
•
Finalmente, se sugiere que la parte eléctrica para el aula, sea
analizada, diseñada e implementada por un experto.
Un sistema de cableado estructurado es aquel que tiene como objetivo
principal el de proveer o establecer servicios de telecomunicaciones, tales
62
como voz, datos, video, monitoreo de alarmas etc. En ambientes de oficina y
áreas de cubrimiento local entre y dentro de edificios cercanos o ambientes de
campo (campus)
26
A partir del concepto anterior, el colegio John F. Kennedy cuenta con un
tendido de cableado que de acuerdo a los estándares 568B, 569 y 606, no
cumple con las exigencias y condiciones de las normas internacionales
dispuesta por los organismos EIA/TIA y ANSI respectivamente. (Ver pagina
157 plano tendido de cableado estructurado actual)
Estándar 568B. Es el que se encarga de definir un sistema genérico de
cableado en edificios comerciales que soporte una amplia gama de productos y
fabricantes, buscando el dar una directriz para el diseño de productos de
telecomunicaciones en edificaciones de empresas comerciales y tiene como
propósito facilitar la planeación, el diseño y la instalación de un sistema de
cableado con poco conocimiento de los equipos y productos que van a ser
instalados posteriormente.
Este estándar lo constituye una estructura de seis (6) subsistemas a saber;
cablea horizontal, cableado vertical, área de trabajo, cuarto de equipos, closet
de telecomunicaciones y facilidades de entrada. Al analizar estos seis
subsistemas se encontró lo siguiente:
El cableado existente en el colegio con respecto al estándar 568B no cumple
por lo siguiente:
•
Los tramos de LAN o cableado horizontales no están certificados para
garantizar la transmisión de los datos.
•
Hay diferentes tipos de cables conectados en los tramos de LAN (Cable
UTP y STP).
26
Ibíd. DELGADO R, Juan Gabriel. Página 60
63
•
Varios tramos de LAN no están conectados al Jack y otros no tienen
conectados totalmente los ocho hilos del cable Par Trenzado UTP.
•
No hay faceplate sino JACK RJ45 y algunos de ellos se encuentran
sueltos de la canaleta corriendo el peligro que no hagan conexión física
correcta.
•
Con respecto a los patch cord o cables cruzados que hacen parte de la
norma 568B, estos no cumplen con el estándar ya que no se encuentran
certificados, no cumplen con los 3 metros, no son prefabricados sino son
ponchados manualmente y finalmente están hechos con distintos tipos
de cables.
El propósito del Estándar 569, es indicar prácticas específicas de diseño,
construcción dentro o entre edificios de las vías, espacios y áreas para los
medios de comunicación con sus equipos. Dando estándares para cuartos o
áreas, vías de comunicación o tendido para los equipos de telecomunicaciones
y la instalación de sus medios
27
.
Los elementos que incluye este estándar entre otros tenemos: canaleta
perimetral, techo falso y bajantes, bandejas porta-cable, piso falso, ductos
etcétera. Con respecto a este estándar, el cableado existente en el colegio no
cumple:
•
con la canaleta perimetral ya que extiende a través de ella cables de
poder y de datos sin que haya ningún tipo de separación.
27
Ibíd. DELGADO R, Juan Gabriel. Página 63.
64
•
Igualmente la canaleta en algunos tramos del aula se encuentran sin
tapa de protección; la canaleta no esta colocada a 50 cms del
guadaescoba (Ver pagina 157
161 ).
Estándar 606. Este estándar describe la administración de cables, hardware
de terminación, posiciones de terminaciones y empalmes. Cuando se realizan
cambios en el sistema de cableado, estos afectan los labels, informes,
reportes, dibujos o planos los cuales deben ser utilizados.
•
Respecto al estándar 606 no cumple porque los cables no están
identificados para su conectorización al gabinete con las abrazaderas
correspondientes.
•
Tan poco hay etiquetes en los puertos del patch panel y del hub para
identificar el mapa de cableado.
•
No hay documentación (Planos) del tendido del cable ni de
conectorización.
4.1.5 Analisis del canal de acceso. Las tecnologías xDSL (Digital Subscriber
Line) hacen uso de la infraestructura de cable de cobre existente,
convirtiéndolo por medio de diferentes técnicas de modulación en un medio de
alta velocidad para transmisión digital de datos. Cuenta con velocidades que
varían de acuerdo con las características del par de cobre y la distancia del
punto de conexión a la central telefónica. (Ver tabla 7pagina 66 Cableado para
ADSL).
A nivel de conmutación y para el acceso a Internet se hará por banda ancha
utilizando línea de abonado digital asíncrona (ADSL).
Este servicio ofrece
normalmente conexión de banda ancha a través de tecnología xDSL, dando la
posibilidad de acceder a través del mismo medio físico a Internet de alta
velocidad y al servicio telefónico simultáneamente. Además de lo anterior, su
65
principal característica es que esta tecnología es asimetría por que ofrece un
mayor ancho de banda de bajada que de subida (Downstream y Upstream)
28
.
Tabla 7. Cableado para ADSL
VELOCIDAD
1,5 ó 2 Mbps
1,5 ó 2 Mbps
6,1 Mbps
6,1 Mbps
TIPO DE
CABLE
24 AWG
26 AWG
24 AWG
26 AWG
DISTANCIA
5,5 Km
4,6 Km
3,7 Km
2,7 Km
GROSOR DEL
CABLE
0,5 mm.
0,4 mm.
0,5 mm.
0,4 mm.
Fuente: CHANDAR Dhawan. Access network. PSTN, ISDN, ADSL, Internet and Wireless.
Editorial Mac Graw Hill. 1998.
Como se menciono en el marco teórico (pagina 14) A la Red de Acceso o
también conocidas como la última milla, representa la última parte de la red de
comunicación. La distancia fluctúa entre 100 metros y 3.5 kilómetros entre el
último nodo de conexión o de distribución y el abonado o red de área local.
Para bajas velocidades la solución más difundida es mediante módems y líneas
telefónicas. También se utilizan diferentes tecnologías inalámbricas, sea ad hoc
o basadas en telefonía celular. Para altas velocidades hay una gran variedad
de alternativas que se pueden agrupar en tres categorías:
Basadas en líneas telefónicas: Se conocen como DSL (Digital Subscriber
Lines), Líneas Digitales de Suscritor de la que existen varias variantes tales
como ADSL, VDSL, HDSL etcétera, agrupadas bajo la denominación genérica
xDSL, que veremos más adelante.
28
Comisión de Regulación de Telecomunicaciones, República de Colombia Pág. 13,
Promoción y Masificación de la Banda Ancha en Colombia, Versión II, año 2005.
66
Basadas en sistemas de televisión por cable y Sistemas inalámbricos,
terrestres o satelitales.
Las redes de acceso pueden clasificarse de manera general según su
capacidad para el establecimiento de comunicaciones bidireccionales entre el
usuario y la cabecera de los servicios o entre usuarios. La clasificación es
como sigue.
•
Las redes de acceso vía cobre: entre las que destacan las tecnologías
xDSL.
•
Las redes de acceso vía radio: tales como MMDS y LMDS.
•
Las redes de acceso vía fibra óptica: las redes HFC, las redes PON, las
redes SDV y las redes HFR.
A partir de este fundamento teórico, el Colegio John F. Kennedy del municipio
de Arbeláez cuenta con la siguiente infraestructura de acceso.
A nivel administrativo se cuenta con dos líneas telefónicas de tipo analógico
que son ofrecidas por el operador local (Tele Girardot), y que se utiliza para la
transmisión de voz, que es el único servicio de telecomunicaciones que
actualmente realiza el colegio a través de una red telefónica conmutada pública
(PSTN).
Una red PSTN, son redes en las que los centros de conmutación establecen un
circuito dedicado entre dos estaciones o abonados que se comunican y en lo
general utilizan como ETCD29 multiplexores por división de tiempo.
La conexión actual del colegio la última milla
30
o red acceso es como sigue:
Las dos líneas telefónicas se encuentran ubicadas, una en la oficina de la
Rectoría y la segunda en la Secretaría del Colegio. Estas dos líneas
físicamente las constituyen cables de cobre de cuatro hilos por dos pares con
29
ETCD son equipos terminales de circuitos de datos que tienen como función prestar servicios
de comunicaciones.
30
La última milla, es la conexión que existe entre el usuario final y la estación local o la central
telefónica o el dispositivo de red (Hub, Switch o Router).
67
terminación mecánica a un JACK RJ11. La distancia entre las oficinas y el strip
telefónicos que se encuentra ubicado dentro del colegio es de 50 metros.
Del Strip a la Central Telefónica que se encuentra ubicada en perímetro urbano
de Arbeládez, es de 2 kilómetros considerando que el Colegio se ubica a la
salida del municipio. Esta distancia es cubierta con los siguientes tramos de
red.
A nivel de la red del abonado (que se extiende desde el strip a al poste) tiene
una cobertura aproxima de 80 metros y el cable utilizado para esta conexión es
un cable de cobre neoprem el cual tiene un
grosor de 0.7 mm con
recubrimiento de polietileno.
Del poste a la Central Telefónica en una distancia de 1920 metros, se utiliza un
cable apantallado con recubriendo en polietileno y que posee las siguientes
características:
•
Velocidad:
1.5 Mbps.
•
Tipo de cable:
26 AWG.
•
Distancia:
4.6 Kms.
•
Grosor del cable: 0.4 mm.
4.1.6 Análisis comparativo entre tecnología xDSL. Tecnologías xDSL (Digital
Suscriber line) A continuación se realizará una breve descripción de las
diferentes tecnologías que componen la familia xDSL, tomando un punto de
referencia y justificando de esta manera la tecnología ADSL para realización de
este proyecto.
xDSL es un grupo de tecnologías de comunicación que permiten transportar
datos e información multimedia a mayores velocidades, que las que se
obtienen actualmente vía FAX MODEM, simplemente utilizando las líneas
telefónicas convencionales.
68
Puesto que la red telefónica también tiene grandes limitaciones, tales como la
de que su ancho de banda tan solo llega a los 4Khz, no permite el transporte
de aplicaciones que requieran mayor amplitud de banda, nace la tecnología
xDSL (Digital Subscriber Line), que soporta un gran ancho de banda trabajando
sobre la red telefónica ya existente, y que convierte la línea analógica
convencional en una línea digital de alta velocidad.
Son tecnologías de acceso punto a punto a través de la red telefónica pública
(circuitos locales de cable de cobre) sin amplificadores ni repetidores de señal
a lo largo de la ruta del cableado, que soportan un gran ancho de banda entre
la conexión del cliente y el primer nodo de la red, que permiten un flujo de
información tanto simétrico como asimétrico de alta velocidad sobre el bucle de
abonado.
xDSL es una tecnología en la que se necesita un dispositivo o MÓDEM DSL en
cada extremo del circuito de cobre, que acepte flujo de datos en formato digital
y lo superponga a una señal analógica de alta velocidad.
Esta tecnología ofrece servicios de banda ancha sobre conexiones que no
superen los 5 Km. de distancia entre la central telefónica y el lugar de conexión
del abonado; dependiendo de:
• Velocidad alcanzada
• Calidad de las líneas
•
Distancia
• Calibre del cable
• Esquema de modulación utilizado
La ventaja de las técnicas consiste en soportar varios canales sobre un único
par de cables. Basándonos en esto, los operadores telefónicos proporcionan
habitualmente tres canales: dos para datos (bajada y subida) y uno para voz.
69
Servicios que se pueden ofrecer a través de esta tecnología
Ø
•
Voz
•
Acceso a Internet de alta velocidad
•
Web Hosting
•
Video conferencia
•
Video bajo demanda
•
Video interactivo
•
Telemedicina
•
Aprendizaje a distancia
•
Televisión digital múltiple
•
Televisión de alta definición
•
VOIP ( voz sobre IP)
•
Juegos en línea
CÓMO FUNCIONA xDSL. Los servicios envío y recepción de datos se
establecen a través de un MÓDEM DSL. Estos datos pasan por un dispositivo,
llamado "splitter", que permite la utilización simultánea del servicio telefónico
básico y del servicio DSL.
El splitter se coloca delante de los módems del usuario y de la central; está
formado por dos filtros, uno paso bajo y otro paso alto cuya finalidad es la de
separar las señales transmitidas por el canal en señales de alta frecuencia
(datos) y señales de baja frecuencia (Telefónicas).
Splitter: Al tratarse de una modulación en la que se transmiten diferentes
caudales en los sentidos Usuario - Red y Red -> Usuario, el módem ADSL
situado en el extremo del usuario es distinto del ubicado al otro lado del bucle,
en la central local. En la figura 12 Pág. 71 se muestra la ubicación de los
Splitters entre un usuario y la central local de la que depende. En dicha figura
se observa que además de los módems situados en casa del usuario (ATU-R o
70
"ADSL Terminal Unit-Remote) y en la central (ATU-C o "ADSL Terminal UnitCentral"), delante de cada uno de ellos se ha de colocar un dispositivo
denominado "splitter". Este dispositivo no es más que un conjunto de dos
filtros: uno paso alto y otro paso bajo. La finalidad de estos filtros es la de
separar las señales transmitidas por el bucle de modo que las señales de baja
frecuencia (telefonía) de las de alta frecuencia (ADSL).
Figura 12. Ubicación de los Splitters
Fuente. Chandar Dhawan, Access Networks: Pstn, Isdn, ADSL, Internet and Wireless. Ed.
Mc-GrawHill Series and Computer Communications. 1998.
Canal Downstream (de bajada).Desde la central telefónica hasta el usuario,
con el que se pueden alcanzar velocidades entre 128 kbps y 6.3 Mbps. Este
canal se puede presentar al usuario como uno solo, ó múltiples subcanales,
siempre dependiendo de la función a realizar y del plan que adquiera el cliente
con su operador.
Canal Upstream (o subida).Desde el usuario hasta la central telefónica, con
velocidades que varían entre 16 Kbps y 640 Kbps. Las transmisiones de envío
residen en la banda de espectro mas baja.
71
•
TIPOS DE MODULACIONES
2B1Q (dos-binario, uno cuaternario).La modulación 2B1Q, es un tipo de
codificación de línea, en la cual, pares de bits binarios son codificados de 1 a 4
niveles para la transmisión (por tanto 2 binarios/1 cuaternario).
CAP (Carrier-less amplitud modulation).Esta modulación está basada en
QAM. El receptor de QAM necesita una señal de entrada que tenga la misma
relación entre espectro y fase que la señal transmitida, pero las líneas
telefónicas instaladas no garantizan esta calidad. CAP es una implementación
de QAM para xDSL, de bajo costo debido a su simplicidad y con una velocidad
de 1.544 Mbps.
CAP divide la señal modulada en segmentos que después almacena en
memoria. La señal portadora se suprime, puesto que no aporta ninguna
información. La onda transmitida es la generada al pasar cada uno de estos
segmentos por dos filtros digitales transversales con igual amplitud, pero con
una diferencia de fase de p/2. En recepción se reensamblan los segmentos y la
portadora, volviendo a obtener la señal modulada. De este modo, obtenemos la
misma forma del espectro que con QAM, siendo CAP más eficiente que QAM
en implementaciones digitales.
DMT
(Discrete
multi-tone
modulation).Es
un
tipo
de
modulación
multiportadora, que elimina el problema de las altas frecuencias que aumentan
considerablemente las pérdidas debido al ruido en las líneas de cobre,
dividiendo el ancho de banda disponible en 256 subcanales, que son
comprobados para determinar su capacidad portadora.
Proceso de modulación.La modulación
DMT
emplea
la
transformada
discreta de Fourier para crear y demodular cada una de las 256 portadoras
individuales, dividiendo el ancho de banda disponible en unidades más
pequeñas. La línea se comprueba para determinar qué banda de frecuencias
es posible y cuántos bits pueden ser transmitidos por unidad de ancho de
banda. Los bits se codifican en el transmisor mediante la transformada rápida
72
de Fourier inversa y después pasan a un conversor analógico-digital. Al
recibirse la señal, ésta se procesa mediante una transformada rápida de
Fourier para decodificar la trama de bits recibida.
Figura 13. Espectro de la modulación DMT utilizada en el sistema ADSL.
Fuente
Chandar Dhawan, Access Networks: Pstn, Isdn, Adsl, Internet and Wireless. Ed. McGrawHill Series and Computer Communications. 1998
Ø Tipos de tecnología xDSL
•
ADSL son las siglas de Asymmetric Digital Subscriber Line (Línea de
Abonado Digital Asimétrica). Consiste en una línea digital de alta velocidad,
apoyada en el par trenzado de cobre que lleva la línea telefónica
convencional o línea de abonado. se llama "asimétrico" porque tiene un
mayor ancho de banda de bajada (downstream), que de subida (upstream).
Es una tecnología de acceso a Internet de banda ancha, lo que implica
capacidad para transmitir más datos, lo que, a su vez, se traduce en mayor
•
velocidad. Esto se consigue mediante la utilización de una banda de
frecuencias más alta que la utilizada en las conversaciones telefónicas
convencionales (300-3.400 Hz) Esta tecnología se denomina asimétrica
debido a que la velocidad de descarga (desde la Red hasta el usuario) y de
subida de datos (en sentido inverso) no coinciden. Normalmente, la
73
velocidad de descarga es mayor que la de subida. En una línea ADSL se
establecen tres canales de comunicación, que son el de envío de datos, el
de recepción de datos y el de servicio telefónico normal.
Figura 14 Enlace de ADSL
Ø Ventajas y desventajas de la tecnología adsl.
ADSL presenta una serie de ventajas y también algunos inconvenientes,
respecto a la conexión telefónica a Internet conmutado.
Ventajas:
• Ofrece la posibilidad de hablar por teléfono mientras se navega mediante la
Red Internet, debido a que, como se ha indicado anteriormente, voz y datos
trabajan en bandas separadas, lo cual implica canales separados.
• Usa una infraestructura existente (la de la red telefónica básica). Esto es
ventajoso, tanto para los operadores, que no tienen que afrontar grandes
gastos para la implantación de esta tecnología, como para los usuarios,
debido a que el costo y el tiempo que tardan en tener disponible el servicio es
menor que si el operador tuviese que emprender obras para generar nueva
infraestructura.
• Los usuarios de ADSL disponen de conexión permanente a Internet, al no
tener que establecer esta conexión mediante marcación o señalización hacia
la red. Esto es posible porque se dispone de conexión punto a punto, por lo
74
que la línea existente entre la central y el usuario no es compartida, lo que
además garantiza un ancho de banda dedicado a cada usuario, y aumenta la
calidad del servicio.
Ofrece una velocidad de conexión mucho mayor que la realizada mediante
discado telefónico a Internet. Éste es el aspecto más interesante para los
usuarios.
Desventajas:
•
No todas las líneas telefónicas pueden ofrecer este servicio, debido a que
las exigencias de calidad del par, tanto de ruido como de atenuación, por
distancia a la central, son más estrictas que para el servicio telefónico
básico. De hecho, el límite teórico para un servicio aceptable, equivale a 3,5
Km.
•
Es necesario la utilización e instalación de un MODEM de ADSL para
disponer de conexión, lo cual genera otros costos SI el proveedor dentro de
su plan de servicios.
Se requiere una línea telefónica para su funcionamiento, aunque puede
utilizarse para cursar llamadas.
Ø ADSL2 y ADSL2+ son unas tecnologías preparadas para ofrecer tasas de
transferencia sensiblemente mayores que las proporcionadas por el ADSL
convencional, haciendo uso de la misma infraestructura telefónica basada
en cables de cobre. Así, si con ADSL tenemos unas tasas máximas de
bajada-subida de 8/1 Mbps, con ADSL2 se consigue 12/2 Mbps y con
ADSL2+ 24/2 Mbps. Además de la mejora del ancho de banda, este
estándar contempla una serie de implementaciones que mejoran la
supervisión de la conexión y la calidad de servicio (QoS) de los servicios
demandados a través de la línea.
La migración de ADSL a ADSL2 sólo requiere establecer entre la central
telefónica y el usuario un terminal especial que permita el nuevo ancho de
75
banda, lo que no supone un enorme gasto por parte de los proveedores de
servicio.
Mejora de la velocidad de la conexión:
•
ADSL2 provee de una mayor tasa de transferencia haciendo uso de
mecanismos factibles frente a las atenuaciones y los fenómenos de diafonía
presentes en los pares de los cables del tendido telefónico. Para conseguir
esto, ADSL2 tiene una mejor eficiencia de modulación-codificación y una
serie de algoritmos mejorados de tratamiento de la señal que los ofrecidos
por ADSL1, mejorando la calidad de la señal y aumentando la cantidad de
información que se puede recibir por el medio analógico.
•
ADSL2+ es una evolución del sistema ADSL y ADSL2. La principal
diferencia con respecto a un sistema ADSL es que la cantidad de espectro
que se puede usar sobre el cable de cobre del bucle de abonado es el
doble. Este espectro de más se usa normalmente para alojar en canal de
bajada de información (downstream) desde la central al abonado,
proporcionando un mayor caudal de información.
•
Teóricamente la velocidad que un sistema ADSL2+ puede alcanzar es de
24 Mbps para distancias cercanas a la central. A medida que la distancia a
la central aumenta, esta ventaja en el caudal se hace más pequeña. A partir
de 3 Km., la diferencia con ADSL es marginal.
Ø Características del ADSL2+:
Velocidades máximas de bajada-subida: hasta 24 Mbps/1,2 Mbps.
•
Alcance: 5 Km. (para obtener velocidades cercanas a las máximas, el
equipo cliente no debe estar a más de 1-1,15 Km.)
•
Rango de frecuencias usadas por canal:
o
O - 4 Khz. para el canal de voz
o
25 - 500 Khz. para el canal de subida de datos.
76
o
550 Khz. - 2,2 MHz para el canal de bajada de datos.
Ø ADSL G.Lite o DSL Lite
G.Lite es también conocido como DSL Lite, splitterless ADSL (sin filtro
voz/datos), y ADSL Universal. Hasta la reciente llegada del estándar, el UAWG
(Universal ADSL Workgroup, Grupo de trabajo de ADSL) llamaba a la
tecnología G.Lite, Universal ADSL. En Junio de 1999, G.992.2 fue adoptado
por la ITU como el estándar que recogía esta tecnología.
Desafortunadamente para los consumidores, G.Lite es más lento que ADSL.
Ofrece velocidades de 1.3Mbps (downstream) y de 512Kbps (upstream). Los
consumidores de G.lite pueden vivir a más 5847 mts de la oficina central,
siendo disponible la tecnología a un mayor número de clientes.
Ø RADSL: Rate Adaptive Digital Subscriber Line, Línea de Abonados Digital
de Tasa Adaptable. Como su nombre lo indica, se ajusta a la velocidad de
acceso de acuerdo a las condiciones de la línea. Funciona en los mismos
márgenes de velocidad que ADSL, pero tiene la ventaja de ajustarse de
forma dinámica a las condiciones de la línea y su longitud. La velocidad final
de conexión utilizando esta variante de ADSL puede seleccionarse cuando
la línea se sincroniza, durante la conexión o como resultado de una señal
procedente de la central telefónica.
Esta variante, entrega de 640 Kbps a 2.2 Mbps downstream y de 272 Kbps
a 1.088 Mbps upstream sobre una línea existente.
En Marzo de 1993 se reconoció por parte del grupo de trabajo T1E1 de
ANSI el estándar RADSL, conocido como ANSI TR59. El FCC especifica
RADSL como una tecnología que es espectralmente compatible con voz y
otras tecnologías DSL sin el bucle local.
Ø SDSL (Symmetric Digital Subscriber Line). La tecnología SDSL es una
variante de xDSL y se trata de una línea simétrica permanente con
velocidades de 400 kbps, 800 kbps, 1.200 kbps y 2.048 kbps. SDSL es una
77
forma de servicio de la línea del suscriptor Digital (DSL) que proporciona
igual ancho de banda para subida de datos (uploads), bajada de datos
(downloads) y transferencias directas. SDSL era una de las formas más
tempranas de DSL para no requerir líneas telefónicas múltiples.
Ø HDSL: (Hight Data Rate Digital Subscriber Line, Línea de Abonados Digital
de Índice de Datos alto). La tecnología HDSL es simétrica y bidireccional,
por lo que la velocidad desde la central al usuario y viceversa será la
misma. Se implementa principalmente en las PBX. Esta es la tecnología
más avanzada de todas, ya que se encuentra implementada en grandes
fábricas donde existen grandes redes de datos y es necesario transportar
información a muy alta velocidad de un punto a otro.
La velocidad que puede llegar a alcanzar es de 1,544 Mbps (full duplex)
utilizando dos pares de cobre y 2,048 Mbps sobre tres pares, aunque la
distancia de 4.500 metros que necesita es algo menor a la de ADSL.
Hay dos opciones diferentes para la línea de código recomendadas; la
modulación
por
amplitud
de
pulso
2B1Q
y
modulación
Carrieress
Amplitude/Phase (CAP). CAP es aplicable para 2.048 Mbits/s, mientras que
para 2B1Q están definidas dos tramas diferentes.
Las compañías telefónicas están encontrando en esta modalidad una
sustitución a las líneas T1/E1 (líneas de alta velocidad) sobre otro tipo de
medio - fibra óptica.
ANCHO DE BANDA HDSL. Parte de una técnica de transmisión que amplía
un ancho de banda estrecho como el del cobre para trabajar en el rango de los
multimegabits. Esta tecnología implica en principio, trasmitir en full dúplex por
dos pares telefónicos una cantidad igual de tráfico de bits por medio de líneas
privadas no condicionadas.
78
HDSL,
plantea la
solución
de la
ingeniería
de
comunicaciones: la
compensación continúa de la señal, a través de considerar las condiciones
existentes en el cable por donde se transmite la información. Así la técnica crea
un modelo matemático del cable de cobre que permite al sistema de
transmisión compensar las distorsiones originadas en el medio, La técnica hace
que los 2.048 Mbps lleguen al cliente a través del dispositivo HDSL, y de ahí
que la trama se divida en dos, una por cada par de cobre. Al llegar la señal al
otro extremo se reensamblan las 2 señales, y se restituyen los 2.048 Mbps con
la estructura de trama completa. Esto pudiera hacer a la técnica menos
tolerante al ruido, sin embargo en el uso de la ecualización adaptativa se tienen
resueltos dos aspectos: reducir el ancho de banda en el cobre por una parte, y
compensar las señales por defectos en la transmisión31.
APLICACIONES. Una de las principales aplicaciones de HDSL es el acceso de
última milla a costo razonable a redes de transporte digital para RDI, redes
satelitales y del tipo Frame Relay.
La tecnología HDSL tiene cabida en las comunicaciones de redes públicas y
privadas también. Cada empresa puede tener requerimientos diferentes,
orientados al uso de líneas privadas de fácil acceso y obtención para que con
productos de tecnología HDSL se puedan obtener soluciones de bajo costo y
alta efectividad.
Son variadas las aplicaciones y van desde realizar enlaces E1
para
interconectar redes locales LAN a LAN en ambientes diversos, para conectar
PABX s a PABX s, como extensión de enlaces digitales E1, como enlace
remoto de videoconferencia, y suministrador de enlaces voz/datos digitales en
general.
El Campo T1 / E1 es la primera aplicación del HDSL para las redes privadas.
La tecnología ha sido usada por portadores durante algún tiempo como una
manera rentable de extender líneas T1.
31
http://www.senacitel.cl/downloads/senacitel2000/ID047.PDF.
79
Entre otras aplicaciones se pueden nombrar:
Acceso a las Redes Trocales de Fibra
Video Conferencia
Redes de Distribución PBX una red de computadoras
Aprendizaje a distancia
Enlaces CAD /CAM
Acceso Remoto de Datos
Ventajas
•
Disminuye el costo y el tiempo necesarios para la instalación de las
líneas T1/E1.
•
Permite ampliar el alcance cambiando el tipo de cable (podemos pasar
de 3 6 Km. con un cable de cobre de 0 5 mm, a distancias mayores de 7
km. con cables de mayor diámetro).
•
El algoritmo digital adaptativo de procesamiento de la señal empleado
por HDSL proporciona una calidad de transmisión mucho mayor que la
que se consigue con las líneas T1/E1.
Ø HDSL2 o SHDSL
HDSL2: Hight Data Rate Digital Subscriber Line, Línea de Abonados Digital de
Índice de Datos alto 2.
S-HDSL: Single-Pair High-bit-rate Digital Subscriber Line, Línea de Abonados
Digital de Índice de Datos alto sobre un par.
High Bit-rate Digital Subscriber Line 2 está diseñada para transportar señales
T1 a 1.544 Mb/s sobre un simple par de cobre. HDSL2 usa: overlapped phase
Trellis-code interlocked spectrum (OPTIS). (Espectro de interbloqueo de código
Trellis de fases solapadas).
80
Figura 15. Red HDSL2
Fuente Chandar Dhawan, Access Networks: Pstn, Isdn, Adsl, Internet and
Wireless. Ed. Mc-GrawHill Series and Computer Communications. 1998.
HDSL2 ofrece los mismos 1.544 Mbps de ancho de banda como solución a los
tradicionales 4 cables de HDSL, con la ventaja de requerir solamente un simple
par de cobre.
Ø
ISDL (Digital Subscriber Line), proporciona la tecnología DSL sobre
líneas ISDN, o dicho de otro modo, ofrece un servicio básico de RDSI utilizando
la tecnología DSL. Los circuitos de IDSL llevan los datos (no voz).
Ø
SDSL: Es muy similar a la tecnología HDSL, ya que soporta
transmisiones simétricas, pero con dos particularidades: utiliza un solo par de
cobre y tiene un alcance máximo de 3.048 metros. Dentro de esta distancia
será posible mantener una velocidad similar a HDSL. Esta norma se encuentra
aún en la fase de desarrollo.
Esta tecnología provee el mismo ancho de banda en ambas direcciones, tanto
para subir y bajar datos; es decir que independientemente de que estés
cargando o descargando información de la Web, se tiene el mismo rendimiento
de excelente calidad. SDSL brinda velocidades de transmisión entre un rango
81
de T1/E1, de hasta 1,5 Mbps, y a una distancia máxima de 3.700 m a 5.500
desde la oficina central, a través de un único par de cables. Este tipo de
conexión es ideal para las empresas pequeñas y medianas que necesitan un
medio eficaz para subir y bajar archivos a la Web.
Ø
IDSL
IDSL-BA: IDSL: ISDN Digital Subscriber Line, Línea de
Abonados Digital ISDN. Esta tecnología es simétrica, similar a la SDSL, pero
opera a velocidades más bajas y a distancias más cortas. ISDN se basa el
desarrollo DSL de Ascend Communications.
IDSL se implementa sobre una línea de ISDN y actualmente se emplea como
conexión al Internet para la transferencia de datos. El servicio de IDSL permite
velocidades de 128Kbps o 144Kbps.
El acrónimo DSL era originalmente usado para referirse a una banda estrecha
o transmisiones de acceso básico para Redes de servicios integrados digitales
Integrated Services Digital Network (ISDN-BA).
Los módems ISDN-BA emplean técnicas de cancelación de eco (EC) capaces
de transmitir full dúplex a 160 kbit/s sobre un simple par de cables telefónicos.
Los transceivers ISDN-BA basados en cancelación de eco permiten utilizar
anchos de banda de 10 Khz. hasta 100 Khz., y esto es instructivo para notar
que la densidad espectral más alta de capacidad de los sistemas DSL basados
en 2B1Q.
La carga útil de DSL está integrada usualmente por 2 canales B o canales
Bearer de 64 kbit/s cada uno mas un
(delta) o canal de señalización de 16
kbit/s, el cual puede a veces ser utilizado para transmitir datos. Esto da al
usuario un acceso de 128 kbit/s mas la señalización (144kbit/s). Un canal extra
de 16 kbit/s esta preparado para un Embedded Operations Channel (EOC),
intentando intercambiar información entre el LT (Line Terminal) y el NT. El EOC
normalmente no es accesible para el usuario.
82
Ø
G.SHDSL: es un estándar de la ITU el cual ofrece un conjunto de
características muy ricas (por ejemplo, tasas adaptables) y ofrece mayores
distancias que cualquier estándar actual.
Un nuevo estándar que sustituirá a SDSL.
Este método ofrece anchos de bandas simétricos comprendidos entre 192
Kbps y 2.3 Mbps, con un 30% más de longitud del cable que SDSL y presenta
cierta compatibilidad con otras variantes DSL.
•
G.shdsl se espera aplicarse en todo el mundo.
•
G.shdsl también puede negociar el número de tramas del protocolo
incluyendo ATM, T1, E1, ISDN e IP.
•
G.shdsl está solicitado para empezar a reemplazar las tecnologías T1, E1,
HDSL, SDSL HDSL2, ISDN y IDSL.
•
VDSL (Very high bit-rate Digital Subscriber Line o DSL de muy alta tasa
de transferencia). Es una tecnología xDSL que proporciona una
transmisión de datos hasta un límite teórico de 52 Mbit/s de bajada y 12
Mbit/s de subida sobre una simple línea de par trenzado. Se puede
comparar con la HDSL (High bit-rate Digital Subscriber Line). Actualmente,
el estándar VDSL utiliza hasta cuatro bandas de frecuencia diferentes, dos
para la subida (del cliente hacia el proveedor) y dos para la bajada. La
técnica estándar de modulación puede ser QAM/CAP (carrierless
amplitude/phase) o DMT(Discrete multitone modulation), las cuales no son
compatibles, pero tienen un rendimiento similar. Actualmente la más
usada es DMT.
VDSL es capaz de soportar aplicaciones que requieren un alto ancho de
banda como HDTV (televisión de alta definición).
83
Figura 16 topología de VDSL
Fuente Chandar Dhawan, Access Networks: Pstn, Isdn, Adsl, Internet and Wireless. Ed. McGrawHill Series and Computer Communications. 1998.
Aunque el estándar VDSL aún no ha sido concluido, se estima que esta
tecnología proporcionará en las conexiones desde la red de fibra óptica y los
clientes. Las velocidades (desde la red al cliente) proyectadas alcanzarán 1/12,
1/6 y 1/3 de la velocidad de SONET.
§
Otros Aspectos
La tecnología VDSL aun no está completa ya que existen ciertos aspectos que
aún requieren de una definición clara. Estos aspectos se mencionan a
continuación.
TDD (Time Division Duplexing) vs. FDD (Fequency Division Duplexing)
El tipo de división duplex que se usará en VDSL está discutiéndose en los
actuales momentos. FDD parece ser una mejor opción ya que los servicios
84
existentes son típicamente canceladores de eco o FDD. La sincronización de
los canales (en la dirección de la red al cliente y viceversa) es más fácil con
FDD, porque todos los sistemas necesitan tener las mismas frecuencias del
"bandsplit". Por el contrario, con TDD la sincronización puede ser más
compleja.
Modelo de Referencia: La característica del ruido en la línea no sólo variará
con el tipo de línea, sino también con la base instalada de la red local. No hay
ningún acuerdo hasta la fecha, aunque es necesario que se propongan varios
modelos antes de que la tecnología sea masivamente comercializada. El
Comité Europeo (TM6) está a favor de esperar por los resultados de los
estudios de los operadores de la red y separar el modelo del ruido de los
códigos de línea.
Interferencia del Sistema de Radio de Onda Corta: En el caso de antena de
área local, la señal VDSL sobre el cable generará un campo eléctrico capaz de
interferir con bandas de la radio de onda corta. Por otra parte, las bandas de
frecuencia de radio de onda corta que coinciden con la frecuencia de VDSL
dañarán la señal VDSL.
Radiación Producida por Cables Aéreos: Utilizando TDD, un transmisor de
VDSL produce una emisión de radiación no deseada que interfiere con los
receptores de radio-aficionados. Se determinó que el máximo PSD de 60
dBm/Hz, permitido para la tecnología VDSL puede generar interferencia
potencial en algunas bandas de alta frecuencia del espectro de radio.
Operación Simétrica o Asimétrica: Es posible que VDSL soporte tanto
sistemas simétricos como asimétricos. VDSL simétrico es adecuado para
distancias cortas ya que puede simplificar la interfaz con la red conjuntamente
con las redes LAN. Para distancias largas VDSL asimétrico es apropiado, ya
que simplifica los equipos electrónicos requeridos por los usuarios residenciales.
85
Aplicaciones
Aunque un estándar VDSL no está completo, existen ciertas especificaciones
que están siendo consideradas como metas realizables. Dado que VDSL será
utilizado para proveer conexión de "última milla" entre redes ópticas y las
premisas, los rangos de datos de "flujo hacia abajo" proyectados que VDSL
proveerá son 1/12, 1/6, y 1/3 de la velocidad de SONET (155.52 Mbps). Estas
velocidades estarán disponibles para diferentes longitudes de línea.
Los rangos del "flujo hacia arriba" (upstream) comienzan desde los 1.6 Mbps a
la misma velocidad del canal de "flujo hacia abajo" (downstream). Iguales flujos
hacia arriba y abajo sólo pueden ser realizados en las líneas más cortas, y
requerirán configuraciones simétricas de VDSL. Las primeras versiones de
VDSL serán asimétricas, al igual que ADSL.
Las operadoras de telecomunicaciones podrían utilizar VDSL para enviar
demanda de video a los hogares, usando televisión de alta definición (HDTV),
dado el largo ancho de banda que VDSL permite sobre un simple par de par
trenzado.
86
Ø TABLAS COMPARATIVAS
Tabla 8. Comparación de Velocidad, Distancia y Aplicaciones
Tecnología
Descripción
IDSL (ISDNBA)
ISDN la Línea del
Subscriptor Digital
Velocidad
Limitación de la
Distancia
Aplicaciones
128 Kbps
Similar al ISDN
5847 metros en 24
BRI pero solo para
alambre de la
datos (no voz en la
medida
misma línea)
Línea de Abonados
Digital de Índice de
Datos alto
1.544 Mbps full duplex
(T1)
2.048 Mbps full duplex
(E1)
(utiliza 2-3 pares)
Sustitución de
varios canales
T1/E1 agregados,
3658 metros sobre
interconexión
24 AWG
mediante PBX,
agregación de
4.572 metros
tráfico frame relay,
extensión de
LANs.
SDSL
Línea de Abonados
Digital Simétrica
1.544 Mbps full duplex
(U.S. y Canadá) (T1);
2.048 Mbps full duplex
(Europa) (E1);
(utiliza 1 par)
Sustitución de
varios canales
3658metros sobre
T1/E1 agregados,
24 AWG
servicios
3.040 metros
interactivos y
extensión LANs.
ADSL
5.847 metros
Línea de Abonados 1.544 a 6.1 Mbps bajada (3.658 metros para
16 a 640 Kbps subida
las velocidades
Digital Asimétrica
más rápidas)
HDSL
Línea de Abonados
VDSL (BDSL) Digital de Tasa Muy
Alta, simétrica
RADSL
Línea de Abonados
Digital de Tasa
Adaptable
13 a 52 Mbps bajada
1,5 a 2,3 Mbps subida
305 a 1.471
metros (según la
velocidad)
640 Kbps a 2.2 Mbps Se ajusta de forma
bajada
dinámica a las
272 Kbps a 1.088 Mbps condiciones de la
subida
línea y su longitud.
Acceso a Internet,
vídeo bajo
demanda,
servicios
telefónicos
tradicionales.
Igual que ADSL
más TV de alta
definición.
Es espectralmente
compatible con
voz y otras
tecnologías DSL
sin el bucle local
El estandar ADSL;
sacrifica velocidad
De 1.544 Mbps a 6
ADSL G.LITE "Splitterless" DSL sin
5847 metros en 24 para no tener que
Mbps, dependiendo de el
(UDSL)
el "truck roll"
AWG
instalar un splitter
servicio contratado.
en casa del
usuario
UDSL
Versión
unidireccional de
HDSL
Línea de Abonados
Digital Unidireccional
87
Tabla 9 Comparación de tecnología ADSL
Ancho de banda de
descarga
Velocidad máxima de
subida
Velocidad máxima de
descarga
Distancia
Tiempo de sincronización
Corrección de errores
ADSL
ADSL2
ADSL2+
0.5 MHz
1.1 MHz
2.2 MHz
1 Mbps
1 Mbps
1.2 Mbps
8 Mbps
12 Mbps
24 Mbps
2 Km.
2.5 Km.
2.5 Km.
10 a 30
segundos
No
3 segundos 3 segundos
Sí
Sí
Con base en los cuadros anteriores, se recomienda al colegio que la velocidad
máxima de subida sea de un (1) Mbps porque:
•
Los
estudiantes
concurrentemente
accederán
para
(simultáneamente
consultar
accederán
en
16
Internet
usuarios,
considerando que el aula hay 16 computadoras).
•
También se no puede dar el caso de que haya consultas masivas a
unos determinados dominios o páginas educativas.
•
En general el volumen de tráfico que genera el acceso a páginas web
en html es bastante bajo, lo que realmente consume un volumen
apreciable del ancho de banda son ficheros de sonido e imagen.
88
Y la velocidad máxima de bajada o de descarga sea de 2.048 Mbps, por las
siguientes razones:
•
Los operadores de telecomunicaciones en nuestro país ofrecen para
el servicio de banda ancha 2048 Mbps en un canal E1 (32 canales de
64Kbps cada uno).
•
A nivel de paquetes transferido por la red será de 1500 Bytes que
corresponden al máximo de MTU (Unidad Máxima de Transferencia)
que permite cualquier enrutador o router en una red IP.
•
Para garantizar que el software pueda descubrir dinámicamente y
use el paquete más grande que cruzara la red sin requerimientos de
fragmentación, se recomienda habilitar MTU DIscovery.
•
Como el servicio es banda ancha (Internet), los estudiantes podrán
bajar archivos de tipo multimedia, es decir las aplicaciones pueden
integrar señales de voz, datos e imagen.
•
La velocidad de transferencia en el medio de transmisión (Cable UTP
Categoría 5 es de 100 Mbps) en la Red LAN satisface la velocidad de
transferencia de la última milla.
•
El ancho de banda por puerto en el HUB (10/100 Mbps) satisface el
requerimiento de los estudiantes desde su estación de trabajo. Para
garantizar un mejor rendimiento se recomienda que el HUB sea
reemplazo por un Switch de Capa2 y se ubique como el equipo de
distribución en la red LAN
89
•
La Tarjeta de red (NIC) como tasa de productiva32 garantiza las
transferencia paralelamente a 10/100 Mbps.
Para caracterizar el tráfico de carga y su comportamiento el tamaño
aproximado en MB por cada objeto transferido a través de la red es:
Tabla 10 Tamaño de objetos a transferir a través de la red.
Tipo de Objeto
Tamaño en MB
Mensaje E-Mail
0.01
Objeto Multimedia
100
Documento
1
Base de datos
1000
Imagen
10
Encabezados de Trama
0.1
Pantalla de computador
0.5
Fuente: McDysan and Spohn, ATM: Theory and Applications. Mc Graw Hill. 2001
Ø
Aspecto económico del servicio banda ancha. En la siguiente tabla
se observan las tarifas que actualmente ofrecen algunos de los operadores en
el mercado, para la prestación del servicio de Internet banda ancha empresarial
a través de ADSL. Se analiza únicamente el plan empresarial, porque éste
permite conectar un mayor número de equipos.
32
La tasa de productividad en una tarjeta de red, es a la que la NIC transfiere los datos entre la
memoria de la computadora y el segmento de red.
90
Tabla 11. Costos de conectividad ADSL
EMPRESAS PUBLICAS DE MEDELLIN
EPM.
PLAN
Internet
Banda
Ancha
400
superior
600
superior
1000
superior
EMPRESA DE TELEFONOS BOGOTA
ETB.
PERMANECÍ
A
CARGO
FIJO
MENSUAL
CARGO
CONEXIÓN
CONEXIÓN
DE
EQUIPOS
CARGO
FIJO
MENSUAL
CARGO
CONEXIÓN
CONEXIÓN
DE
EQUIPOS
1 AÑO
$ 95.000
$ 50.000
3
$ 80.000
$ 50.000
3
1 AÑO
$ 120.000
$ 50.000
5
$ 120.000
$50.000
10
1 AÑO
$ 200.000
$ 75.000
20
$ 200.000
$ 75.000
30
Los operadores ofrecen un ancho de banda que van desde los 400 Kbps, hasta
1 Mbps, con precios que pueden variar según el plan y el número de equipos
que acceden a Internet a través de esta conexión.
Teniendo en cuenta lo mencionado anteriormente, la interconexión que se
plantea para el aula de computo del colegio JOHN F. KENNEDY, tiene un
ancho de de 1 Mbps, que soporta una capacidad de 16 computadores.
Al contratar ADSL con cualquier operador se han de tener en cuenta ciertos
aspectos que pueden variar el costo tales como:
•
Si existe compromiso de permanencia mínima.
•
Si se incluyen o no llamadas locales, larga distancia, VOIP, Si incluye
planes de televisión por cable, entre otros.
•
Si va incluido el MODEM banda ancha.
4.2 FASE DE DIAGNÓSTICO Y RECOMENDACIÓN
4.2.1 Diagnóstico. La fase de diagnóstico tiene como objetivo identificar los
problemas que posee el colegio John F. Kennedy del municipio de Arbeláez en
todo lo referente inicialmente a la automatización de sus procesos que a diario
se ejecutan por cada grupo o curso que van al aula y en segunda instancia el
acceso a Internet.
91
En esta fase se mencionan las deficiencias o problemas que se identificaron
luego de la etapa de análisis, en cada uno de los siguientes aspectos:
Hardware, Software, Servidores y, Cableado estructurado.
Ø
Por Hardware. Con base en la fase de análisis se concluye que de los
once (11) equipos que actualmente se encuentran activos en el aula de
informática, cinco (5) son aptos para trabajar en red, por que las características
físicas (como procesador, memoria RAM y Cache), de las máquinas satisfacen
tanto las aplicaciones que se están ejecutando actualmente a nivel local (ver
tabla 6
pagina 58), así como las aplicaciones nuevas o futuras como SQL
Server y Herramientas de desarrollo .NET (Visual C y Java) que se
implementarán a partir del año 2007 por la reestructuración de los contenidos a
desarrollar las asignatura del área de informática.
Es importante aclarar, que de los once (11) equipos; seis (6) de ellos (Ver
Tabla 5 página 49
los tres Pentium III y los tres Celeron) para acceder a
Internet no son muy recomendables porque sus características físicas (por
procesador, RAM y, Cache) no van a satisfacer los tiempos de respuesta ante
una solicitud o petición
considerando que los archivos .DOC, .PDF y, .PPT
pueden oscilar entre 400 a 5000 KB de peso cunado realizar tareas como EMAIL, Descargue de archivos, Chat, Foros entre otros - al navegar a través de
la Internet, además de estar utilizando el recurso para otras tareas
simultáneamente como por ejemplo, la elaboración de un documento Word, o
un archivo en Excel, o diseñando y desarrollando una base de datos en Access
o en el nuevo motor de base de datos SQL Server, o este desarrollando
programación, etcétera.
En la fase de recomendaciones se relacionan las características físicas que se
sugieren para los nuevos equipos a nivel de cómputo.
Ø
Por Software. Se sugiere que las nuevas aplicaciones (SQL y JAVA)
sean instaladas en el equipo que se esta recomendado como servidor (Ver
92
tabla 8 página 86) primero porque las características físicas son robustas y van
a soportar el acceso simultaneo de los 16 estudiantes - incluyendo los nuevos
cuatro usuarios propuestos
que podrán iniciar sesión en la red propuesta
para trabajar en clase concurrentemente.
Como segundo, el licenciamiento del estos aplicativos se debe hacer Per
Server (Por servidor) para extender los CAL desde el servidor hacia los
clientes.
Otra razón por la cual se sugiere que las aplicaciones nuevas se corran en red,
es el de aprovechar la capacidad que tiene el sistema operativo Windows 2000
Server en su sistema de fichero NTFS el cual va a permitir a través de la
arquitectura de NFS y sus protocolos (Montaje, automontaje y acceso de
directorios y archivos), exportar los archivos e instalarlos en el recurso de la
máquinas que trabajarán con estaciones de trabajo (razón validad para cambiar
las estaciones con procesador Celeron).
Ø
Por Servidores. Con respecto a este ítem, no se hace un diagnóstico
porque actualmente el colegio no posee en funcionamiento un equipo de
cómputo con funciones a nivel de servidor.
Para el diseño de la red que se propone, se recomienda que haya una máquina
que cumpla con esta tarea considerando que el modelo de red que se propone
configurar es basado en dominio.
En el ítem recomendaciones (tabla 8 - página 87), se proponen las
características físicas y tecnológicas sugeridas para la adquisición del equipo
ha utilizar como servidor, y en el diseño lógico se propone el sistema operativo
en red ha configura, como los servicios a implementar, entre otros aspectos.
93
Ø
Por Cableado Estructurado. De acuerdo a la fase de análisis, los
problemas más relevantes a considerar para la fase de recomendaciones se
centran específicamente en:
•
Considerando que el estándar 569 tiene en cuenta todo lo relacionado
con los conduit o ductos para el tendido del cableado; en este estándar
el único problema que se pudo observar está ligado con la canaleta
perimetral ya que esta no cumple con lo dispuesto en la norma porque
no tiene aterrizados para la parte eléctrica; igualmente existen tramos
que están deteriorados y otros se encuentran al descubierto, finalmente
al interior de la canaleta sólo está tendido el cable de poder y adolece
totalmente en algunos tramos de un cableado lógico para la conexión
física de las computadores existente en el aula.
•
Con respecto al estándar 568, este no cumple porque en el aula no
aplican los conceptos básicos del estándar como los siguientes:
o Cableado horizontal: Aunque se observó que en la canaleta que
se encuentra instalada alrededor del aula están ubicados sobre
los troqueles y faceplate, el concepto de cableado horizontal no
aplica porque no existen tramos de cable par trenzados UTP que
partan desde el faceplate hasta el patch panel o al HUB.
o Otro concepto que no aplica es el de área de trabajo porque
ninguna de las computadoras que existen en el aula están
conectadas en red.
o Tan poco aplica el concepto gabinetes o rack, es decir no existe
un centro de cableado principal donde puedan llegar sin ningún
problema las terminaciones mecánicas o conectorizaciones de los
equipos y los cables.
94
o Estándar 606: este estándar no se cumple en el aula porque en
primera instancia no existe una documentación de la red actual y
como segundo los cables, los puntos de red lógicos, los puertos
en el patch panel y en el HUB no se encuentran identificados con
marquillas o etiquetas.
Ø
Por HUB. Como se ha mencionado anteriormente, este dispositivo de
red no esta prestando ningún servicio porque sencillamente no se esta
utilizando. Aun así al analizar las características físicas del Hub (Ver Figura 11
página 57) concluimos que para la red de datos que se ha diseñado,
inicialmente puede servir ya que cuenta con 24 puertos y solo hay 12 máquinas
proyecta a 17, lo que va a permitir conectar más equipos a la red.
Con respecto al ancho de banda que proporciona el HUB, no es el ideal para
acceder a Internet, porque este reparte a través de sus puertos la capacidad
del ancho de banda entre el número de estaciones de trabajo conectados al él;
es decir, el equipo asignará más ancho de banda al primer computador que
acceda y a medida que los demás se conectan, el ancho de banda será cada
vez menor, de tal forma que el último equipo que ingrese tendrá un ancho de
banda insuficiente para las tareas que este vaya a realizar en Internet.
Otro problema que se detecta en el Hub es que no es administrable; es decir,
es una caja negra que viene configurado predeterminadamente de fábrica y no
se permite modificar o adaptarse a las necesidades del colegio.
Son estas las razones por las cuales se recomienda que a corto plazo se
sustituya el Hub por un Switch mínimo de capa2. No se entrega las
características físicas y las especificaciones tecnológicas del switch por las
siguientes razones:
•
Estas pueden estar desactualizadas en el momento de adquirir el switch
por parte del colegio.
95
•
El colegio no tiene proyectado crecer tecnológicamente en los próximos
tres años,
•
No hay presupuesto para invertir en el área de tecnología a nivel de
hardware.
Aun así en el ítem de recomendaciones, se darán criterios para que el colegio
los considere cuando vayan a invertir en la adquisición de este dispositivo de
red.
Ø
Por Canal de Acceso. Con base en el análisis realizado en la primera
fase del proyecto, se concluye que:
•
Al aula de informática, objeto del proyecto, no llega ninguna
conexión de acceso WAN; es decir, se adolece de una línea
telefónica y última milla para acceder a Internet.
•
El tipo de red de conmutación actual (PSTN) no es recomendada
para el acceso a Internet en el aula, ya que el servicio por demanda
sería costoso para el colegio.
•
En las líneas analógicas conmutadas por marcación (PSTN) la
capacidad de transferencia de datos real
es de 43.000 bits por
segundo y al ser compartidos, el acceso y la bajada de información
se tornara lento para los 16 estudiantes.
•
Otro problema que se registra con una red PSTN, es que el ancho
de banda es fijo; es decir, no se puede fragmentar el canal en
subbandas en el evento que se desee bajar de Internet, información
que involucre la integración en la señal de voz, datos y vídeo.
96
•
Finalmente las redes PSTN, son redes con tendencia a emerger en
nuestro país por el avance tecnología que ha llegado
ejemplo de
ello es ADSL-.
4.2.2 Recomendaciones. Esta fase se centra específicamente en entregar las
alternativas de solución a los diferentes problemas que se detallaron en la
etapa de diagnóstico.
Al igual que en la etapa anterior, la etapa de recomendación se presenta
considerando los siguientes ítems de hardware, software, servidores y,
cableado estructurado. Adicional se considera los ítems correspondientes a
protocolos, grupos de trabajo, ancho de banda y la interconexión a través de
enlaces WAN.
Ø
Por Hardware. En este ítem las recomendaciones son las siguientes:
•
Ampliar la capacidad de memoria RAM de 64 a 128 MB en los
tres (3) equipos que tienen como procesador Pentium III.
•
Sustituir los tres equipos de procesador Celeron por nueva
tecnología para que a futuro se puedan repotenciar sin ningún
problema de tecnología integrada o incompatibilidad. En la tabla 9
se aprecian las características físicas que se recomiendan.
Se sugiere el cambio de equipos porque la tecnología Celeron es
integrada en primera instancia, como segundo no es rentable
repotenciar porque esta no garantiza la garantida de las partes a
diferencia de comprar nuevos equipos donde esta es como
mínimo de un (1) año.
Finalmente, la actualización de los equipos existen a nivel de partes, con
respecto a comprar un nuevo equipo la diferencia en precio es de un promedio
de ($ 300.000) trescientos mil pesos.
97
Tabla12. Características físicas recomendadas para el servidor.
COMPONENTE
ESPECIFICACIONES
Discos Duros
SCSI, 10 KRev/min, 80 GB
Memoria RAM
PC4200, 1 GByte
Procesador
XEON, 1 MB, 800 MHz, 3 GHz.
Tarjeta principal
AUDIO
Tarjeta de video
64 MB
Tarjeta fax / MODEM
V.92, 56 Kb/s
NIC de área local
100 Mb/s, Fast Ethernet
Unidad de Diskette
1.44 MB , 3.5 PULGADAS
Unidad de CD
52X 32X
Teclado y Mouse
PS/2
Tabla 13. Características físicas recomendadas para las estaciones.
COMPONENTE
ESPECIFICACIONES
Discos Duros
SATA, 7.2KRev/min, 80 GB
Memoria RAM
PC2700, 256 MB DDR
Procesadores
Intel Pentium 2.5 Ghz.
Tarjeta principal
AUDIO 64 MB
Tarjeta de video
64 MB
Tarjeta fax / MODEM
V.92, 56 Kb/s
NIC de área local
10/100 Mb/s , Fast Ethernet
Unidad de Diskette
1.44 MB , 3.5 PULGADAS
Unidad de CD
48X
Teclado y Mouse
PS/2
Con respecto al servicio de impresión al interior del aula; se recomienda lo
siguiente.
§
Prestar el servicio de impresión en el aula en forma compartido
98
§
Conectar y configurar la impresora que actualmente existe al computador
que se utilizará como servidor para garantizar la disponibilidad del servicio
durante la jornada de trabajo ya que este equipo debe estar encendido todo
el día.
§
Se recomienda no cambiar la impresora láser HP DESKJET 4 Plus, pero se
deben crear las políticas de impresión en el aula por parte del encargado de
la misma. Con respecto a este aspecto se suiere controlar el número de
impresión que un estudiante debe realizar o por clase o a la semana o al
mes.
Ø
Por Software. Para instalar y configurar las nuevas aplicaciones (SQL,
JAVA y C) se recomienda dejar una partición exclusiva para estos aplicativos y
se le asigne una capacidad de 40 Gigas en el disco duro.
Con respecto a la compartición de las aplicaciones, se sugiere que el acceso al
servidor de bases de datos y aplicaciones se realice bajo prioridades o políticas
de seguridad. En este orden de ideas, los estudiantes deberán acceder al
motor de base de datos (SQL) y a las aplicaciones (JAVA y C) para que las
exporten desde el servidor y las instalen en el recurso de cada Workstation y
trabajen en él. La única relación que deben tener con el servidor, será para
alojar la información útil generar en las clases.
La arquitectura para los servicios y las aplicaciones son basadas en Modelo
Cliente / Servidor básico; es decir, el aula trabajara con los componentes
Cliente y Servidor considerando:
•
Por Tamaño de componentes: El aula funcionara FAT CLIENT, es
decir, el grueso de las aplicaciones serán ejecutadas en cliente y el
servidor será relegado a realizar las funciones que provee el
administrador de la base de datos y las aplicaciones.
99
•
Por Planos: La recomendación es que el aula funciones por
hardware y a dos planos, para que halla una conexión directa entre
el proceso cliente y el administrador de la base de datos.
Se recomienda que sea por hardware porque esta estructura del modelo
cliente / servidor se basa en la distribución de los procesos y elementos entre
sus componentes, pero centrándose en la parte física del mismo, en el que la
administración de la interfaz grafica se asocia a los clientes PC y la seguridad
e integridad de los datos quedan asociados a los servidores.
Se sugiere que se a dos planos para que los clientes se conecten vía LAN a un
servidor de aplicaciones local, el cual dependiendo de la aplicación pueda dar
acceso a los datos por él. (Ver figura 17 C/S a dos planos)
Figura 17. Modelo Cliente / Servidor por dos planos
Fuente: MÉNDEZ A. Iván; diapositivas modelo cliente / servidor
•
Por la Naturaleza del servicio: Para cumplir con esta estructura, se
recomienda que se configure un servidor de base de datos para que
permite
que
un
proceso
cliente
solicite
datos
y
servicios
directamente a dicho servidor de datos. Según las distintas normas
100
de SQL, el servidor debe proveer mecanismos para seleccionar
resultados dentro de un conjunto de datos, posibilitando un ahorro
en procesos de comunicación.
•
Finalmente, en esta estructura, el servidor debe también proveer
mecanismos de concurrencia, seguridad y consistencia de datos
33
.
Como se menciona en este aparte, la estructura de la red a implementar en el
aula es FAT CLIENT por tamaño de componentes, DOS PLANOS POR
HARDWARE, por planos y por la naturaleza del servicio se debe configurar un
SERVIDOR DE BASE DE DATOS.
•
SQL Server como motor de base de datos y sus controladores de
entrada y salida, se deben instalar en el equipo servidor y su
capacidad de almacenamiento es de 30 mbps aproxidamente.
•
La aplicación cliente de SQL, es decir el software de desarrollo (para
el colegio JAVA) se instalaran en las máquinas clientes o estaciones
de trabajo, y su almacenamiento promedio es 1 mbps. Con esto se
sigue justificando la repotenciación de algunos equipos clientes y el
cambio de otros.
•
Los tiempos de respuesta entre la estación y servidor y viceversa es
de 10 microsegundo y la comunicación de los datos se hará a través
del protocolo Solicitud / Respuesta que empleado por el Modelo
Cliente / Servidor es de 10 microsegundos.
•
El tamaño de FRAME en para el protocolo 802.3u con 802 o FAST
ETHERNET es de un total de 47 Bytes los cuales se distribuyen así:
33
MÉNDEZ A. Iván. Borrador del libro Redes de computadores: Fundamentos, planeación y
diseño . Última revisión hecha por Thomson. Agosto de 2006. Pág. 110
101
Preámbulo 8 bytes, Header 14 bytes, LLC 4 bytes, SNAP 5 bytes,
CRC 4 bytes IFG 12 Bytes por 10 Mbps o 1.2 bytes por 100 Mbps.34
La gráfica que a continuación se muestra, es tomada de analizar el trafico entre
un servidor de base de datos con SQL y dos máquinas clientes con JAVA35.
El tráfico de una red es altamente variable lo que hace muy difícil hacer una
caracterización del mismo. Por lo tanto, la información suministrada debe ser
tomada solo como una referencia para cualquier otro estudio.
FIGURA 18 Gráfico diario (5 minutos: Promedio)
Máx
246.0
B/s Promedio
Entrante:
(0.8%)
Máx
1892.0 B/s Promedio
1892.0 B/s Actual
1892.0 B/s
Saliente:
(5.9%)
(5.9%)
(5.9%)
Entrante:
Saliente:
246.0
(0.8%)
B/s Actual
Entrante:
Saliente:
246.0
B/s
(0.8%)
Como se puede apreciar, configurando la red IP del aula del colegio bajo el
modelo Cliente/Servidor el uso del canal estará trabajando dentro de los
parámetros normales y no generara tiempos de respuestas altos (10
34
(Tomado de Desinging Cisco Network pagina 3-18)
35
Trafico entre el servidor de base de datos con SQL que se instalo el día sábado 2 de
diciembre y dos máquinas clientes con JAVA.
102
microsegundos por defecto) ni se sobrecarga en el ancho de banda del cable
UTP categoría 5 (100 Mhz).
Ø
Por Servidores. En una red de datos es importante considerar el
funcionamiento de la misma con el objeto de permitir la comunicación de los
mensajes entre los diferentes PCs o computadores que se conecten al medio y
acceden a la información almacenada en la base de datos o a las aplicaciones
que se encuentran instaladas en el equipo que cumpla con la tarea de servidor.
El compartimiento de recursos e información en una red se realiza mediante
servidores. Un Servidor es un dispositivo de red que proporciona recursos a
máquinas clientes, las cuales son compartidas por más de un usuario.
Existe la idea generalizada
de que los servidores son computadores
dedicados, como un servidor de archivos o un servidor de impresoras; sin
embargo no necesariamente es así, por que lo adecuado es considerar a los
servidores como procesos que proporcionan servicios, en lugar de equipos
específicos
36
.
A partir de este marco teórico acerca de los servidores y considerando que la
mayoría de las comunicaciones y aplicaciones con red hoy en día se basan en
el protocolo solicitud
respuesta del Modelo Cliente / Servidor porque es un
modelo que describe servicios de red (por ejemplo, transferencia de archivos,
conexiones a estaciones de trabajo, intranets, extranet, Internet, oficina remota,
RAS, correo electrónico e impresoras) y los usuarios (clientes) deben acceder a
los programas que van a utilizar a los servidores
37
; son razones para
recomendar al Colegio John F. Kennedy implementar y configurar un servidor
que cumpla entre otras tareas con la de centralizar la información en el
laboratorio o aula de informática para que sea accesado por los clientes (los
estudiantes); y brindar de esta forma una mejor seguridad en cuanto a las
36
37
Ibíd. MÉNDEZ A. Iván. Página Pág. 110
Ibíd. MÉNDEZ A. Iván Página 111.
103
aplicaciones que corren en la red. Otra razón es compartir información entre los
estudiantes.
La parte concerniente al modelo de acceso de la información en el aula, la
compartición de las aplicaciones y la seguridad; se detalla en la fase de diseño
lógico (ver Página 118)
En cuanto al sistema operativo a instalar en el servidor del Colegio después de
haber realizado la comparación entre Windows 2000 Server ó Superior (+) y
LINUX versión SUSE considerando entre otros los siguientes parámetros:
•
Servicio de directorio.
•
Administración simplificada
•
Administración de archivo y seguridad.
•
Comunicaciones y capacidades de redes y,
•
Compatibilidad con impresoras.
Se sugiere utilizar Microsoft Windows 2000 Server ó +, porque las siguientes
razones:
•
A nivel de servicio de directorio,
Windows posee un sistema de
directorio en Active Directory (AD) el cual además de guardar toda la
configuración del sistema y ponerla a disposición de los usuarios y las
aplicaciones, permite a través de la estructura física y lógica de AD,
crear dominios, unidades organizativas, crear limites de seguridad y por
medio de la opción SITIOS establecer interconexiones entre subredes
IP, lo que permite que esta aula sea el eje de toda la estructura para
otras que se vayan a crear a futuro.
•
A nivel de compatibilidad con impresoras, Windows en su Lista de
configuración de Hardware (HCL) permite mayor compatibilidad que
LINUX para realizar configuración PLUG and PLAY, es decir hay una
104
relación mas sólida por parte de Windows para reconocer este
dispositivos con otras marcas y fabricantes. .
•
A nivel de administración de archivos y seguridad, Windows a través
del sistema de archivo NTFS permite presentar seguridad nivel C2 o
nivel alto en fólderes y carpeta, permite realizar cuotas de disco.
Compresión de archivos y criptografía o cifrar y descifrar la información
utilizando la Infraestructura de Llaves Públicas (PKI) empleando el
certificador y autenticaciones de X.509 y Kerberos Versión 5.
•
Además de los anterior, hay que agregar que existente muchos mitos
que circulan acerca de LINUX son simplemente eso, mitos. Windows es
una opción madura y estable para el extremo servidor y su costo total es
comparable al de LINUX. Todo esto sin contar con la facilidad intrínseca
de utilizar Windows.
•
Finalmente, Windows es sin lugar a dudas una opción muy válida y una
ganadora en el ámbito de la empresa
Para terminar, se presenta las siguientes conclusiones las cuales fueron
tomadas
de
Linuxtech.com,
costos
actualizados
según
el
mercado
centroamericano al 01 Abril, 2003.
¿Qué ventajas tiene LINUX sobre WINDOWS?
•
Es más rápido
o
Al tener una plataforma más estable, esto favorece el desempeño
de aplicaciones de todo tipo tales como: bases de datos,
aplicaciones XML, multimedia, etc.
o
La eficiencia de su código fuente hace que la velocidad de las
aplicaciones Linux sean superiores a las que corren sobre
Windows lo cual se traduce en velocidad de su página.
105
•
Es más económico
o
Ya que requieren menor mantenimiento. En servidores Windows
es más costoso debido a que es necesaria una frecuente atención
y monitoreo contra ataques de virus, hackers y errores de código,
instalación y actualización de parches y servicie packs.
o
El software Linux así como también un sin número de
aplicaciones son de código abierto (gratuitos).
o
No requieren supervisión tan estrecha ni pagos de pólizas de
mantenimiento necesarias para obtener los Service Packs.
¿Qué ventajas tiene WINDOWS sobre LINUX?
•
Es más fácil
o
Al ser de mayor facilidad de uso Windows en este momento
continúa siendo el sistema operativo más comercial lo cual se
refleja
en la
disponibilidad
de
aplicaciones,
facilidad
de
mantenimiento así como soporte en el desarrollo de nuevas
aplicaciones, puntos que pueden ser cruciales en la elección de
servidores que corren aplicaciones Web.
o
•
Aplicaciones desarrolladas en menor tiempo
o
Fruto de la inversión realizada por Microsoft y aunado a una
comunidad de programadores cada vez más grande se ha
logrado facilitar el desarrollo de aplicaciones y sistemas que
corran sobre servidores Windows lo cual se ve reflejado en
tiempos de desarrollo menores.
Finalmente con respecto a la configuración de la red lógica (servidores y la
administración de la red), se recomienda trabajar bajo el modelo de dominio ya
que este es útil para redes debido a que la interacción entre los diferentes
usuarios es continua e imprescindible.
106
Otra razón por la cual se recomienda instalar el dominio es porque permite:
•
Una administración centralizada: en el dominio todas las cuentas de
usuario de toda la red se pueden administrar desde un único punto en
lugar de hacerse en los distintos equipos. El administrador sólo tiene
que agregar cuentas en una base de datos para todos los equipos del
dominio.
•
Uso compartido de recursos: Al administrar los recursos del servidor y
los recursos centrales del equipo se comparten y administran de forma
centralizada.
•
Definición de un entorno de usuarios: Esta característica permite a los
administradores controlar el entorno de cada usuario que se conecta al
dominio y pueden definir perfiles de usuario o establecer unas
restricciones para configurar el entorno de inicio de sesión de cada
usuario.
•
Seguridad de los recursos: La seguridad de los recursos está
centralizada en los servidores del dominio. De esta forma los
administradores del dominio poseen un control completo sobre los
recursos de la red.
Al configurar el dominio se recomienda adicionalmente configurar como mínimo
los siguientes servidores: (Diseño lógico Pág. 118 / Configuración de servidores
Anexo A)
•
Servidor de usuarios: Para validar los accesos tanto locales como
remotos (accesos a servicios como FTP (Protocolo de Transferencia de
Archivos), TFTP (Protocolo de transferencia de archivos trivial).
(TELNET) de los usuarios que puedan hacer sesión en red y que estén
autorizados para realizar estos servicios.
107
•
Servidor de archivos: para llevar acabo la compartición de los recursos
tanto físicos como lógicos en el aula de informática.
•
Servidor
de
DHCP:
para
llevar
acabo
la
asignación
de
un
direccionamiento en forma automático.
•
Servidor DNS: para resolver nombres en el sistema y llevar a cabo la
búsqueda de los recursos en la red.
Ø
Por Protocolos. Para comunicar dos entidades∗ en un mismo sistema∗∗
se hace necesario que exista una arquitectura de protocolo ya que esta
conforma el conjunto de módulos, niveles o elementos que realizan las
funciones necesarias para la operación de los protocolos, es decir, es una
estructura que dispone dentro de ella los protocolos necesarios para el
intercambio de información.
Para realizar la comunicación de datos en la red del colegio se recomienda
utilizar el protocolo solicitud/repuesta.
El protocolo solicitud/respuesta es
sencillo porque el cliente envía un mensaje
y obtiene una respuesta y no
establece una conexión sino hasta que esta se utiliza. Además, es eficiente
porque la pila de protocolos es más corta ya que la estructura del modelo
cliente/servidor no se basa en capas o niveles funcionales como el modelo de
referencia OSI
38
.
La configuración del protocolo se ve en forma explicita en el diseño lógico, por
ahora se agrega que para que un cliente pueda enviar un mensaje a un
servidor, debe considerar la dirección de éste; por ende, la comunicación se
puede llevar acabo por tres momentos diferentes:
∗
El termino ENTIDAD corresponde a los programas de aplicaciones de los usuarios, utilidades
para la transferencia de los ficheros, los sistemas de gestión de bases de datos, así como los
gestores de correo electrónico, etcétera.
∗
Se debe entender por SISTEMA a todos los componentes a nivel de hardware que hacen
parte de la red de datos.
38
MENDEZ A. Iván. Op Cid. página 112
108
•
Direccionamiento máquina.
•
Direccionamiento de procesos con transmisión, o
•
Búsqueda de direccionamiento por medio de un servidor de nombres.
Para el aula del colegio, se recomienda que la comunicación se haga a través
de búsqueda de direccionamiento por medio de un servidor de nombres porque
el sistema operativo recomendado es Windows 2000 Server. Ver figura No. 18
Figura 19. Modelo cliente servidor basado en búsqueda de direccionamiento
por medio de un servidor de nombres
Núcleo
(3)
(1)
Cliente
Servidor
Núcleo
1.
2.
3.
4.
(4)
Núcleo
SN
(2)
Búsqueda
Respuesta de servidor de nombres (SN)
Solicitud
Respuesta
Fuente: MENDEZ A. Iván Redes de computadores. Fundamentos, planeación y diseño.
Página 116, año 2000
Este sistema operativo a través del Active Directory utiliza el servicio de
nombres de dominio para tres funciones principales:
•
Resolución de Nombres DNS: proporciona resolución de nombres al
convertir los nombres de host en direcciones IP.
•
Definición del espacio de nombres: Active Directory utiliza las
convenciones de nomenclatura DNS para asignar nombre a los
dominios. Los nombres de dominio de Windows 2000 son nombres de
dominio DNS.
109
•
Búsqueda de los componentes físicos de Active Directory. Para iniciar
una sesión en la red y realizar consultas en Active Directory, un equipo
que ejecute Windows 2000 debe encontrar primero un controlador de
dominio o servidor de catálogos global para procesar la autenticación de
inicio de sesión o la consulta. La base de datos DNS almacena la
información de los que equipos que realizan estas funciones y
proporcionan la información para que se pueda atender la petición
adecuadamente.
En el diseño lógico se especifica la forma como se recomienda la configuración
del servidor DNS para el aula del Colegio John F. Kennedy en el municipio de
Arbeláez.
Ø
Por Grupos de trabajo. Los servidores no son la única causa de los
cuellos de botella del tráfico de red; en esta era de computación cooperativa,
arquitecturas cliente/servidor, sistemas distribuidos y redes de alta velocidad,
las estaciones de trabajo
generan a menudo más tráfico del que pueden
manejar eficientemente sus protocolos de red. Este tráfico denso lo generan
habitualmente los grupos de trabajo.
Estos grupos los conforman los usuarios que colaboran a través de sus
computadores enviando cantidades masivas de correo electrónico que
acaparan el ancho de banda, como el software multimedia, bases de datos
clientes/servidor,
software
de
grupo,
flujo
de
trabajo
y
demasiadas
broadcasts/multicasts.
En este caso, se recomienda para la red del colegio lo siguiente:
•
Asignar a todos los estudiantes que van a trabajar en el aula un solo
nombre de usuario
username
diferenciándolos por grados o cursos y
una contraseña o password ; Ejemplo:
110
o aula7 corresponde a un estudiante de séptimo grado.
o aula10 corresponde a un estudiante de décimo grado, y así
sucesivamente.
Con esto se busca y de acuerdo con los ejemplos anteriores, que un
estudiante de séptimo no tocara las aplicaciones, ni las tareas hechas
por un estudiante de décimo y así sucesivamente. Al hacer el servidor se
considerará que el disco duro de la máquina se deba dejar con
particiones lógicas para que cada grupo o curso pueda tener su propio
perfil.
o Con respecto a la contraseña se recomienda usar los últimos dígitos
de la tarjeta de identidad del estudiante acompañado del grado o
curso al que pertenece. Por ejemplo: si la tarjeta de identidad es
881021-52136 y pertenece a quinto grado, la contraseña para este
estudiante seria como sigue: 52136-5.
Se debe indicar a los estudiantes que no deben prestar su
contraseña a ningún otro compañero por que ante cualquier
problema que se presente en el aula, se podrá detectar quién fue el
causante.
•
Restringir a los usuarios de acuerdo a las políticas y permisos, el acceso a
la información ubicada en el disco duro del servidor y la posibilidad de
adicionar y eliminar aplicaciones en el; además restringir el acceso a
Internet, etcétera.
•
Crear por cada curso un grupo para facilitar los accesos a través de perfiles
de usuarios.
Ø Por Cableado Estructurado. Tiene como objetivo principal proveer o
establecer servicios de telecomunicaciones, tales como voz, datos, video,
monitoreo de alarmas, etc. El cableado estructurado brinda una administración
111
flexible y eficiente para integrar y organizar las redes de información, otorgando
total independencia del tipo y marca de los dispositivos que la integran o que
van a integrarla, así como de las plataformas lógicas a utilizar
39
.
Los estándares sugeridos a considerar son los siguientes:
•
ANSI/TIA/EIA 568 A/B: Estándar de cableado para telecomunicaciones
en edificios comerciales.
•
EIA/TIA 569: Estándar de vías y espacios para telecomunicaciones en
edificios comerciales.
•
EIA/TIA 606: Estándar para administrar la infraestructura de cableado de
telecomunicaciones en edificios comerciales.
•
EIA/TIA 570: Estándar de cableado para energía comercial y residencial.
ANSI/TIA/EIA 568 A/B
Figura 20. ANSI/TIA/EIA 568 A/B. Diagrama de un Cableado Estructurado.
Fuente:
ANSI/TIA/EIA-568-A_Commercial
Building
Telecommunications
Cabling Standard (October 1995).
39
A manera de ejemplo, en promedio la región alcanzó a finales del año 2003 una
penetración total de conexiones DSL del 2.1%, que continúa lejana de la penetración
promedio mundial equivalente al 6.3% DELGADO R. Juan Gabriel. Página 9.
112
Este
estándar
define
un
sistema
genérico
de
cableado
para
telecomunicaciones en edificios comerciales que soporte una amplia gama de
productos y fabricantes o proveedores, buscando dar una directriz para el
diseño de productos para telecomunicaciones en edificaciones de empresas
comerciales .40
El propósito de este estándar es facilitar el diseño, la planeación y la
implementación de un sistema de cableado con poco conocimiento de los
equipos y productos que van a ser instalados posteriormente.
Este estándar permite especificar los requerimientos mínimos para cableado de
telecomunicaciones en los edificios comerciales, incluyendo tomas o salidas
de telecomunicaciones y el cableado entre edificios en ambiente de campús
(Redes de Área Local LAN ).
El estándar ANSI/TIA/EIA divide el sistema de cableado estructurado en seis
(6) subsistemas, que son:
•
Cableado horizontal.
•
Cableado vertical.
•
Área de trabajo.
•
Centro de cableado.
•
Cuarto de equipos.
•
Facilidades de entrada.
De estos subsistemas sólo aplicarán en el diseño físico de la red, el cableado
horizontal y el de área de trabajo; pero el diseño quedará abierto para que más
adelante se puedan adicionar los otros cuatro (4) subsistemas.
Cableado horizontal. Es aquella parte del SCE
estructurado 40
Sistema de Cableado
para telecomunicaciones que se extiende desde la salida
CRT. http://www.mincomunicaciones.gov.co/mincom/src/user_docs/Archivos/Sectorial/Lineamientos
PoliticaBandaAnchaII.pdf. Pág. 38 Febrero 16 de 2006. 6:0PM
113
telecomunicaciones o faceplate, incluyéndola, abajo hasta los cross-connect en
el gabinete de telecomunicaciones y las terminaciones mecánicas en dicho
gabinete.
Este subsistema incluye los siguientes elementos: faceplate o salida de
telecomunicaciones, cable UTP, STP o Fibra óptica tendido desde la salida de
telecomunicaciones al gabinete del centro de los cables y las terminaciones
mecánicas de los cables (Cross
connect).
Con base en lo anterior y considerando otros momentos que contempla este
subsistema
como
la
topología,
distancia
máxima
horizontal,
cables
recomendados, mínimo de salidas, aterrizamientos, dispositivos eléctricos,
entre otros; las recomendaciones para el aula del colegio en cuanto al cableado
horizontal (ver mapa de cableado) son las siguientes:
•
Faceplate: se requieren un total de 10 faceplate dobles con jacks RJ45 nivel 5E convencionales o normales porque solamente se transmitirán
datos.
•
Cable: se recomienda una caja de cable de 300 metros par trenzado sin
blindaje UTP categoría 5E. Preferiblemente Beldem por garantía y
calidad en el cable.
•
Cross
Connect: El cruzado de los cables esta sujeto a la norma
predeterminada en el patch panel que se adquirirá para la composición
del closet o gabinete de telecomunicaciones; es decir, si la norma es
568A en el cross connect, en el conector RJ45 del faceplate la norma
será 568B o viceversa.
Subsistema de área de trabajo. Es aquella porción del sistema de cableado
estructurado para telecomunicaciones que se extiende desde la salida de
telecomunicaciones, sin incluirla, hasta la estación o equipo de trabajo. Esta
114
estación de trabajo puede estar compuesta de un número de dispositivos
incluyendo teléfonos, computadoras, terminales de datos, entre otras, pero no
limitados. La máxima distancia de cable horizontal fue especificada tomando un
total de 100m, de los cuales se busca que el pacht cord que va desde la salida
del faceplate a la estación de trabajo no supere los tres (3m).
Por lo general se usa una extensión modular elaborada con cable UTP Cat 5,
de ocho hilos y flexible o con conectores RJ-45 en sus extremos.
Cuando la aplicación requiere de adaptaciones especiales, estas se realizan de
forma externa a las salidas de telecomunicaciones de tal forma que esta no
quede destinada a soportar un determinado servicio o aplicación.
Para la red del Colegio se recomienda adquirir un total de 30 patch cord UTP
Categoría 5E prefabricados de 3 metros para cumplir con las especificaciones
del subsistema de área de trabajo.
Se recomienda con respecto al subsistema de closet de telecomunicaciones
reestructurar la conectorización y la ubicación interna de los componentes
físicos como el patch panel, el cross connect y los patch cord de backbone.
EIA/TIA 569. Estándar de vías y espacios para telecomunicaciones en edificios
comerciales. Este estándar reconoce cuatro conceptos fundamentales
relacionados con las telecomunicaciones y los edificios:
•
Los edificios son dinámicos, durante toda la vida de los edificios, las
remodelaciones es más la regla que la excepción.
•
Los sistemas de telecomunicaciones entre edificios son dinámicos, así
como sus medios de transmisión.
•
Las telecomunicaciones son mucho más que voz y datos.
115
•
Se debe buscar que en el diseño y construcción de edificios, se tenga en
cuenta durante la fase de diseño del edificio la incorporación del diseño
para telecomunicaciones.
El propósito de este estándar es indicar prácticas específicas de diseño y
construcción dentro y entre edificios de las vías, espacios y áreas para los
medios de comunicación y sus equipos. Dando estándares para cuartos o
áreas
y
vías
de
comunicación
o
tendido
para
los
equipos
de
telecomunicaciones y la instalación de sus medios.
La estructura o subsistema para el cableado estructurado considera los
siguientes momentos: vías horizontales, vías de backbone, estación de trabajo,
closet de equipos, cuarto de equipos y facilidades de entrada.
Al igual que el estándar anterior; de éste sólo se considerarán el subsistema
vías horizontales y a continuación se entrega la recomendación como se debe
implementar.
Vías horizontales. Estas facilidades proveen vías para la instalación de
medios
de
comunicación
desde
el
closet
o
gabinete
de
telecomunicaciones hasta la salida de faceplate. Una vía horizontal
fácilmente puede estar compuesta de bandeja porta cable, conductos
tanto metálicos como PVC, acceso bajo suelo, por piso falso o techo
falso y sistemas perimetrales.
El diseño para este subsistema se ilustra en el diagrama de cableado (Ver
Figura. 19 Pagina. 109) donde se muestra el tendido del cableado y la
implementación de la canaleta perimetral.
Para implementar el subsistema de vías horizontales, se recomiendan 15
tramos de canaleta plásticas 60 x 40mm, cada tramo de 2 metros
116
EIA/TIA 606. Estándar para administrar la infraestructura de cableado de
telecomunicaciones en edificios comerciales.
Este estándar proporciona la
forma fácil de administrar toda la infraestructura del sistema de cableado; por
consiguiente se sugiere que el administrador de la red en el aula del colegio,
considere las siguientes recomendaciones:
•
Mantener actualizada la documentación del sistema de cableado,
incluyendo el mapa del tendido de los tramos de LAN y la respectiva
conectorización de cada uno de estos tramos.
•
Colocar identificadores en todos y cada uno de los tramos de LAN,
utilizando abrazaderas color amarillo debidamente numeradas, con el fin
de identificar el punto de red y su terminación mecánica en el cross
connect; así como los labels para los jack, y los puertos tanto en el patch
panel como en el Hub.
Ø Por Canal de Acceso: Una vez analizadas las tecnologías xDSL que se
considerando en el proyecto, a continuación se enuncian las razones por las
cuales se tomo la decisión de utilizar para la conexión en la última milla
ADSL.
•
Ofrece un mayor ancho de banda de bajada que de subida (DowstreamUpstream), por ser una tecnología asíncrona, siendo esta característica
ideal para el requerimiento del aula de cómputo del colegio, permitiendo
bajar archivos grandes en un menor tiempo de descarga.
•
Es una tecnología que cuenta con el mayor desarrollo técnico y tecnológico
ofreciendo mejor soporte de parte de los operadores que ofrecen servicios
de banda ancha a través de PSTN.
117
•
Acceder a Internet de alta velocidad y desempeño superior, navegar en
Internet en forma ilimitada y de manera autónoma al servicio telefónico, sin
pensar en cargos adicionales que se generan cuando se utiliza la línea
telefónica, sin presentar problemas de congestión en horas pico.
•
No presenta problemas de atenuación en una distancia no mayor de 5 Kms,
siendo superior a las demás tecnologías de xDSL, utilizando un único par
telefónico con full duplex.
•
VDSL es un desarrollo moderno de ADSL y aún se encuentra en proyecto.
Se cree que el estándar VDSL será capaz de transportar datos a
velocidades entre 51 Mbps y 55 Mbps, sin embargo las longitudes de las
líneas se encuentran limitadas actualmente a 300 m, lo que implica un
repetidor al cabo de esa distancia.
•
Con respecto a los costos que genera la conexión a Internet se recomienda
contratar los servicios de operadores que brindan banda ancha, debido a
que ofrecen una tarifa plana (ver tabla 10 página 90), es decir, que se
puede navegar ilimitadamente, como no sucede
a través de acceso
conmutado que incluye dos cobros. Según Colombia Telecomunicaciones el
costo de Internet por acceso conmutado tiene un valor de 28.000 pesos
mensuales, más el tiempo de conexión, que por minuto tiene un valor de 56
pesos, para un total por hora de 3.900 pesos (los valores anteriores
incluyen IVA).
•
Finalmente,
en
nuestro
país
ninguno
de
los
operadores
de
telecomunicaciones (ETB, EPM y Telecom) que ofrece servicios de banda
ancha utilizan una tecnología diferente a ADSL.
118
4.3. FASE DE DISEÑO
Uno de los grandes problemas que se logran detectar en las redes de datos en
muchas organizaciones, es ocasionado por la falta de un buen diseño previo a
los procesos de implementación y puesta en marcha. Un sin número de
ingenieros hacen caso omiso por ejemplo de la planeación de redes41,
olvidando que planear una red es la mejor herramienta de todas las que se
disponen para conectar todas las computadoras.
Una buena planeación permite definir la estructura de la red, la tecnología a
utilizar, la cantidad de equipos y sus características tanto físicas como las
especificaciones tecnológicas de los mismos, su funcionamiento así como la
explotación del posible diseño a implementar.
Paralelo a la planeación se debe trabajar el diseño de la red, ya que define los
pasos que se necesitan para elaborar el modelo de red y la forma de llevar a
cabo la comunicación de datos entre los diferentes nodos que la componen.
El diseño que se propone para la red del Colegio John F. Kennedy en su aula
de informática, se fundamenta en dos partes: el desarrollo del diseño lógico y
físico.
Las actividades que se realizaron para llevar acabo el diseño lógico fueron las
siguientes en:
•
Diseñar el modelo de direccionamiento y el esquema de nombres.
•
Seleccionar los protocolos de enrutamiento, enlace y de conmutación.
•
Seleccionar las estrategias para la seguridad.
•
Configuración del sistema operativo y servicios para las aplicaciones.
El diseño físico se centra en las siguientes tareas:
41
Prever los cuellos de botella o los problemas tradicionales que se encuentran en las redes
de datos
119
•
Diseñar la topología física de la red
•
Seleccionar la tecnología a utilizar en la red para la comunicación
de los datos tanto a nivel LAN/WAN.
•
Seleccionar los dispositivos y equipos de red tanto a nivel local
como a nivel área amplia.
•
El tendido del cableado estructurado.
4.3.1 Diseño lógico
Como se mencionó anteriormente, este diseño considera el modelo de
direccionamiento, el esquema de nombres, el modelo de seguridad como de
gestión y el aspecto relacionado con la configuración de todos los componentes
y/o dispositivos que intervienen en una red a través del sistema operativo para
facilitar la organización, administración y control de los mismos.
Ø Modelo de direccionamiento. Una dirección IP, son datos de 32 bits
formados por cuatro octetos de 8 bits y se puede escribir de tres formas
diferentes: Notación decimal, binaria y hexadecimal.
Las direcciones IP están constituida fundamental por tres partes; la primera de
ellas indica la red en la que se encuentra el nodo o CPU, la segunda hace
referencia a la subred y la última parte, la más importante de todas, incluye la
designación del nodo.
Una dirección IP se divide en tres distintas clases atendiendo al tamaño de la
red que las utiliza. Existen interconexiones de redes IP de clase A, de clase B y
de clase C.
Para la red del aula en el colegio se recomienda una dirección de clase C
porque este tipo de dirección es utilizada para las pequeñas redes.
Considerando estos fundamentos básicos a cerca de las direcciones, el modelo
de direcciones que se proponen es:
120
Tabla 14. Modelo de direccionamiento.
Dirección de red
192.168.1.0
Clase
C
Mascara
255.255.255.0
Máximo de Subredes
Cero (0).
Bits por Submascara
24 (255.255.255.0)
Máximo de host 254 por segmentos de subredes
Se recomienda una dirección clase C 192.168.1.1 porque es la más indica en
para la red de área local en el colegio considerando que en este tipo de
direcciones se utilizan 28 host por 221 redes, y además esta dentro del rango de
dirección privada NAT (192.168.0.0 a 192.168.255.255).
Como se aprecia en el tabla 15. Direccionamiento IP, el colegio puede crecer
hasta 254 equipos aspecto que es imposible por el crecimiento del mismo en
número de usuario y equipos en la red es muy limitado.
Adicional, los recursos económicos para invertir en tecnología son limitados por
presupuesto y porque dependen del los aportes del Municipio y la Secretaria de
Educación de Cundinamarca.
Tabla 15 Direccionamiento IP.
No.
Nombre de
Dirección
Dirección final
Dirección de
la red
inicial de
de nodo
broadcasts
192.168.1.254
192.168.1.255
Submascara
nodo
1
192.168.1.0
192.168.1.1
121
255.255.255.0
De este grupo de direcciones, se recomienda al Colegio que al momento de
configurar el Servidor DHCP se consideren las siguientes sugerencias:
•
Al configurar el servidor DHCP se asigne en forma manual la
dirección IP 192.168.1.1 para el servidor.
•
Al configurar el ámbito en el DHCP la dirección de intervalo inicial
sea 192.168.1.2. y el intervalo final sea 192.168.1.254
•
Excluir del ámbito el bloque de direcciones entre 192.168.1.2 a la
192.168.1.6 para que sean reservadas para el servidor DNS, el
enrutador, entre otras.
Ø
Esquema de nombres. Se define como se van a identificar en una red
todas sus entidades como usuarios, equipos, archivos, contralores de dominio,
etcétera, a continuación se relacionan las recomendaciones pertinentes en este
aspecto para el aula del colegio.
A nivel de equipos se recomienda que el nombre de ellos sea identificado con
la palabra equipo y el numero de ubicación dentro del aula. Por ejemplo,
equipo1, equipo5, equipo10 y así sucesivamente.
Con respecto a los usuarios, como se menciona en la página 105 en el ítem
grupo de trabajo; todos los usuarios se identificarán con el username aula y el
grado al que pertenece. Por ejemplo: aula-5, aula-3, etcétera.
El nombre de las aplicaciones se sugiere debe ser nemotécnico, es decir, debe
ser alusivo al tipo de aplicación; por ejemplo Word, Excel, Access, pero
identificando la aplicación como procesador de texto, hojas de cálculo entre
otras.
Este esquema de nombres se puede ver reflejado o configurado en el ítem del
diseño lógico por unidades organizativas (ver página 120).
122
Ø
Selección de protocolos de enlace y enrutamiento.
En el estudio de las comunicaciones entre computadores y las redes de datos,
son especialmente relevante dos conceptos fundamentales como son: los
protocolos y la arquitectura de protocolos.
Se define protocolo a un conjunto de reglas o normas que se utilizan para el
intercambio de información entre dos host de niveles común y los puntos clave
que definen o caracterizan a un protocolo son:
•
La sintaxis: incluye aspectos tales como el formato de los datos y los
niveles de señal.
•
La semántica: incluye información de control para la coordinación y el
manejo de errores.
•
La temporización: incluye la sintonización de velocidad y secuencia.
Es fundamental considerar la arquitectura de protocolos ya que se encarga de
definir no sólo la estructura de la red por sus capas o componentes, sino que
además ubica estratégicamente los diferentes protocolos que hacen parte en
cada capa para llevar acabo la comunicación de los datos y así los niveles
puedan realizar su función especifica dentro de la red.
A partir del anterior fundamento teórico, es indispensable determinar no solo la
estructura de la red que se va a diseñar para el colegio, sino definir los
protocolos de comunicación a nivel de enlace, conmutación y de enrutamiento.
La arquitectura de red recomendada para el aula es una estructura basada en
la especificación IEEE 802.3u o Fast Ethernet; es decir, es una red rápida que
permitirá transferir datos a 100 Mbps sobre una topología estrella netamente
física e indica la forma como se deben conectar los equipos a través de un
cable par trenzado UTP categoría 5e.
123
Sobre esta estructura, la red del colegio tienen como protocolo interno de
comunicaciones a nivel de red LAN a NETBIOS (Network Basic Input Output
System
Sistema básico de entrada y salida en la red) y la técnica de control
de acceso al medio sobre la topología estrella es CSMA/CD (Carrier Sense
Multiple Access with Collision Detection
acceso múltiple sensible a portadora
con detección de colisiones). Con este método de acceso al medio se pretende
que aleatoriamente todas las máquinas puedan compartir el medio de
transmisión (el cable par trenzado).
Otro protocolo que se definió para la red Fast Ethernet fue el Enlace de datos
HDLC (High Level Data Link Control - Protocolo de enlace de datos de nivel
alto) para que esta capa pueda realizar entre otras funciones en la red las
siguientes:
•
Crear un canal lógico independiente del medio físico para establecer el
servicio de enlace de datos.
•
Establecer y liberar el enlace de datos para una transferencia de datos.
•
Delimitar y sincronizar las tramas.
•
Controlar la secuencia de las tramas,
•
Detectar y corregir errores de tipo lógico.
•
Controlar el flujo de tráfico entre las estaciones.
•
Gestionar y coordinar la comunicación, etcétera.
El modo de operación sugerido de este protocolo en el colegio para la
transferencia de los datos entre el emisor y el receptor es Modo de respuesta
asíncrona balanceada (ABM) y la configuración sugerida es como sigue:
•
Configuración: balanceada.
•
Tipo de enlace: punto a punto únicamente.
•
Transmisión: dúplex.
•
Observaciones: utilizado principalmente en enlaces dúplex punto a
punto.
Requiere
estaciones
combinadas.
Cualquiera
de
las
estaciones puede comenzar una transmisión sin permiso de la otra y
124
ambas tienen las mismas responsabilidades sobre el mantenimiento
y control del enlace.
A continuación se entrega la rutina a nivel general para la configuración tanto la
interfaz e0 o interfaz Etherlan que va a permitir establecer la conexión lógica
entre el ETCD y la red de área local LAN. En esta rutina igualmente se
encuentra la sintaxis para la configuración para la conexión
del protocolo
HDLC en el ETCD (Equipo Terminal de circuitos de datos con funciones de
enrutador) ubicado en el nivel de CORE (Núcleo) dispuesto en la topología
jerárquica propuesta para la red del aula porque este equipo cumple además
de la funciones de módems y de enrutador (Router) para interconectar la red de
área local (LAN) con la red del Proveedor de Servicio de Internet (ISP) para el
colegio.
Router> enable.
Router# config ter
Router# cdp enable
Router# cdp timer# 60
Router (config) # interface e0
Router (config-if)# ip address 192.168.1.5 255.255.255.0
Router (config-if) # no shutdown
Router (config-if) # config ter
Router (config) # interface s0
Router (config-if) # ip address 10.10.1.1 255.0.0.0
Router (config-if) # no shutdown
Router (config-if) # encapsulation hdlc
Router (config-if) # <Control> z
Router#
Las siguientes, son todas las especificaciones técnicas que contiene el
MODEM de banda ancha, para la red de acceso a Internet a través
tecnología ADSL.
125
de la
Figura 21. MODEM banda ancha con conexión ADSL
NETOPIA CAYMAN 3341 TIPO
•
Accesorios para su funcionamiento:
- FUENTE DE ALIMENTACION AC / DC
- CABLE UTP RJ45 / RJ45
- CABLE UTP RJ11 / RJ11
•
Especificaciones:
o Banda ancha vía a teléfono - 64Kbps hasta 8 Mbytes
o WAN Interface: ADSL, RJ-11 línea de entrada
o LAN Interface: 10/100BaseTX, RJ-45
o ATM Adaptation Layer 5 (AAL5)
o Up to 8 Permanent Virtual Circuits (PVCs)
o DHCP Client
o IP Control Protocol
o Routing Function
- Network Address Translation (NAT),
NAPT and IP Maps
- Static Routes
- IP Multicast Outbound Support Through NAT
- DHCP Client, Server and Relay
- DNS Proxy
- VPN Pass-thru for PPTP, L2TP and IPSec
- RIP1 & RIP2
126
o Bridging
- Transparent Bridged Ethernet over ATM
Security Monitoring and Logging (upgrade)
o Management
- 2 Level Password Protected Access
- WebUI and Telnet (CLI) Management
- Software Upgradeable
- System Diagnostics and Logs
- Security Monitoring Logs (upgrade)
- 7-Layer Diagnostics
- SNMP v.1
- Remote Management Options
- Utilities: Ping, Trace Route, Reverse DNS
- Bi-colored LEDs: Power, Link, Status and Activity
Indicators
o Environmental
- Operating: 0 to +40C
- Storage: 0 to 70C (20-80% Non Condensing)
- Power: External, 5V DC, 3000mA
o Weight and Dimensions
- Weight: 3 lbs (1361g) (unit carton)
- Dimensions: 1.4"(3.5cm) H, 5.3"(13.5cm) W,
5.4"(13.7cm) L
El protocolo de enrutamiento sugerido para enrutar paquetes entrantes y
salientes hacia la Wan se recomienda que sea IGRP (Interior Gateway Routing
Protocol
Protocolo Interno de enrutamiento de Pasarela), este protocolo
utiliza una métrica compuesta que tiene en cuenta distintas variables para
seleccionar la ruta más apropiada al paquete a enviar; debido a que envía
mensajes de actualizaciones del encaminamiento a intervalos de tiempos más
largos y utiliza formatos eficientes para los paquetes actualizados que se
transmiten a través del enrutador (Router), porque soporta sistemas
127
autónomos, es decir aísla el tráfico local del no local permitiendo disminuir la
cantidad de comunicaciones entre routers y optimizar el ancho de banda que
se utiliza para toda la interconexión.
Además este protocolo permite:
•
Mayor escalabilidad que el protocolo RIP42.
•
Respuestas más rápidas a cambios en la red.
•
Métricas43 más sofisticas.
•
Soporte de caminos múltiples, entre otros.
La siguiente es la rutina general para configurar en el router el protocolo de
enrutamiento propuesto para enrutar paquetes dentro de la red del aula de
informática en el colegio.
Router> enable.
Router# config ter
Router (config) # router igrp (sistema autonomo)
Router (config route) # network (numero de redes)
Router (config-router) #variance multiplicador
Router (config-router) #traffic-share {balanced | min}
Router (config route) # <Control> z
Router#
Ø
Selección de estrategias para la seguridad. El objetivo del
administrador de quien depende la red, es velar por la seguridad de la misma,
detener cualquier tipo de ataque o por lo menos controlarlo. Para cumplir con
esta premisa debe hacer uso de gran cantidad de herramientas con el fin de
tener una red segura y libre de peligros.
42
RIP, es un protocolo de encaminamiento para redes IP. La división lógica de las redes IP es
la subred. Una división apropiada en subredes y un uso constante de mascaras IP de subred
son tareas cruciales a la hora de utilizar RIP en los routers.
43
Las métricas que se consideran en IGRP para consolidar la tabla de enrutamiento para
definir la ruta más apropia son: el ancho de banda, el retardo, la confianza, la carga y la unidad
máxima de transferencia (MTU)
128
Para definir la seguridad en la red del aula de informática en el Colegio y
cumplir con la protección de acceso de usuarios maliciosos o de otras redes se
recomiendan dos estrategias diferentes.
La primera de ellas es utilizar el mecanismo de seguridad por control de acceso
y contraseña, ya que muchos por no decir que todos los sistemas se sirven de
una contraseña para controlar el acceso a los recursos; además este tipo de
mecanismos es recomendado para sistemas convencionales y no para
sistemas que requieran de una seguridad de alto nivel.
Este mecanismo de seguridad se dará desde el sistema operativo de red
(NOS) y la forma como se sugiere realizar configuración es como sigue:
•
Cada estudiante que ingrese al sistema se debe
identificar con el
nombre de usuario (user name) y este debe ser aula-(grado o curso).
Por ejemplo aula5, aula3, aula 4.
•
El sistema debe proveer automáticamente en cada estación de trabajo
la conexión al dominio aulacjk.local.
•
El password o contraseña para los usuarios será los dígitos finales del
documento de identidad acompañado del grado o curso al que
pertenece, por ejemplo, 52135-5.
•
Finalmente se sugiere un control de acceso manual donde se considere
que los estudiantes tendrán asignados siempre el mismo equipo.
El segundo mecanismo corresponde a la protección de la información y las
salidas a Internet. Al igual que en el caso anterior, la seguridad a la información
se proveerá desde el sistema operativo de red que se instale y configure en el
aula.
129
Para este aspecto se recomienda configurar las directivas de seguridad local
por directivas de cuentas y directivas locales así como los perfiles y permisos
para los usuarios de la red. (Ver ítem configuración de sistema operativo en la
pagina 130 Límites de seguridad).
Para el acceso a Internet se sugiere mantener todos los puertos de salida
cerrados y solo abrir a medida que se utilicen. Por ende se recomienda abrir los
siguientes puertos considerando que se va a trabajar sobre Windows y TCP
(protocolo de control de transferencia).
Ø
•
Puerto 20 (Datos).
•
Puerto 21 (Control) para FTP (Transferencia de archivos).
•
Puerto 23 para TELNET (Acceso remotos).
•
Puerto 80 para HTTP (Protocolo de Hipertexto) .
•
Puerto 25 para SMTP (Para transferencia de Mail).
Configuración
del
sistema
operativo
y
servicios
para
las
aplicaciones. Un Sistema Operativo es el software encargado de ejercer el
control y coordinar el uso del hardware entre diferentes programas de
aplicación y los diferentes usuarios. Es un administrador de los recursos de
hardware del sistema.
El propósito de un sistema operativo es proveer un entorno en el cual el usuario
pueda ejecutar programas. El principal objetivo es diseñar un sistema que se
adapte a las necesidades, el objetivo secundario es usar el hardware de una
computadora de manera eficiente.
Con base en el concepto anterior, se recomienda utilizar el licenciamiento que
tiene el colegio para el aula, Windows 2000 Server para el equipo designado a
realizar las funciones de servidor y en las estaciones de trabajo Windows XP
Profesional. A continuación se expresan las razones del porque se recomienda
este sistema operativo.
130
En una red de Microsoft Windows 2000, el servicio de Active Directory (AD),
proporciona la estructura y las funciones para organizar, administrar y controlar
recursos de red. Active Directory es el servicio de directorio de una red de
Windows 2000. Un servicio de directorio es el que almacena información
acerca de los recursos de la misma y los dispone al alcance de los usuarios y
las aplicaciones
44
.
Los servicios de directorio son importantes porque proporcionan una forma
coherente de asignar nombre, describir, encontrar, tener acceso, administrar y
proteger la información acerca de estos recursos.
AD proporciona funcionalidad de servicio de directorio, incluyendo un medio de
organizar, administrar y controlar centralizadamente el acceso a los recursos
de red, además hace transparente la topología física de red y los protocolos, de
forma que un usuario de una red pueda tener acceso a cualquier recurso sin
saber dónde está ubicado o cómo está conectado físicamente.
AD organiza el directorio en secciones que permiten el almacenamiento de una
gran cantidad de objetos, como resultado, es posible ampliar AD a medida que
crece una organización, lo cual le permite pasar de un único servidor con un
poco de cientos de objetos hasta miles de servidores y millones de objetos.
Windows 2000 Server almacena en el AD información acerca de la
configuración del sistema, los perfiles de usuario y las aplicaciones. En una
combinación con las directivas de grupo, AD permite administrar escritorios
distribuidos, servicios de red y aplicaciones desde una ubicación central al
mismo tiempo que utiliza una interfaz de administración coherente.
Los administradores de red disponen también de una forma coherente de
supervisar y administrar dispositivos de red, como enrutadores (Routers),
conmutadores (Switche), a través de los puertos de consola que estos equipos
44
Ibid. Microsoft Corporation. Página 10
131
proveen haciendo uso de la herramienta HyperTerminal la cual se puede
acceder mediante la ruta: Inicio, Programas, Accesorios, Comunicaciones
HyperTerminal.
AD está diseñado específicamente para interactuar con otros directorios y
administrarlos independientemente de su ubicación o sus sistemas operativos
subyacentes. Para lograrlo AD proporciona una amplia compatibilidad con los
protocolos y estándares existentes y ofrece interfaces de programas de
aplicaciones (API) que facilitan la comunicación con otros directorios.
Entre otras tecnologías compatibles tenemos: DHCP, DNS, TCP/IP, Kerberos
versión 5, certificadores X.509 versión 3, SNTP, LADP.
El protocolo de actualización dinámica de DNS permite a las organizaciones
lograr una estructura de nombres global compatible con la convenciones
estándar de DNS de Internet.
La integración de los certificadores KERBEROS y X.509 con Active Directory
ofrece a las organizaciones la flexibilidad de mezclar y asignar seguridad que
distribuyen, tanto en entornos de Internet como de Intranet, basándose en sus
necesidades.
Igualmente AD permite tener convenciones de nomenclaturas en nombres para
encontrar los recursos de la red, los usuarios y las aplicaciones; además esta
convención de nombres sea compatible con nombres de dominio en Internet.
Finalmente AD utiliza el servidor de nombres de dominio DNS para tres
funciones:
•
Resolución de nombres.
•
Definición de espacios de nombres
•
Búsqueda de los componentes físicos de AD.
Para
llevar a cabo las diferentes tareas o funciones anteriormente
mencionadas; AD exige que se considere la configuración de las estructuras
132
lógicas y físicas independientemente; teniendo en cuenta que la primera se
utiliza para organizar los recursos de la red y la segunda para controlar y
administrar el tráfico; por ello las dos estructuras se deben configurar
independientemente.
Para el colegio inicialmente se recomienda, una vez instalado y configurado el
dominio a través de Active Directory, instalar y configurar los servidor DHCP y
DNS (Ver Anexo B configuración de servidores)
•
Estructura lógica de Active Directory. Es flexible y proporciona un
método para diseñar una jerarquía de directorios que tenga sentido
tanto para sus usuarios como para aquellos que la administran. Los
componentes lógicos de la estructura de AD incluyen:
o Dominios
o Unidades organizativas
o
Árboles y bosques
A continuación se detallará cada uno de los componentes que se consideran
para diseñar a la estructura lógica del aula de informática del Colegio John F.
Kennedy del Municipio de Arbeláez.
Dominio. La unidad central de la estructura lógica de AD es el dominio, Un
dominio es un conjunto de equipos definido por un administrador que
comparten una base de datos de directorio común . El
primer dominio de
Windows 2000 que se crea es el dominio raíz, el cual contiene la configuración
y el esquema del bosque45. Estas son algunas razones para crear un dominio.
•
Centralizar las aplicaciones que se corren en el dominio.
•
Requisito de contraseña diferentes entre organizaciones
•
Poder manipular gran cantidad de objetos46.
•
Considerar diferente nombres de dominio en Internet.
•
Manipular de mejor forma el control de duplicación, y finalmente
45
Microsoft Corporation. Manual Windows 2000 Server. Administración de infraestructura de
red . Módulo 4. Exploración de Active Directory. Página 12
46
Ibid. Microsoft Corporation. Página 14
133
•
Administrar las diferentes redes de área local (LAN) como redes
descentralizadas.
Considerando las razones anteriores, el aula de informática del Colegio John F.
Kennedy, será identificado mediante el nombre completo47: aulacjfk.local para
que de esta forma se pueda identificar el dominio donde esta ubicado el objeto,
además de la ruta completa a través de la cual se llega hasta el objeto.
Para crear el árbol de dominio en el servidor local del colegio, se ejecuta el
archivo Dcpromo.exe. Para iniciar el Asistente se debe realizar la instalación de
AD, y posteriormente se completa el asistente como se aprecia en la tabla 15.
Configuración de Active Directory.
Tabla 16. Configuración de Active Directory.
Asistente de Active Directory
Haga esto:
Tipo de controlador de dominio
Haga clic en un controlador de dominio para el
nuevo dominio
Crear árbol o dominio secundario
Crear o unir un bosque
Haga clic en crear un nuevo árbol de dominio
Haga clic en crear un nuevo bosque de árboles
de dominios
Instalar o configurar el DNS
Haga clic en NO. Solo instalar y configurar DNS
en este equipo.
Nuevo nombre de dominio
Nombre de dominio NetBIOS
Escriba: aulacjfk.local
Escriba: aulacjfk
Ubicación de la base de datos
Conserve por defecto la ubicación dada por el
asistente
Conserve por defecto la ubicación dada por el
asistente
Seleccione permisos compatibles solo con
servidores Windows 2000 (Dominio Nativo)
Digite la contraseña para el administrador de
dominio
Volumen del sistema compartido
Permisos
Contraseña de administrador
Fuente: Manual de Microsoft Windows 2000 Server pag. 64
Limites de Seguridad: Para la red del colegio
aula de informática - la
creación propia del dominio aulacjfk.local sirve como límite de seguridad, en la
47
Ibíd. Microsoft Corporation. Página 21
134
medida que el administrador del dominio tiene los permisos y derechos
necesarios para llevar a cabo la administración dentro de ese dominio. Se
recomienda que la responsabilidad del dominio aulacjfk.local sea por parte del
profesor encargado de administrar el aula.
Igualmente se recomienda que los usuarios sean creados como grupo locales
al interior del dominio; es decir, que se puedan validar a través del username y
de un password, de acuerdo a como se explico en la pagina 105 (grupo de
trabajo) y de esta forma accedan al servidor local ubicado en el aula.
En cuanto a la configuración de seguridad
asignación de derechos de
usuarios -, se considerarán para los estudiantes los siguientes derechos:
•
Iniciar sesión local
•
Cerrar sesión local
•
Acceder a Internet.
•
Acceder a la información con permisos de lectura y escritura.
•
Usar a nivel de red de un antivirus.
•
Hacer impresiones compartidamente,
•
Apagar el sistema y cualquier otra que estime conveniente el
administrador del aula.
Las restricciones sugeridas son:
•
Acceder a panel de control en los iconos de:
o Display (Pantalla).
o Agregar o quitar programas.
o Agregar o quitar hardware, entre otras.
•
Acceder a páginas WEB no deseadas.
•
Acceder a servicios de Internet no autorizados, y a cualquier otra
restricción que estime conveniente el administrador del aula.
Con respecto a la seguridad por directivas de cuentas se recomiendan las
siguientes antes de crear los usuarios en el dominio:
135
•
Directivas de contraseña: en esta seguridad se sugiere que el
administrador de la red del aula considere entre otras las siguientes
restricciones:
o La contraseña deben cumplir los requerientes de complejidad.
o La contraseña debe tener una longitud máxima de caracteres (el
administrador debe fijarla a su criterio o parámetros), y
finalmente.
•
Directivas de bloqueo de cuentas: en este aspecto se recomienda los
siguientes:
o Duración del bloqueo de cuenta.
o Restablecer la cuenta después de
o Umbral de bloqueo de la cuenta.
Los parámetros a considerar en cada uno de los ítems y subitems anteriores se
dejan a consideración del administrador del aula que asigne el colegio.
Modos de dominio: Windows 2000 Server permite al configurar el dominio dos
tipos diferentes de modos de dominio. Un modo de domino puede ser o bien
Mixto o Nativo.
Un dominio en modo mixto es compatible con controladores de dominio que
ejecutan Windows 2000 o Windows NT, por el contrario en un dominio de modo
nativo todos los controladores de dominio ejecutan Windows 2000. Por lo tanto
se determina que el modo de dominio para el aula de informática en el colegio
John F. Kennedy del municipio de Arbeláez, sea modo nativo para unificar la
Plataforma Windows 2000.
Unidades organizativas (OU): Es un objeto contenedor que se utiliza para
organizar objetos dentro de un dominio. Una OU contiene objetos como
cuentas de usuario, grupos, equipos, impresoras, y otras OU. Este concepto es
propio de la plataforma Windows 2000 y se administra en el AD.
136
Se recomienda configurar una unidad organizativa llamada colegio, para
almacenenar en este contendor las entidades computadores, controlador de
dominio y usuarios. (Ver figura No. 22 Pág. 137)
Figura.22. Creación de las OU
Fuente. http://www.pilu.com/core. Junio 12 de 2006. 11:30 AM
En la OU Computador se crean todos los equipos estaciones de trabajo que
harán parte de la red del Aula. Como se menciono en el esquema de nombres
(Ver pagina 122) los equipos se identificaran con el sufijo equipo acompañado
de su posición en el aula, por ejemplo equipo5, equipo 8, equipo 12, y así
sucesivamente.
Al igual al caso anterior, se debe crear la OU llamada Usuario. Teniendo en
cuenta además del nombre del usuario y la contraseña, los límites de seguridad
que se propusieron en la página 69 para el dominio aulacjfk.local Jerarquía de
las UO: Windows 2000 Server considera dos tipos de jerarquía para agrupar
los objetos y poderlo administrar y controlar de forma más óptima. Estas dos
jerarquías son:
137
•
Estructura organizativa basada en límites geográficos o departamentales.
•
Modelo administrativo de red basado en responsabilidades administrativas.
Como se mencionó anteriormente en la introducción del ítem Unidades
Organizativas, se sugiere que el Colegio considere la segunda jerarquía para el
administrador configure las OU que por defecto trae Windows 2000 (véase la
Figura 22. pág137 Creación de grupos por OU).
Control administrativo (OU): Se logra al conceder a uno o más usuarios y
grupos, permisos específicos para la OU y los elementos que contiene.
El control administrativo de la red del aula solo debe recaer en el profesor
encargado de la misma. Se deja al criterio de él si quiere delegar en algún
estudiante o monitor del grupo la posibilidad de contar con usuarios
administradores para la creación de usuarios, de copias de seguridad, etcétera.
Aunque para lograrlo se requiere en primera instancia de una culturización a
los usuarios que trabajan en red y segundo, se requiere de una exhaustiva
capacitación en el tema.
Árboles y bosques: Un árbol se define según Microsoft en su manual
Windows 2000, administración de infraestructura de red como una disposición
jerárquica de los dominios de Windows 2000 que comparten un espacio de
nombres contiguo.
Cuando se agrega un dominio a un árbol existente, el nuevo dominio es un
dominio secundario de un dominio principal existente. El nombre del dominio
secundario se combina con el nombre del dominio principal para formar el
nombre de DNS.
Con base al concepto anterior, el árbol que se propone para el aula es:
aulacjfk.local porque el COLEGIO. No tiene registrado un dominio en Internet.
138
Figura 23. Árbol aulacjfk.local.
Estructura física de Active Directory: En AD, la estructura lógica está
separada de la estructura física. La estructura lógica se utiliza para organizar
los recursos de red, y la estructura física se utiliza para configurar y administrar
el tráfico de red.
La estructura lógica de AD se compone de sitios y controladores de dominios.
La estructura física de AD define dónde y cuándo se producen el tráfico de
duplicación y de inicio de sesión.
Un sitio es una combinación de una o más subredes con Protocolo de Internet
(IP) que están conectadas por un vínculo de alta velocidad.
139
Definir sitios permite configurar la topología de duplicación y acceso a AD de
forma que Windows 2000 utilice los vínculos y programas más efectivos para el
tráfico de inicio de sesión y duplicación.
Los sitios se crean por dos razones principalmente: Primero, para optimizar el
tráfico de duplicación y segundo, para permitir que los usuarios se conecten a
un controlador de dominio mediante una conexión confiable de alta velocidad.
Los sitios asignan la estructura física de la red, mientras que los dominios
asignan la estructura lógica de la organización. La estructura lógica y física de
AD son independientes una de otra. Lo cual tiene las siguientes consecuencias:
•
No hay correlación necesaria entre la estructura física de la red y su
estructura de dominios.
•
AD permite múltiples dominios en un sitio, además de múltiples sitios en
único dominio.
•
No hay correlación necesaria entre los espacios de nombres de los sitios
y los dominios.
Con base en los conceptos anteriores, no se sugiere configurar SITIOS en la
red del aula por que aun cuando el modelo de direccionamiento presenta dos
subredes no existe interconexión entre ellas. Además solo se ha creado un
dominio raíz para toda la red y al crecer en otras aulas su interconexión se hará
a través de dominios secundarios establecidos como árboles y no como
bosques.
Controladores de dominio: Es un equipo que ejecuta Windows 2000 Server y
que almacena un duplicado de directorio. También administra los cambios
realizados a la información del directorio
controladores del mismo dominio.
140
y duplica esos cambios en otros
Los controladores de dominio almacenan datos del directorio y administran
procesos de inicio de sesión, autenticación y búsquedas en directorios de
usuarios, en donde un dominio puede tener uno o más controladores de
dominio y además puede realizar funciones específicas como las de servidor
de catálogo global y principios de operaciones.
Un servidor de catálogo global es un depósito de información que contiene un
subconjunto de atributos para todos los objetos de AD. De forma
predeterminada, los atributos
que se almacena en el catálogo global son
aquellos que se utilizan con más frecuencia en las consultas (como el nombre,
apellido y el nombre de inicio de sesión de un usuario). El catálogo global
contiene la información necesaria para determinar la ubicación de cualquier
objeto del directorio.
El catálogo global cumple dos funciones importantes en el directorio:
•
Permite que un usuarios inicie una sesión en la red proporcionando
información de pertenecía a grupos universales a un controlador de
dominio cuando se inicia un proceso de inicio de sesión.
•
Permite que un usuario busque información de directorio en todo el
bosque, independientemente de la ubicación de los datos.
El primer controlador de dominio se crea automáticamente al configurar el
Active Directory y por defecto el dominio. Este controlador de dominio
igualmente pasa a ser un servidor de catálogo global. Por ende, al configurar
en el la red del Colegio, el dominio aulacfjk.local; automáticamente se creara el
controlador de dominio de catálogo global; el cual cumplirá adicionalmente las
siguientes funciones:
•
Principal de esquema de bosque: controla todas las actualizaciones y
modificaciones del mismo. Para actualizarlo se debe tener acceso en
cualquier momento y sólo puede haber uno principal.
141
•
Principal de nombres de dominio: Controla las operaciones de agrupar y
quitar dominios del bosque. Sólo puede haber un principal de nombres
de dominio en todo el bosque.
•
Principal de identificador relativos (RID): Hay un controlador de dominio
que actúa como principal RID en cada dominio del bosque. asigna
secuencia a cada uno de los distintos controladores de su dominio.
Cuando un controlador de dominio crea un objeto de usuario, grupo o
equipo, asigna al objeto un identificador de seguridad único (SID). Este
consta de un SID de dominio (que es el mismo para todos los SID que
se crean en el dominio) y un RID que es único para cada SID que se
crea en el dominio. Esta función la debe realizar el controlador de
dominio secundario creado en el aula del colegio.
•
Emulador de PDC: Cada bosque debe tener un controlador de dominio
que actúe como emulador de PDC. Si el dominio contiene equipos que
no están ejecutando software cliente de Windows 2000, o si contiene
controladores de dominio que ejecutan Windows NT, el emulador de
PDC procesa cambios de contraseña y duplica actualizaciones de
reserva que ejecutan Windows NT.
En un dominio en modo nativo, el emulador de PDC recibe la duplicación
preferente de los cambios de contraseña realizados por otros
controladores de dominio.
•
Principal de infraestructura: Debe haber uno en cada dominio. Esta
función de controlador de dominio es el responsable de actualizar las
referencias de grupos a usuarios siempre que cambien la pertenencia de
grupos.
142
El controlador del dominio en la red del aula de informática en el colegio se
identificará con el nombre de servidor1 y en el se instalarán y configurarán los
servicios de red como DHCP, DNS, además de un servidor de archivos y
usuarios. Las aplicaciones se compartirán a través del servidor de archivos y se
dispondrán de acuerdo a los perfiles que se crean por parte del administrador
de la red.
A continuación se explica la forma como se recomienda la instalación y
configuración de dichos servicios y servidores:
Ø
Configuración de servidores. Como se menciona en el anexo B, los
servidores que se proponen ha configurar son los siguientes:
•
Servidor de usuarios: Para validar los accesos tanto locales como
remotos (accesos a servicios como FTP, TFTP, TELNET) de los
usuarios que puedan hacer sesión en red y que estén autorizados para
realizar estos servicios.
•
Servidor de archivos: para llevar acabo la compartición de los recursos
tanto físicos como lógicos en el aula de informática.
•
Servidor
de
DHCP:
para
llevar
acabo
la
asignación
de
un
direccionamiento en forma automático.
•
Servidor DNS: para resolver nombres en el sistema y llevar a cabo la
búsqueda de los recursos en la red.
Ver anexo. B Configuración de servidores
143
4.4 Diseño físico
Permite ilustrar la forma como se plantea el modelo de la topología de la red
para el aula del Colegio, su conectividad tanto a nivel local como a nivel amplio
o red WAN, su modelo de redundancia, el aprovisionamiento de la media y del
hardware para la red de área local (LAN) como para la red WAN, el tendido del
cableado estructurado.
4.4.1 Topología de la red.
Antes de considerar el tema relacionado con la topología de red que se
propuso para el aula de informática en el colegio, se pretende aclarar que es
una topología de red, teniendo en cuenta la perspectiva de dos empresas
multinacionales como son Microsoft y Cisco Corporation. Ya que el diseño
físico de la red para el aula de informática se basó en estas dos
organizaciones.
Para MICROSOFT en su manual de certificación fundamentos de redes en la
página 34 expresa que El término topología o más específicamente topología
de red, se refiere a la composición o diseño físico de los equipos, cables y otros
componentes de la red, por eso topología es el término estándar que utilizan la
mayoría de los profesionales de redes cuando se refieren al diseño físico
básico de una red .
Cuando la topología de red se referencia bajo estos parámetros, hay que
considerar que hay dos forma para realizar el diseño físico básico de la red: el
primero de ello es el de topología física la cual indica la manera como los
equipos de cómputo se deben conectar entre si a través de un medio de
transmisión guiado o un sistema de cableado
trenzado -.
144
preferiblemente un cable par
El segundo momento a considerar es el de topología lógica que dice cómo las
máquinas una vez conectadas pueden acceder el medio de transmisión para
transferir información entre ellas.
Desde este punto de vista se recomienda que la red del aula de informática se
implemente considerando como topología física una topología estrella, donde
los equipos se conectan mediante segmentos de cable a un nodo central
llamado equipo activo (switch o conmutador) o un equipo repetidor (Hub o
concentrador).
Se recomienda este tipo de topología porque las redes en estrella ofrecen
recursos y almacenamientos centralizados, permiten una fácil instalación y
administración, permiten tener un fácil control sobre la red y además garantizan
un flujo de tráfico sencillo.
A nivel de topología lógica para la red de área local, se recomienda que las
máquinas utilicen como método de acceso al medio aleatorio la técnica
escucha CSMA/CD. Porque permite que cualquier computador acceda al medio
al azar para transmitir y pueden a su vez detectar una colisión a través de
CSMA/CD. A nivel WAN la recomendación para el acceso es el conmutado de
circuitos digitales a través de la tecnología xDSL (ver pagina No. 68)
Para CISCO Corporation, el término topología tiene otra connotación. De
acuerdo al manual de Cisco System Desing Cisco Network , Volumen 1.
Versión 2.0, en la página 4.2, el concepto de topología lo relaciona con tres
modelos que se deben reflexionar o tener en cuenta para diseñar una red
físicamente.
A partir de esta aclaración, se dice entonces, que Cisco propone tres modelos
diferentes para la topología de una red, a saber: modelo jerárquico, modelo de
redundancia y modelo de seguridad.
145
Igualmente se aclarará que de acuerdo al modelo de tareas propuesto en la
página 45 Figura 9. Para diseñar físicamente la red del aula en el colegio de
los tres modelos anteriores solamente se trabajó con base en los dos primeros
debido a que el modelo de seguridad se desarrolló como diseño lógico en el
ítem denominado desarrollo de estrategias de seguridad y configuración de
directivas de seguridad por cuentas y por derechos de usuarios .
Pág. No
123
Ø
Modelo
jerárquico.
El
modelo
jerárquico
permite
diseñar
interconexiones en capas. Para entender la importancia de las capas o niveles
funcionales en el modelo jerárquico, considérese el modelo de referencia de
sistema abierto de interconexión (OSI). OSI es un modelo que proporciona un
conjunto detallado de estándares para la descripción de una red.
48
Porque
suministra bases sólidas para la comunicación entre sistemas heterogéneos.
El modelo jerárquico para la red de área local del aula en el colegio se muestra
en la Ver Figura 23 .Pág. 139.
Cada capa del modelo OSI consta de dos partes: una definición de servicios
que explica el tipo de asistencia que cada capa proporciona y una
especificación
de
protocolo,
que
detallada
implementación de un servicio particular
las
reglas
que
rigen
la
49
.
Al igual que OSI, El modelo jerárquico permite:
48
49
•
Simplificar las tareas requeridas por dos sistemas de comunicación.
•
Cada capa que constituye el modelo, cumple con una función específica.
•
Cada capa usa el ancho de banda apropiado o que requiere.
•
Facilita cambios en los componentes que hacen parte del modelo.
•
El modelo como tal es fácil de entender, entre otros.
GALLO. Michael. Comunicaciones entre computadores y tecnologías de red . Thomson editores. 2003. página 65
Ibíd., Pág. 66
146
Figura 24. Modelo jerárquico propuesto para el aula de informática.
NUCLEO (Core)
DISTRIBUCIÓN
ACCESO
CISCO propone que para diseñar el modelo jerárquico se consideren tres
capas a saber:
•
La Capa de Núcleo (Core), se encarga de proveer en forma optima el
transporte entre sitios satisfaciendo alta velocidad en el backbone de la
red.
•
La Capa de Distribución (Distribution) proporciona todas las políticas
basadas en la conectividad y se constituye como el punto de
demarcación entre la capa de Core y la capa de Access.
•
La Capa de Acceso (Access) que provee grupos de trabajo y/o a los
usuarios un acceso a los segmentos de red local como a los sitios
remotos.
En el diseño del modelo jerárquico, se debe considerar que la Capa de Núcleo
cumpla con las siguientes funciones.
•
Satisfaga Alta velocidad a través de redes con conmutadores (Switches)
de capa 2 escalable a capa 3 para el backbone internos y externos.
•
Ofrezca una alta fiabilidad a la interconexión entre redes.
147
•
Provea una redundancia en la media y en el enlace, así como una
tolerancia a fallos en los equipos de comunicación y de enrutamiento..
•
Permita la escalabilidad en sus componentes físicos.
•
Ofrezca baja latencia y una buena manejabilidad de los componentes
que hacen parte de la capa.
•
Evita la manipulación de paquetes lentos causados por filtrados y otros
procesos, entre otros.
Para el diseño de la capa de núcleo o Core en el modelo jerárquico, se
considera por parte del colegio los siguientes aspectos:
En primer lugar que la tecnología a utilizar para acceder a la Internet sea ADSL
porque se trata de una tecnología de acceso de banda ancha, lo que implica
capacidad para transmitir más datos, lo que, a su vez, se traduce en mayor
velocidad.
Esto se consigue mediante la utilización de una banda de frecuencias más alta
que la utilizada en el teléfono convencional (300 - 3.400 Hz) por lo que, para
disponer de ADSL, es necesaria la instalación de un filtro (llamado splitter o
discriminador) que se encarga de separar la señal telefónica convencional de la
señal de datos que se usara para conectar xDSL. (Ver Figura No 12 Pág. 71)
Otra razón para usar ADSL es que la velocidad de bajada es mayor que la
velocidad de subida y puede ser programable de acuerdo a la necesidad del
usuario final, en este caso el Colegio.
En segundo lugar, se recomienda al COLEGIO para mantener una óptima
salida a Internet, contemplar los siguientes aspectos para el diseño de la Capa
de Core:
•
Tener una infraestructura tanto física como lógica, en la red del aula,
para ello se recomienda que el Colegio tenga lo siguiente:
148
§
Implementar como arquitectura de red LAN una Fast Ethernet
(IEEE 802.3u
100BASETX) para garantizar un excelente
rendimiento a nivel de velocidad de transmisión (100Mbps) y de
interconexión (Backbone).
§
Definir las políticas de acceso a Internet tanto para los
estudiantes como para el personal directivo y administrativo.
§
Configurar correctamente los dispositivos a nivel de red (switche o
routers o ambos).
Finalmente, como la capa de CORE se encarga entre otras cosas de la
interconexión entre la red de área local LAN y la red del proveedor del canal y
su ancho de banda, a continuación en la siguiente tabla se entrega las
características físicas que se proponen para la red del aula en el colegio con
respecto al enlace y la tecnología WAN a utilizar para que los estudiantes,
personal directivo y administrativo puedan acceder a Internet.
Tabla 17. Características del enlace
ITEM
CONCEPTO
DESCRIPCIÓN
1
Capacidad del canal:
128 Kbps / 24 Mbps
2
Tipo de conexión:
Dedicada.
3
Tecnología:
Línea Arrendada XDSL
4
Servicio de mantenimiento
preventivo
•
•
5
Servicio de mantenimiento
correctivo
6
Ultimo Kilómetro
•
Directamente a cargo de la
empresa portadora del servicio.
•
•
Par aislado de Cobre
Equipos suministrados por el
Carrier.
Adecuación de la
infraestructura eléctrica
Adecuación de la
infraestructura de conectividad
•
•
7
Ancho de banda / CIR
1 Mbps
149
Directamente a cargo de la
empresa
prestadora
del
servicio.
Notificado con antelación
La Capa de Distribución en el modelo jerárquico, es el punto de demarcación
entre la Capa de Acceso y la Capa de Core de la red. Al diseñar esta capa se
deben implementar las siguientes funciones:
•
Políticas y seguridad.
•
Direcciones o agregación de área.
•
Acceso a grupos de trabajo o departamentos.
•
Definición de broadcast/multicast.
•
Enrutamiento entre VLans.
•
Redistribución entre enrutamientos de dominio.
•
Implementación de políticas para el uso del IOS (sistemas operativo de
interconexión)
•
filtrados, enrutamientos y calidad de servicio -.
Demarcación entre protocolos de enrutamiento estáticos y dinámicos.,
entre otras.
El diseño de la capa de distribución para la red de Colegio - de acuerdo a las
funciones anteriores
Ø
es el siguiente:
Políticas y seguridad. Las políticas y seguridad que se plantean a
continuación, son las recomendadas para la conectividad y el acceso de los
usuarios del aula a la capa de CORE del modelo jerárquico.
•
Para garantizar seguridad tanto hacia fuera (acceso a Internet) como
hacia adentro (red LAN) se debe implementar la política de filtrado de
paquetes por entrada y salida de puertos, es decir: el administrador de
la red en el aula debe tener cerrados todos los puertos tanto a nivel de
entrada como de salida y a medida que estos se requieran se van
abriendo. Esta política será configurada en el equipo principal de
conmutación (Switch) en la capa de distribución del gabinete.
•
La red se administrara bajo ambiente Windows se recomienda que los
puertos a abrir sean: Puerto 20 (Datos) y 21 (Control) para FTP
150
(Transferencia de archivos); puerto 23 para TELNET (Acceso remotos),
puerto 80 para HTTP (Protocolo de Hipertexto) y puerto 25 para SMTP
(Para transferencia de Mail).
•
Para garantizar a nivel físico una transferencia de paquetes seguro se
recomienda que el Switch cumpla con la especificación tecnológica de
ser 802.1x Port based access security
Seguridad de acceso basado
en puertos .
•
Se recomienda que el Switch realice automáticamente la función 802.ad
Link Agregation . Es decir, se tenga redundancia o contingencia en
cuenta al enlace para el backbone o interconexión a nivel local.
•
Pensando en el crecimiento inherente de la red a nivel global, se
recomienda que el Switch posea un puerto Gbit para permitir hacer
backbone con troncales de red de fibra óptica (SX o LX).
•
El acceso a los servicios de Internet. por parte de los estudiantes del
colegio, el personal administrativo y directivo, debe ser restringido de
acuerdo a políticas dispuestas por las directivas del colegio y el
administrador de la red en el aula. Se recomienda por ejemplo entre
otros lo siguiente: no permitir bajar música de Internet, no acceder a
páginas de pornografía, no todos los estudiantes deben hacer FTP y
TFTP, etcétera.
•
El protocolo sugerido para enrutar paquetes entrantes y salientes hacia
la Wan se recomienda que sea IGRP (Interior Gateway Routing Protocol
Protocolo Interno de enrutamiento de Pasarela) porque entre otras
cosas este protocolo utiliza una métrica compuesta que tiene en cuenta
distinta variables para seleccionar la ruta mas apropiada al paquete a
enviar; porque envía mensajes de actualizaciones del encaminamiento a
intervalos de tiempos más largos y utiliza formato más eficiente para los
151
paquetes actualizados que se transmiten a través del enrutador (Router),
porque soporta sistemas autónomos, es decir aísla el tráfico local del no
local
permitiendo
de
esta
manera
disminuir
la
cantidad
de
comunicaciones entre routers y optimizar el ancho de banda que se
utiliza para toda la interconexión, etcétera.
•
Para validar un usuario en el servidor localizado en aula y iniciar sesión
en red, este lo debe hacer a través de un nombre de usuario y una
contraseña. Como se ha mencionado anteriormente, se recomienda usar
un solo nombre de usuario por cada grado o curso y como password los
dígitos finales del documento de identidad acompañado del curso o
grado a que pertenece el estudiante y así evitar problemas de confusión
tanto por parte del administrador de la red del aula, como de los mismos
estudiantes.
Ø
Direcciones o agregación de área. Una dirección IP, es una dirección
en la red asignada a una interfaz de una computadora y usada para identificar
(localizar) en forma única la computadora dentro de la Internet
Considerando el anterior concepto, y como se puede observar en la página 121
se recomienda para la red del aula en el colegio configurar a nivel local la
dirección IP Clase C 192.168.1.1, la cual se segmentará a 26 bits; es decir, se
dispondrá de 62 direcciones validas para ser asignadas a 14 maquinas en el
aula. (Ver. Modelo de direccionamiento Tabla 7 Pág. 66 y Tabla No 8.
Direccionamiento Pág. 87).
Se sugiere esta dirección porque actualmente en el aula existe un total de 12
computadores y va a permitir segmentar la dirección hasta 3 subredes; es decir
el colegio puede crecer hasta en 3 aulas de informática, cada uno con 60 hosts
o computadores por cada una de ellas. Por lo tanto el router debe tener tres
interfaz Ethernet Lan (E0, E1, y E2)
152
Ø
Acceso a grupos departamentales. Como los accesos tanto a la red
de área local (servidor local) como a Internet los estudiantes, personal directivo
y administrativo se van a logear con un solo nombre de usuario y password no
se requiere de crear redes de área local virtuales (VLans).
No se sugiere considerar en la red del aula grupos de trabajos a nivel de Vlans.
Lo único que se sugiere a nivel de grupos es crear desde la plataforma
operativa grupos locales
un grupo local es una forma eficiente de agrupar a
los usuarios del dominio y a los grupos globales de otros dominios de confianza
en único paquete, asignando los derechos y los permisos del dominio de inicio
de todos los del grupo en un solo paso, para determinar privilegios en los
usuarios de la red.
Ø
Conversión de media. Se recomienda que la media para la conexión de
la red en aula del colegio sea Lan Switching 802.3u
Fast Ethernet (FE)
FE,
porque es una solución para arquitectura de red de grupos de trabajo y
avanzados, para aplicaciones de red de base de datos.
La especificación 802.3u adoptado por el IEEE está definida en dos partes: la
primera define la capa de enlace de datos, que es la capa del modelo de
referencia OSI que indica cómo manejar el protocolo de envió y recepción de
los datos entre nodos conectados directamente entre sí. La segunda parte es la
especificación de la capa física, que es la que define el tipo de medio sobre el
cual se puede ejecutar el protocolo 100BASETX.
50
Otra razón para recomendar al colegio esta media es, porque se pretende que
con IEEE 802.3u siempre se va a garantizar flexibilidad en el ancho de banda
ya que se tendrá bajo costo a nivel de puerto para soportar el incremento de
ancho de banda en el manejo de las aplicaciones, minimizar las colisiones y
porque es muy fácil de configurar y administrar, además que es compatible con
50
GALLO, Op cit. Pág. 75
153
todos las características de 802.3 (Ethernet a 10 Mbps) y de 802.3z (Gigabit a
1000 Mbps). . .
A nivel de protocolo de media se recomienda 100BASETX ya que esta media
garantizar para la red del aula en el colegio:
•
Emplear una topología estrella (Ethernet 100 Mbps).
•
Soportar cable par trenzado y fibra óptica.
•
Transmitir y recibir datos sobre 2 pares de cable compatible con EIA/TIA
568 Cat 5e.
•
Usar un sistema de señalamiento FULL DUPLEX basado en TP-PDM.
•
Transferir los datos a velocidades de 100 Mbps.
•
Considerar una latencia de 512 bit times en Round-Try Collision Delay,
es decir, reduce el tiempo que toma transmitir un bit por un factor de 10.
•
Longitud máximo de segmento de 100 metros.
Finalmente la Capa de Access como su nombre lo indica es la capa que se
encarga de proporcionar el acceso de los usuarios y grupos de trabajo tanto al
segmento local como a la red WAN.
Desde este punto de vista el acceso local se llevará a cabo a través del
protocolo solicitud repuesta del Modelo cliente / servidor explicado en el diseño
lógico de la red y en cuanto al acceso a Internet se hará por medio de línea
telefónica arrendada o acceso conmutado con tecnología XDSL.
Una vez explicada cada capa y como estas aplican a la red del aula en el
colegio, a continuación se entrega la gráfica de la topología de red que se esta
proponiendo y en donde se especifica cada una las capas descritas
anteriormente.
154
Figura 25. Diseño Jerárquico de la Red del Aula
Ø
Modelo de redundancia. Corresponde a la contingencia que se debe
tener en la red en los componentes más relevantes de la misma y garantizar de
esta forma que el sistema es confiable o tolerante a fallos.
Considerando el Manual de Diseño de redes de CISCO; este propone cuatro
tipos diferentes de redundancia en una red:
•
Redundancia entre la estación de trabajo y el router.
•
Redundancia en el servidor.
•
Redundancia en las rutas ,
•
Redundancia en la media.
Una vez analizada las cuatro redundancias, se sugiere que en la red del aula
se considere solamente la redundancia a nivel de servidor. Es esta razón por la
cual se recomendó en el ítem de hardware la compra de una máquina con
características físicas nacidas para ser servidor ya que una PCs normal no
garantiza contingencia en Power Supply (encendido) por fuente y refrigeración.
Además se debe considerar la redundancia en disco para proteger el
repositorio de los datos o información. La redundancia mínima para este caso
es el concepto de Disk Mirror (disco espejo).
155
4.4.2 Selección de tecnología
Este apartado se centra especificamente en considerar el tipo de tecnología
que se recomienda utilizar en la red del aula en el colegio con respecto a los
equipos a de distribución (swiching vs. Routing), la selección de la topología
Ethernet con respecto a velocidad de transmisión, entre otros.
Para cumplir con este item se desarrollarán los temas relacionados con el
aprovisamiento tanto del hardware como de la media para las redes LAN /
WAN.
Ø
Aprovisionamiento de hardware y la media para la red LAN. Con
este ítem se pretende los siguientes objetivos:
•
Suministrar al colegio tecnología LAN estándar y escalable.
•
Recomedar los productos y la tecnología Lan que se requiere por parte
de la red para el aula en el colegio.
Con base en los objetivos propuestos, la estructura física de la red en el aula
está definida por el modelo de tres capas (capa de acceso a la red, capa de
transporte y capa de aplicaciones).
La capa de acceso a la red, está relacionado con el intercambio de datos entre
el computador y la red a la que está conectado; la capa de transporte sera la
capa común que compartirá todas las aplicaciones y la capa de aplicación
contendra la lógica necesaria para admitir varias aplicaciones de usuario
51
Al implementar la estructura física se recomienda que ésta se haga
considerando las tres capas anteriores, por que éstas, entre otras funciones
van a permitir implementar interconexiones entre switches, grupos de trabajos,
51 •
STALLINGS William. Comunicaciones y redes de computadores Prentice hall, 2000,
página 13 y 14.
156
además que van permitir proveer servicios de seguridad, la opción de calidad
de servcios y gestionar el tráfico de la red (Monitoriar, controlar y generar
eventos o sucesos).
Inicialmente este nivel será implementado utilizando el Hub o concentrador que
existe en este momento, pero el diseño de la red queda disponible para
considerar como el corazón de la red o de distribución un switche de capa 2
escalabe a capa 3 de acuerdo a las necesidades de Colegio.
Las características físicas del Hub se encuentran relacionadas en la figura 11
de la página 57. Si al crecer la red porpuesta en número de usuarios,
aplicaciones, máquinas, entre otros; se recomienda sustituir el hub por un
switche que garantice físicamente con la necesidades de este crecimiento en
número de puertos, en compatibilidad con las arquitectura de red por
compartición del medio, escabalbilidad tanto a nivel de hardware como de
software, etcétera.
Otro factor importante a considerar en la migraración del hub al switche, son las
especificaciones tecnologicas ya que permiten resolver problemas a nivel de
media como por ejemplo configurar segmentación por dominios de colisión a
través de Vlans, considerar el concepto de spanning tree, entre otros.
A nivel de protocolos, va a permitir utilizar protocolos escalables y a nivel de
transporte permitirá el manejo de tráfico isocrono y solucionar el problema de
ancho de banda.
De igual forma se recomienda al Colegio realizar con anterioridad el cambio del
Hub por un Switch el cual permitirá:
•
Incrementar el ancho de banda en los puertos en forma automática y la
Ethernet recomendada es a bajo costo.
•
Minimizar las colisiones. Por que permite segmentar por dominios de
colisiones.
157
•
Fácilidad de configurar y administrar.
•
Realizar filtros inteligentes de paquetes de información.
•
La arquitectura física de los switches permite optimizar los servicos de la
red LAN.
En cuanto a la media, la topología 100BaseT recomendada es 100BaseTx, en
cable de cobre ya que permite el máximo número de colisiones en dominios
100BaseT utilizando un repetidor de Clase I es de 200 metros; además que los
round-trip propagation no excede a 5.12 microsegundos (512 Bits Time). (Ver
tabla 18)
Tabla 18. Máximo número de colisiones en dominios para 100BaseT
DTE
Switch
COOPER
Mixed Cooper /
Multimode
(Cobre)
Multimode Fiber
Fiber
DTE o
Switch
100 Metros
412 metros
One Class I
repeater
200 Metros
260 Metros
272 metros
200 Metros
308 Metros
320 Metros
205 metros
216 Metros
228 Metros
One Class II
repeart
Two Class II
repeart
Fuente: Manual ¨Designing Cisco Network pagina 5-20. 1998
Ø
Aprovisionamiento de hardware y la media para la red WAN. Al igual
que el ítem anterior, el aprovisionamiento de hardware y media para la red
WAN se centra en dos ojetivos; el primero, reconocer la escalabilidad de la red
WAN del cliente con sus características y el segundo a considerar la
escalabilidad y desenpeño de los productos de tecnología WAN.
158
Desde estos punto de vista, para diseñar la WAN se consideró los servicios
relevantes para el colegio, la optimización y eficiencia del ancho de banda y por
último los costos del mismo.
Cisco propone que uno de los elemetos fundamentales para aprovisonar el
hardware y la media para la red WAN, sea la selección de tecnología extensa.
Considerando esta afirmación, se propoene utilizar inicialmente una línea
arrendada que proporcione un enlace punto a punto y una topología basadas
en distribución; y como medio de transmisión conmutado se considere XDSL
para acceder a la Internet, ya que esta tecnología WAN es:
•
Una tecnología de circuito local de gran ancho de banda que
proporciona mayores velocidades de transmisión de datos.
•
La Velocidad de bajada 1.5 a 6 Mbps. (T1).
•
La transmisión de subida son proporcionadas sobre un canal
bidireccional con velocidad de 64 y 640 Kbps.
•
La velocidad transmisión depende de la calidad de la línea y de la
distancia del circuito local (2 millas o 3 Kms).
•
Es adecuado para Internet o intranet, video por demanda imágenes 3D,
acceso a base de datos y accesos a LAN remotas.
•
Los tiempo de sincronozación oscilan entre 10 y 30 segundos.
4.4.3 Tendido de cableado estructurado.
Con respecto al ítem de tendido de cableado estructurado, el diseño propuesto
para el Colegio se detalla en la fase de análisis recomendaciones (página 88).
159
Como se ilustra en el plano de Plano tendido cableado estructurado (ver figura
25 Pag. 157), se puede apreciar que el aula tendrá un total de 17 puestos de
trabajo (16 para estudiantes y uno para el docente) conectados en red en
topologia estrella y con medios guiados par trenzado UTP categoria 5e.
El sistema de cableado se encuentra protegido en el aula con una canaleta
perimetral plastica 60 x 40 con división para aislar los cables de poder de los
cables logicos y con sus respectivos troqueles para ubicar en ellos un total de
diez (10) FacePlate dobles para datos.
Con respecto a las tomas eléctricas (26 dobles) se recomendó que estas sean
grado hospitalario o como mínimo de tipo industrial, ya que ellas pueden
garantizar (una en mayor escala que la otra) el aislamiento y cualquier otro tipo
de problema generado con el sistema de energía del aula.
El tipo de cable sugerido para la parte eléctrica es de calibre doce (12) y de
acuerdo al estándar 570, se recomienda que por cada cinco (5) equipos de
cómputo un totalizador de 20 amperios en la caja de circuitos.
El centro de cableado principal es un gabinete de tres (3) pies en el cual se
dispuso de un área de interconexión para ubicar el Enrutador o Modem, en un
área de distribución que corresponde al Hub; un área de conexión que se
destinara para el patch panel o panel de conexión donde llegarán las diferentes
estaciones de trabajo y dispositivos periféricos de entrada y salida que se
utilizarán en la red.
El estándar 606 se aplicó al tendido del cable recomendando que los cables
tengan las abrazaderas numeradas para poder identificar los cables y sus
puertos de conexión tanto a nivel del patch panel como en el Hub.
160
Figura 26. Plano tendido cableado estructurado.
5. PRESENTACIÓN DE ANÁLISIS Y RESULTADOS
5.1 LA ENCUESTA
5.1.1 Selección de Mercado
Se realizo una encuesta dirigida a la población estudiantil del colegio John F
Kennedy del Municipio de Arbeláez, quienes demandan una infraestructura que
permita acceder a la información, a los recursos educativos y tecnológicos,
para lograr un mejor desarrollo pedagógico y un mayor crecimiento a nivel
educativo. Las características de la población son:
Ficha técnica.
•
Sitio: Municipio de Arbeláez (Cundinamarca)
•
Estratos: Población Estudiantil
•
Sexo: masculino y femenino.
•
Edad: 0 a 18 años.
•
Forma de muestreo: Concentración Escolar.
•
Margen de error: 4%.
•
Nivel de confianza: 96 %
La población estudiantil de mayor concentración se alberga en los grados de
secundaria, por lo que la encuesta se inició con los estudiantes de último año.
5.1.2 Resultados gráficos por pregunta
1. ¿En este momento usted cuenta con servicio de Internet?
Un 16 % de los estudiantes (21 personas) cuentan con servicio de Internet,
mientras que el 84% restante (109 personas) no cuentan con este servicio. Se
debe tener en cuenta que de estas 109 personas 43 de ellas ni siquiera
conocen el servicio.
2. ¿Con qué frecuencia utiliza el servicio de Internet?
H/D = Hora Diaria
CON SERVICIO DE INTERNET
El 30% de los estudiantes encuestados (39 personas) utilizan Internet 1 hora
diaria, dentro de las cuales el 59 % (23 personas) no conocen el servicio.
Un 15% de los estudiantes utilizan de 1 a 3 horas diarias de Internet, un 7%
más de 3 horas diarias, mientras que un 48% no utiliza Internet diariamente.
SIN SERVICIO DE INTERNET
Los estudiantes que poseen el servicio, utilizan Internet en promedio 39,3
minutos, mientras las que no tienen este servicio lo usan en 48,63 minutos en
promedio. (Ver Anexo A) Los siguientes diagramas muestran una distribución
específica del tiempo que usan Internet los estudiantes encuestados con y sin
el servicio.
3. ¿Estaría dispuesto a utilizar el servicio de Internet Conmutado (MODEM), en
su casa?
El 77% de los estudiantes encuestados están dispuestos a utilizar el servicio de
Internet en el hogar, dentro
este porcentaje el 52% tiene línea telefónica
mientras que el 48% restante no lo tiene para poder acceder al servicio.
Dentro del 23% que no están dispuestos a utilizar el servicio de Internet (30
personas) el 52,17% tiene línea telefónica en su casa el 47,82% no.
4. ¿Cuáles de las siguientes velocidades de Internet ha utilizado?:
64 Kbps.
128 Kbps.
256 Kbps.
No Interesa
Más de la mitad de los estudiantes encuestados (58 %) han utilizado la
velocidad más baja de Internet (64 Kbps). Dentro de este 58 % (76 personas),
el 40,78% tienen línea telefónica.
Un 15%
eligió la velocidad que corresponde a 128 kbps. El 8% utilizo la
velocidad de 256 Y el 21% de los estudiantes encuestados no le interesa la
velocidad que se utilice en este servicio.
Las personas que tienen línea telefónica han utilizado Internet en promedio
$41.718,75
mientras las personas que no poseen línea lo utilizaron en
promedio $24.090,9. (Ver Tabla 19 Pág. 166.)
A- ¿Cuánto tiempo utiliza el servicio de Internet?
Tabla 19. Tabulacion datos A.
Con línea Telefónica
Sin Línea Telefónica
0 - 1 Hora Diaria
30
16
480
30
23
690
1 - 3 Hora Diaria
120
9
1080
120
11
1320
3 a 5 Hora Diaria
240
4
960
240
5
1200
Más de 5 Horas Diarias
301
0
0
301
0
0
0
35
0
0
27
0
No Utiliza
Minutos
Media
Error típico
39,375
8,261220724
2520
3210
64
66
39,375
Minutos
Media
48,6364
Error típico
8,51404
Mediana
0
Mediana
Moda
0
Moda
Desviación
estándar
66,0897658
48,64
30
0
Desviación
estándar
69,1684
Varianza de la
muestra
4367,857143
Varianza de la
muestra
4784,27
Curtosis
3,207344915
Curtosis
2,12279
Coeficiente de
asimetría
1,979118255
Coeficiente de
asimetría
1,71547
Rango
240
Rango
240
Mínimo
0
Mínimo
0
Máximo
240
Máximo
240
Suma
Cuenta
Nivel de
confianza (95,0%)
2520
64
16,50873214
Suma
Cuenta
Nivel de
confianza
(95,0%)
3210
66
17,0037
B. ¿Cuáles de las siguientes velocidades de Internet ha utilizado?:
Tabla 20. Tabulación datos B.
Con línea Telefónica
Sin Linea Telefonica
64 Kbps
$ 25.000 / $ 35.000
men.
30000
31
930000
30000
45
1350000
128 Kbps
$ 50.000 / $ 70.000
men.
60000
15
900000
60000
4
240000
256 Kbps
$ 90.000 / $
120.000 men.
105000
8
840000
105000
0
0
1028 Kbps
$ 140.000 / $
180.000 men.
160000
0
0
160000
0
0
2048 Kbps
más de $ 200.000
men.
200001
0
0
200001
0
0
0
10
0
0
17
0
No me
interesa
Media
Error típico
41718,75
3815,91987
Mediana
30000
Moda
30000
2670000
1590000
64
66
41718,75
24091
Media
24090,91
Error típico
1966,826
Mediana
30000
Moda
30000
Desviación
estándar
30527,3589
Desviación estándar
15978,57
Varianza
de la
muestra
931919643
Varianza de la
muestra
2,55E+08
Curtosis
0,08515365
Curtosis
0,074275
Coeficiente
de
asimetría
0,77346174
Coeficiente de
asimetría
-0,16797
Rango
105000
Rango
60000
Mínimo
0
Mínimo
0
Máximo
105000
Máximo
60000
Suma
2670000
Cuenta
Nivel de
confianza
(95,0%)
64
7625,5073
Suma
1590000
Cuenta
Nivel de confianza
(95,0%)
66
3928,023
5.1.3 Análisis
Este ítem se centra en mostrar con base a la hipótesis y los objetivos del
proyecto, los resultados generados del desarrollo de la investigación, así como
la entrega de una breve conclusión y recomendaciones del mismo.
Para realizar esta etapa del proyecto, se consideró la fase de análisis la cual se
centro en la evaluación, diagnóstico y recomendaciones; y la fase de diseño.
Estas dos fases (análisis y diseño) a través de una serie de actividades o pasos
que se siguieron, permitieron lograr el objetivo general del proyecto que es
diseñar tanto física como lógicamente la red del aula de informática del colegio
John F. Kennedy del Municipio de Arbeláez para el acceso a Internet.
Los momentos que se tuvieron en cuenta al realizar estas etapas fueron:
a. Un estudio de campo que permitió conocer el área física del aula,
para tomar decisiones y llevar a cabo al diseño de la red.
b. Se evaluaron los diferentes equipos de computo y dispositivos de
red, para decidir que equipos se repotenciarán en sus
características físicas como tecnológicas y cuales de ellos deben
ser sustituidos para garantizar un mejor desempeño en el aula.
c. Se analizaron las diferentes tecnologías existentes de banda
ancha, evaluando los requerimientos técnicos y seleccionando la
mejor opción.
d. Igualmente se aplico una encuesta a la población de Arbeláez
para conocer los diferentes servicios de Internet, el operador a
considerar y el ISP.
5.2. RECURSOS Y PRESUPUESTO.
5.2.1 DESCRIPCIÓN DEL REQUERIMIENTO TECNÍCO
•
Gabinete metálico de comunicaciones. Dentro del diseño de la red se
cuenta con éste accesorio el cual se encargara de soportar y organizar
los dispositivos de la red.
•
Conectores RJ45. La utilización de estos conectores determinara la
interconexión entre el HUB y los Face Plate a través del cable de red.
•
Hub 3 com de 24 puertos. A través de este dispositivo de red se
comunicarán las terminales de cómputo.
•
Face plate dobles. Se utilizarán de estos elementos con el fin de dejar
por parejas los puestos de trabajo, tal como se puede observar en el
plano de distribución.
•
Cable red categoría 5e. Cable individual y continuo que conecta el
punto de acceso y el HUB. Éste elemento de red será el encargado de
interconectar los equipos dentro de la red LAN. Cada uno de los pares
es
trenzado
uniformemente.
Esto
elimina
la
mayoría
de
las
interferencias entre cables y además protege al conjunto de los cables
de interferencias exteriores. Se realiza un apantallamiento global de
todos los pares mediante una lámina externa apantallante.
•
Patch cord certificado. Se utilizarán estos elementos, con el objetivo
de lograr la mayor confiabilidad en la interconexión de los equipos de
cómputo con la red.
•
Modem banda ancha netopia xr 520. Este equipo será suministrado
por la empresa prestadora del servicio banda ancha, y estará
encargado de la interconexión con la red WAN
•
Canaleta plástica 60X40 mm con separación (Regulada y datos) X 2
mts. Se encargará de distribuir la red horizontal a través del aula de
cómputo y servirá para la fijación de los puntos de acceso, así como
para las tomas de corriente alterna, regulada y puesta a tierra.
•
Chazos y tornillos 1 y 1/2 pulgadas. Se encargarán de sujetar la
canaleta, para la distribución del cableado horizontal.
•
Equipos de cómputo. Estos equipos serán los encargados de
suministrar las aplicaciones necesarias, que utilizarán los estudiantes,
así como también para la conexión a Internet.
•
Impresoras epson de carro.
•
Cables de electricidad. Estos elementos se encargarán del suministro
eléctrico que alimentará todos los dispositivos activos que se
encontrarán en la red.
•
Tomas eléctricas
regulada. Estos elementos servirán para la
conexión de los equipos a la red eléctrica con protección para los
mismos.
•
Tomas eléctricas alterna. Se dejaran instaladas tomas de este tipo
para la conexión de dispositivos externos a la red de ser necesario.
•
Ups de 30 kva. Este dispositivo será el encargado de regular y
mantener el fluido eléctrico por un tiempo determinado en caso de que
este falle.
•
Mano de obra directa de instalación. Para la ejecución e
implementación de esta aula de cómputo, se requerirá la contratación
de un ingeniero de sistemas que se encargará de configurar los equipos
de la red y la asesoría para la construcción de la misma. Contará con la
ayuda de los integrantes del grupo de investigación para lograr dicho
fin.
Tabla 21. MATRIZ DE COSTOS.
ITEM
UNIDAD DE
DESCRIPCIÓN
MEDIDA
CANTIDAD
1
Equipo de computo a nivel de servidor
Equipo
1
2
Equipo de cómputo a nivel de estación de trabajo.
Equipo
3
Faceplate dobles
4
Cable par trenzado UTP 5e por 300 metros
5
Valor unitario
2´300.000 $
2´300.000
3
850.000
2´550.000
Unidad
10
20.000
200.000
Caja
1
125.000
125.000
Patch cord certificado X1
Metros
18
5.000
90.000
6
Patch cord certificado X3
Metros
18
8.000
144.000
7
Canaleta Plástica 60 x 40 con División (regulada y datos) x 2 mts
Tramo
15
8.500
127.500
8
Chazos ¼ con tornillo
Unidad
200
200
40.000
9
Accesorios para canaleta Plástica (codos, curvas, uniones, etc.)
Unidad
20
3.000
60.000
10
Tomas eléctrico grado hospitalarios
Unidad
18
7.000
126.000
11
Cable eléctrico No. 12 por 200 metros
Caja
2
100.000
200.000
12
Tablero eléctrico con capacidad para 6 totalizadores
Unidad
1
35.000
35.000
13
Totalizadotes de 40 amperios
Unidad
4
5.000
20.000
14
Licenciamiento de software SQL Server Per Server extendido a 15 CAL
Unidad
1
15
Licenciamiento de software JAVA Server Per Server extendido a 15 CAL
Unidad
1
SUBTOTAL:
COSTO TOTAL DE LA SOLUCIÓN CON IVA (16%)
$
Valor Total
$
6´017.500
$
6´980.300
6. CONCLUSIONES
El proyecto de red planteado, para el colegio John F Kennedy, soluciona en
gran medida, muchos de los problemas que actualmente se presentan en lo
que al manejo de la información respecta, permitiéndole a los estudiantes
poder acceder a ésta de manera más rápida, eficiente y confiable.
El proyecto se analizó cuidadosamente entre los factores que influyen para
lograr un buen diseño de red y se deben citar: la flexibilidad con respecto a los
servicios soportados, la vida útil requerida, el tamaño del sitio y la cantidad de
usuarios que estarán "conectados", costos, entre otros. Teniendo en cuenta
estos factores no se debe dudar en utilizar el mecanismo que provea las
facilidades de estandarización, orden, rendimiento, durabilidad, integridad, y
facilidad de expansión como el Cableado Estructurado provee.
Una red es una técnica que sigue una serie de normativas de manera modular
a efecto de proporcionar una obra física apropiada para el usuario desde el
punto de vista de la necesidad de telecomunicaciones presente y futura, ya que
el seguir con los estándares para el cableado horizontal, vertical, área de
trabajo, cuarto de telecomunicaciones, cuarto de equipo y entradas de
servicios, regulados principalmente por los estándares EIA/TIA 568- 568b, y
569-A, 569 y las reglas de administración de la infraestructura de red del
estándar EIA/TIA 606, proporcionan una buena oportunidad para la expansión
futura de una red de telecomunicaciones en edificios comerciales y oficinas.
Los equipos propuestos en el proyecto pertenecen a dos mundos diferentes:
por un lado el físico y por otro el lógico, basado en normas y estándares que
regulan estos sistemas. Ambas tecnologías son diferentes e integrables.
El diseño de la red LAN que se propone en este proyecto sirve como banco de
pruebas en el terreno de la difusión de tecnología en los municipios de nuestro
país y en concreto de las redes LAN/WAN con la infraestructura necesaria para
proveer la calidad de servicio a las comunicaciones en la red. Se ha propuesto
172
el equipamiento que se considera en la vanguardia de la tecnología de las
comunicaciones, por medio del acceso xDSL.
Las comunicaciones y el Internet ya no son más un servicio de élite, sino una
necesidad básica que eleva el nivel de vida. Y los enlaces de banda ancha
permiten a los usuarios una mayor interactividad y por lo tanto, una mayor
utilidad
La realidad es que el acceso o disponibilidad de Internet a todos los
estudiantes no necesariamente asegura un mejor y más eficiente proceso de
enseñanza-aprendizaje en nuestras aulas. El éxito de la implementación de un
programa de Internet en las escuelas dependerá en gran medida de la forma
que esta tecnología pueda satisfacer las necesidades de aprendizaje de los
estudiantes y el grado de logro de las metas curriculares que contemplan las
escuelas. Consecuentemente, la efectividad de Internet en los procesos
educativos se debe medir a base del cambio/transformación positiva que
provea en éstos y del nivel de aprovechamiento académico alcanzado por los
estudiantes. Por lo tanto, se deben comparar los métodos tradicionales de
enseñanza versus la modalidad innovadora (Internet), de manera que sea
posible determinar si verdaderamente los objetivos y metas instruccionales /
curriculares serán alcanzados de una forma más efectiva mediante la
tecnología de Internet.
En este documento se detalla una solución técnica para la red de área local en
el colegio. Inicialmente se describen las fases a realizar y luego se explican
todos los procesos manuales que se recomiendan con el fin de soportar la red
propuesta. Posteriormente se describen el diseño físico y el diseño lógico de la
solución propuesta para la red de datos.
Finalmente los modelos de gestión y de seguridad complementan este informe
desde el punto de vista de la administrabilidad y explotación de la propuesta
con la solución planteada.
173
7. RECOMENDACIONES
La implementación del proyecto de red planteado, para el aula de, vendría a
solucionar, en gran medida, muchos de los problemas que actualmente este
colegio presenta en lo que al manejo de la información respecta, permitiéndole
a quienes allí estudian y laboran poder acceder a esta de manera más rápida,
eficiente y confiable. Si bien es cierto que existen en la planta física del colegio
algunos elementos que podrían facilitar la implementación de una red, debe
reconocerse que en lo que a la existencia de equipos de computación y de
comunicación respecta, se presentan serias carencias que deberán ser
corregidas necesariamente para que la red a implementar no encuentre en ello
un obstáculo.
Para el manejo de los distintos equipos de comunicación, sistemas operativos y
software es necesaria la capacitación al personal que va a estar a cargo de
estos (en aquellos casos en que sea necesario).
Los cuartos de equipo y el Cuarto de Telecomunicaciones deben estar a cargo
de un personal capacitado para ello (podría ser el personal que trabaja en
procesos técnicos).
Como recomendación final, se debe establecer una nomenclatura de
documentación para cada instalación de cableado estructurado, todos los
cables paneles y salidas deben de estar documentados tanto a simple vista
como en su interior.
Deben mantenerse planos y/o diagramas de las
instalaciones.
Se deben sustituir las máquinas obsoletas que se encuentran en el aula por
otras que se adapten a los requerimientos propios de una red
174
BIBLIOGRAFÍA
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2002.
•
Material de la conferencia sobre cableado estructurado dada por la
empresa PANDUIT en junio de 1998, dedicada al diseño, manufactura y
mercadeo de productos y servicios de alambrado, interconexión y
comunicaciones.
176
•
Material de la conferencia dada por la empresa ORTRONICS en junio de
1998,
sobre
cableado
estructurado,
empresa
productora
y
comercializadora de sistemas de redes de voz y datos.
•
Material de la conferencia sobre cableado estructurado dada por la
empresa PANDUIT en junio de 1998, dedicada al diseño, manufactura y
mercadeo de productos y servicios de alambrado, interconexión y
comunicaciones.
•
Material de la conferencia dada por la empresa ORTRONICS en junio de
1998,
sobre
cableado
estructurado,
empresa
productora
y
comercializadora de sistemas de redes de voz y datos.
•
Selección de estrategias para Seguridad y Gestión
Referencia electrónica:
•
http://hermosillovirtual.com/lam/cableado.htm. Marzo 26 de 2006. 4:45
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•
http://pulse.tiaonline.org/. Abril 4 de 2006, 2:00 PM
Sitios de interés:
•
COMISIÓN DE REGULACIÓN DE TELECOMUNICACIONES,
www.crt.gov.co
•
MINISTERIO DE COMUNICACIONES, www.mincomunicaciones.gov.co
177