DISEÑO RED PARA NUEVA FACULTAD DE INGENIERÍA

LUIS LEONARDO RIVERA ABAÚNZA

IBAGUÉUNIVERSIDAD DE IBAGUÉFACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICALABORATORIO DE COMUNICACCIONES DIGITALES III

2011

DISEÑO RED PARA NUEVA FACULTAD DE INGENIERÍA

LUIS LEONARDO RIVERA ABAÚNZA 24 2004 2025

Presentado al IngenieroJAIRO ANDRÉS HERNÁNDEZ NARANJO

IBAGUÉUNIVERSIDAD DE IBAGUÉFACULTAD DE INGENIERÍA

PROGRAMA DE INGENIERÍA ELECTRÓNICALABORATORIO DE COMUNICACCIONES DIGITALES III

2011

TABLA DE CONTENIDO

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INTRODUCCIÓN1. PLANTEAMIENTO BÁSICO, FUNDAMENTACIÓN Y DEFINICIÓN DE PARÁMETROS DEL PROYECTO1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA1.2 OBJETIVOS1.3 ALCANCE1.4 MARCO DE REFERENCIA1.4.1 Elementos principales de un cableado estructurado1.5 ESTADO DEL ARTE1.5.1 ANSI/EIA/TIA−568−A1.5.1.1 Alcance1.5.2 ESTÁNDAR ANSI/TIA/EIA−5691.5.3 ANSI/EIA/TIA−6061.5.4 TIA/EIA TSB−671.5.5 TIA/EIA TSB−721.6 NORMATIVIDAD DE REDES ETHERNET1.6.1 TOKEN RING1.6.2 FDDI (Fiber Distributed Data Interface)1.6.3 El estándar IEEE 802.31.6.4 El estándar IEEE 802.51.6.5 El estándar IEEE 802.111.7 ELEMENTOS PRINCIPALES DE UN CABLEADO ESTRUCTURADO1.7.1 Guía de Construcción1.7.2 Elementos que conforman un Cableado Estructurado.1.7.3 Cables y componentes de un cableado estructurado.1.8 ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN1.9 SELECCIÓN DE LA MEJOR ALTERNATIVA2. DISEÑO DE LA RED2.1 INTRODUCCIÓN2.2 CÁLCULOS DEL DISEÑO2.2.1 Consideraciones de diseño2.2.2 Cálculo de direcciones para las redes2.3. CONEXIÓN DE LA RED2.4 SIMULACIÓN2.5. DETERMINACIÓN DE EDIFICIOS2.5.1 Distribución de los edificios

2.6 MATERIALES A UTILIZAR2.7 CONEXIONES DE BAJA PARA COMUNICACIONES2.7.1 Esquemas de distribución (cajas de protección y cableado)2.7.2 Cableado2.7.3 Cuadro general de distribución de baja tensión2.7.4 Elementos del cuadro general de distribución de baja tensión2.7.5 Ruido2.8 PUESTA A TIERRA2.8.1 Uniones a tierra2.8.2 Tomas de tierra2.8.3 Bornes de puesta a tierra2.8.4 Conductores de protección2.8.5 Tomas de tierra y conductores de protección para dispositivos de control de tensión de defecto2.9 GRUPO ELECTRÓGENO2.9.1 Partes de un grupo electrógeno2.9.2 Grupos electrógenos de emergencia2.9.3 Equipo de transferencia sin corteCONCLUSIONESBIBLIOGRAFÍAANEXOS

LISTA DE FIGURAS

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FIGURA 1.1. Diseño de red tipo estrella.FIGURA 1.2. Conectorización interior de la red.FIGURA 1.3. Disposiciones incorrectas de tipos de cables en una red según equipos.FIGURA 1.4. Subsistemas de conexión de cableado estructurado.FIGURA 1.5. Subsistema de campus de cableado estructurado.FIGURA 1.6. Subsistema de administración de cableado estructurado.FIGURA 2.1. Conexión directa y cruzada entre elementos de la red.FIGURA 2.2. Elementos utilizados en la red.FIGURA 2.3. Asignación de direcciones en el router para cada una de las subredes.FIGURA 2.4. Configuración servidor DHCP.FIGURA 2.5. Configuración de los PC de la red para modo DHCP.FIGURA 2.6. Configuración inalámbrica de los laptops.FIGURA 2.7. Access point y laptops asignados.FIGURA 2.8. Configuración mediante el router de los teléfonos VoIP.FIGURA 2.9. Constatación de la conectividad.FIGURA 2.10. Configuración router inalámbrico.FIGURA 2.11. Salón típico de clases con la disposición de equipos.FIGURA 2.12. Disposición tipo de las recepciones de los edificios.FIGURA 2.13. Sala de profesores.FIGURA 2.14. Sala de telecomunicaciones y recepción edificio principal.FIGURA 2.15. Vista frontal de las instalaciones.FIGURA 2.16. Vista superior de las instalaciones.FIGURA 2.17. Esquema de distribución tipo TN-S.FIGURA 2.18. Esquema de distribución tipo TN-C.FIGURA 2.19. Esquema de distribución tipo TN-C-S.FIGURA 2.20. Esquema de distribución tipo TT.FIGURA 2.21. Esquema de distribución tipo IT.FIGURA 2.22. Representación esquemática de un circuito de puesta a tierra.FIGURA 2.23. Grupo electrógeno inteligente Cummins programable diesel.FIGURA 2.24. Grupo electrógeno Cummins de arranque automático diesel.

LISTA DE TABLAS

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TABLA 1.1. Versiones de 802.3 disponibles.TABLA 2.1. Definición de las direcciones de los hosts.TABLA 2.2. Tabla de componentes a usar con precios.TABLA 2.3. Nominaciones para uniones de tierra.

LISTA DE ANEXOS

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ANEXO A. SIMULACIÓN PACKET TRACERANEXO B. PLANOS DE LOS EDIFICIOS Y SALONES

INTRODUCCIÓN

En el trabajo que se presenta a continuación se diseñó una red para comunicar el nuevo edificio de la facultad de ingeniería de una universidad utilizando para ello los elementos básicos necesarios para su óptimo funcionamiento. Las redes deberían soportar adecuadamente la comunicación de datos, vos, VoIP, video y audio.

Para la correcta realización del diseño se utilizaron todas las herramientas necesarias y disponibles en la actualidad. Para los cálculos de soporte de redes, direcciones, IP, máscaras de redes y de subredes, número de hosts, se utilizaron las ecuaciones existentes y se simularon mediante el software Packet Tracer de Cisco. En la construcción de los edificios y la disposición de los equipos a usar en los mismos, se usó el software Sketchup de Google que permite recrear edificaciones en 3D con todos los elementos necesarios de diseño. Todo el análisis y diseño se inició a partir de unos datos básicos de necesidades de usuarios y de soporte proveídos por el usuario.

Todo lo anterior se realizó para que el soporte de la red fuera suficiente para todas las necesidades del edificio. La principal preocupación fue que todos los usuarios tuvieran satisfechas las necesidades de conectividad sin inconvenientes y con el uso eficiente de los recursos. Otra de las preocupaciones fue el ahorro en el uso de los componentes utilizados pero sin sacrificar por ello la calidad de la re

1. PLANTEAMIENTO BÁSICO, FUNDAMENTACIÓN Y DEFINICIÓN DE PARÁMETROS DEL PROYECTO

Es de fundamental importancia llevar a cabo un análisis de las necesidades del usuario de la facultad de ingeniería para de esta manera poder elegir los elementos necesarios a usar en su implementación. La escogencia de los mejores elementos y diseño en el desarrollo, diseño e implementación de la red para el nuevo edificio permitirá un gran nivel de satisfacción para el usuario que encarga el diseño y, además, éntrelos usuarios finales tanto en el aspecto económico como en los aspectos de velocidad o tasas de transmisión, de cumplimiento de las normas de calidad, cobertura y de rendimiento.

Además, aunque se tienen una nueva normatividad y reglamentación en cuanto a lo que tiene que ver con la calidad de la comunicación, los otros factores importantes que se tienen en cuenta en el diseño son el factor económico y el número de usuarios que se van a beneficiar de la red.

1.1 PLANTEAMIENTO DEL PROBLEMA

En la Universidad de Villa Teresa se ha implementado un nuevo programa de Ingeniería de Telecomunicaciones y Redes que permita ofrecerles una correcta cobertura educativa a los usuarios potenciales dentro de su región de confluencia. El nuevo programa fue creado con el objetivo de satisfacer una de las necesidades crecientes en la actual sociedad y en el mundo hiperconectado en el que hoy se desarrollan los jóvenes futuros profesionales.

Con el fin de prestar un correcto servicio y contar con los elementos tecnológicos de punta, en cuanto a lo que se refiere a los equipos a utilizar como en el uso de los elementos de redes disponibles en la actualidad, se decidió emprender el diseño de la red de comunicaciones que se adapte al diseño de los nuevos edificios del nuevo programa. Para estar acorde a las necesidades tanto del usuario como de las entidades de control, se deben seguir todas las normatividades vigentes en lo referente a seguridad, velocidad de los enlaces, elementos de soporte, distancias entre equipos, número de usuarios posibles, materiales, y demás.

Los principales estándares a tener en cuenta en la implementación y diseño de la presente red son los estándares ANSI/EIA/TIA−568−A, ANSI/TIA/EIA−569, ANSI/EIA/TIA−606, TIA/EIA TSB−67 y TIA/EIA TSB−72. Estos estándares abarcan todos los aspectos de la conectorización, manejo de tramos, tipos de

cableado, diseño de racks, armarios, canaletas y, en general, cada uno de los aspectos necesarios al momento de construir una red.

Además de estas reglamentaciones internacionales y que tienen que ver con las normas de la red de comunicaciones en sí, se deben tener en cuenta las normas nacionales vigentes en cuanto a las instalaciones eléctricas y a las normas de seguridad en los edificios. Las normas eléctricas se deben cumplir según el documento RETIE y las de seguridad de acuerdo a los códigos de edificaciones provistas por las entidades catastrales.

1.2 OBJETIVOS

General:

Realizar el estudio, diseño y simulación de la red de comunicaciones y del soporte eléctrico de las nuevas instalaciones del programa de Ingeniería de Telecomunicaciones y Redes de la Universidad de Villa Teresa, teniendo en cuenta la normatividad vigente en Colombia y en organismos internacionales involucrados.

Específicos:

Recolectar y suministrar toda la información pertinente y detallada sobre las condiciones de diseño.

Verificar el cumplimiento de los diferentes estándares internacionales y de las leyes nacionales en el diseño de redes de comunicaciones.

Realizar la simulación del funcionamiento de los diferentes componentes de la red.

Hacer el levantamiento de los planos de las nuevas instalaciones de los edificios donde se ubicará la red.

Diseñar los ambientes con los espacios específicos en donde se ubicarán los equipos finales de los usuarios de la red.

Realizar los cálculos de las necesidades del cliente para obtener los componentes necesarios para cumplir con los mismos.

Disponer de todos los elementos necesarios de soporte de la red de comunicaciones como son los equipos de seguridad, de soporte de energía alternativa, canaletas y cuarto de comunicaciones principal.

Realizar un presupuesto financiero de los costos de implementación del proyecto teniendo en cuenta los mejores componentes a utilizar para cubrir las necesidades de diseño con los mejores precios ofrecidos en el mercado y según la marca de respaldo de cada uno de dichos elementos.

Entregar un levantamiento general de los edificios componentes del programa con los espacios identificados.

Detallar cada una de las áreas de uso de los equipos como áreas de salones, salas de profesores, salas de junta y oficinas.

1.3 ALCANCE

El proyecto se dirigirá al estudio, diseño y simulación de la red de comunicaciones y del soporte eléctrico de las nuevas instalaciones del programa de Ingeniería de Telecomunicaciones y Redes de la Universidad de Villa Teresa. El estudio financiero global y de costos se hará mediante el uso de datos obtenidos en almacenes especializados, ventas virtuales por internet y contrastación de estudios previos en el mismo campo. El proyecto llegará hasta la entrega del estudio del análisis y cálculo de necesidades, diseño de la red, análisis de costo de implementación y simulación de la misma. La entrega se hará en un documento escrito con respaldo magnético y en la entrega de todos los anexos de soporte que se hagan durante su implementación de la misma manera. En estos anexos se pondrán además los archivos, simulaciones y planos necesarios. El documento final le permitirá al programa de Ingeniería de Telecomunicaciones y Redes determinar si lleva a cabo la implementación o no de la red propuesta en el presente documento.

Las condiciones de diseño dadas por el cliente son:

254 usuarios o direcciones IP en las salas de los 5 edificios.

Facilidad de conexión para laptops en los edificios con un mínimo de 10 equipos por cada uno de ellos, esto es, 50 usuarios de laptop mínimos en el proyecto.

1 teléfono VoIP por edificio, con un mínimo de 5 teléfonos para el proyecto.

Costo mínimo.

Mínimo de materiales.

1.4 MARCO DE REFERENCIA

Un sistema de cableado estructurado es la infraestructura de cable destinada a transportar, a lo largo y ancho de un edificio, las señales que emite un emisor de algún tipo de señal hasta el correspondiente receptor.

Un sistema de cableado estructurado es físicamente una red de cable única y completa. Con combinaciones de alambre de cobre (pares trenzados sin blindar UTP), cables de fibra óptica bloques de conexión, cables terminados en diferentes tipos de conectores y adaptadores.

Otro de los beneficios del cableado estructurado es que permite la administración sencilla y sistemática de las mudanzas y cambios de ubicación de personas y equipos. Tales como el sistema de cableado de telecomunicaciones para edificios que presenta como característica saliente de ser general, es decir, soporta una amplia gama de productos de telecomunicaciones sin necesidad de ser modificado.

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. Esta afirmación Puede parecer excesiva, pero si se tiene en cuenta que entre los autores de la norma están precisamente los fabricantes de estas aplicaciones.

1.4.1 Elementos principales de un cableado estructurado. Los principales elementos a tener en cuenta al momento de realizar un montaje de cableado estructurado son los siguientes:

Cableado Horizontal.Cableado del backbone.Cuarto de telecomunicaciones.Cuarto de entrada de servicios.Sistema de puesta a tierra.Atenuación.Capacitancia.Impedancia y distorsión por retardo.

1.5 ESTADO DEL ARTE

Dentro de las reglamentaciones para la instalación de una red de cableado estructurado las principales están contenidas en una serie de estándares internacionales que abarcan todos los elementos, componentes, tipos de conexiones, conectores y demás

elementos involucrados en ella. A continuación se verán las principales a tener en cuenta.

1.5.1 ANSI/EIA/TIA−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 julio de 1991 El propósito de la norma EIA/TIA 568A se describe en el documento de la siguiente forma:

"Esta norma específica un sistema de cableado de telecomunicaciones genérico para edificios comerciales que soportará un ambiente multiproducto y multifabricante. También proporciona directivas para el diseño de productos de telecomunicaciones para empresas comerciales.

El propósito de esta norma es permitir la planeación e instalación de cableado de edificios comerciales con muy poco conocimiento de los productos de telecomunicaciones que serán instalados con posterioridad. La instalación de sistemas de cableado durante la construcción o renovación de edificios es significativamente menos costosa y desorganizadora que cuando el edificio está ocupado."

1.5.1.1 Alcance. La norma EIA/TIA 568 A. Especifica los requerimientos mínimos para el cableado de establecimientos comerciales de oficinas. Se hacen recomendaciones para:

· Las topologías.· La distancia máxima de los cables.· El rendimiento de los componentes.· La toma y los conectores de telecomunicaciones.

Se pretende que el cableado de telecomunicaciones especificado soporte varios tipos de edificios y aplicaciones de usuario. Se asume que los edificios tienen las siguientes características:

· Una distancia entre ellos de hasta 3 km.· Un espacio de oficinas de hasta 1, 000,000 m2.· Una población de hasta 50,000 usuarios individuales.

Las aplicaciones que emplean el sistema de cableado de telecomunicaciones incluyen, pero no están limitadas a:

· Voz.· Datos.· Texto.

· Video.· Imágenes.

1.5.2 ESTÁNDAR ANSI/TIA/EIA−569. Para los ductos, pasos y espacios necesarios para la instalación de sistemas estandarizados de telecomunicaciones. Este estándar reconoce tres conceptos fundamentales relacionados con telecomunicaciones y edificios. Los edificios son dinámicos. Durante la existencia de un edificio, las remodelaciones son más la regla que la excepción.

Este estándar reconoce, de manera positiva, que el cambio ocurre. Los sistemas de telecomunicaciones y de medios son dinámicos. Durante la existencia de un edificio, los equipos de telecomunicaciones cambian dramáticamente. Este estándar reconoce este hecho siendo tan independiente como sea posible de proveedores de equipo.

· Telecomunicaciones es más que datos y voz. Telecomunicaciones también incorpora otros sistemas tales como control ambiental, seguridad, audio, televisión, alarmas y sonido. De hecho, telecomunicaciones incorpora todos los sistemas de bajo voltaje que transportan información en los edificios.

· Este estándar reconoce un precepto de fundamental importancia. De manera que un edificio quede exitosamente diseñado, construido y equipado para telecomunicaciones, es imperativo que el diseño de las telecomunicaciones se incorpore durante la fase preliminar de diseño arquitectónico.

Esta norma se refiere al diseño especifico sobre la dirección y construcción, los detalles del diseño para el camino y espacios para el cableado de telecomunicaciones y equipos dentro de edificios comerciales.

1.5.3 ANSI/EIA/TIA−606. Regula y sugiere los métodos para la administración de los sistemas de telecomunicaciones. El propósito de este estándar es proporcionar un esquema de administración uniforme que sea independiente de las aplicaciones que se le den al sistema de cableado, las cuales pueden cambiar varias veces durante la existencia de un edificio. Este estándar establece guías para dueños, usuarios finales, consultores, contratistas, diseñadores, instaladores y administradores de la infraestructura de telecomunicaciones y sistemas relacionados.

Para proveer un esquema de información sobre la administración del camino para el cableado de telecomunicación, espacios y medios independientes. Marcando con un código de color y grabando en estos los datos para la administración de los cables de telecomunicaciones para su debida identificación. A continuación se muestran los colores utilizados y el tipo de uso sugerido para cada tipo de cable.

NARANJA - Terminación central de oficina.VERDE - Conexión de red / circuito auxiliar.PURPURA - Conexión mayor / equipo de dato.BLANCO - Terminación de cable MC a IC.GRIS - Terminación de cable IC a MC.AZUL - Terminación de cable horizontal.CAFÉ - Terminación del cable del campus.AMARILLO - Mantenimiento auxiliar, alarmas y seguridad.ROJO - Sistema de teléfono.

1.5.4 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.

1.5.5 TIA/EIA TSB−72. Guía para el cableado de la fibra óptica. Este documento especifica el camino y conexión del hardware requerido para el sistema de cableado de fibra óptica y equipos localizados dentro del cuarto de telecomunicaciones o dentro del cuarto equipos en el área de trabajo.

1.6 NORMATIVIDAD DE REDES ETHERNET

El protocolo de red Ethernet fue diseñado originalmente por Digital, Intel y Xerox por lo cual, la especificación original se conoce como Ethernet DIX. Posteriormente, IEEE ha definido el estándar Ethernet 802.3.

La forma de codificación difiere ligeramente en ambas definiciones. Es el método de conexión más extendido en la actualidad.

La velocidad de transmisión de datos en Ethernet es de 10Mbits/s.En el caso del protocolo Ethernet/IEEE 802.3, el acceso al medio se controla con un

sistema conocido como CSMA/CD(Carrier Sense Múltiple Access with Collision Detection, Detección de Portadora con Acceso Múltiple y Detección de Colisiones).

1.6.1 TOKEN RING. Las redes basadas en protocolos de paso de testigo (token passing) basan el control de acceso al medio en la posesión de un testigo. Éste es un paquete con un contenido especial que permite transmitir a la estación que lo tiene. Cuando ninguna estación necesita transmitir, el testigo va circulando por la red de una a otra estación. Cuando una estación transmite una determinada cantidad de información debe pasar el testigo a la siguiente.Las redes de tipo token ring tienen una topología en anillo y están definidas en la

especificación IEEE 802.5 para la velocidad de transmisión de 4 Mbits/s.Existen redes token ring de 16 Mbits/s, pero no están definidas en ninguna especificación de IEEE.

1.6.2 FDDI (Fiber Distributed Data Interface). En la norma FDDI se define un nivel físico y un nivel de enlace de datos, usándose fibra óptica como medio de transmisión a una velocidad de 100 Mbps La norma establece un límite máximo de 500 estaciones, 2 Km. entre estaciones y una distancia máxima total de 100 Km.

Esta especificación estaba destinada a sustituir a la Ethernet pero el retraso en terminar las especificaciones por parte de los comités y los avances en otras tecnologías, principalmente Ethernet, la han relegado a unas pocas aplicaciones como interconexión de edificios.  

Los usuarios de las redes Ethernet a 10Mbps y Token Ring a 4 o 16 Mbps se encuentran, básicamente con dos problemas:

Saturación de red, provocada por el aumento de nodos y el uso intensivo de aplicaciones de red (servidores de ficheros, correo electrónico, acceso a bases de datos remotas, etc.).

Conectividad de las diferentes redes y aplicaciones.

El objetivo de la red FDDI no es sustituir a las redes anteriores; más bien las complementa, intentando solucionar estos problemas. Además se han añadido recursos para la integración de nuevos servicios telemáticos de voz e imagen. La red está estandarizada por el comité X3T9.5 de ANSI (American National Standards Institute).

1.6.3 El estándar IEEE 802.3. A finales de los años 70 y principios de los 80, dentro del organismo internacional IEEE, se desarrollaron varias especificaciones técnicas relativas a las redes de área local, que iban a dar lugar a unos estándares. Entre éstos está Ethernet.

Ethernet utilizaba en sus inicios como soporte físico dos tipos de cable coaxial: el Thick-coax definido por la norma 10Base5 (10 Mbps, transmisión banda base y 500 metros de

longitud como máximo), y el Thin-coax, definido por la norma 10Base2. Popularmente coaxial grueso y fino respectivamente. Este soporte físico se utiliza con una topología tipo bus (es decir un cable al cual están conectadas las estaciones), y a una velocidad de transmisión de 10 Mbps Se utiliza una codificación de datos Manchester.

Las estaciones conectadas a la red ejecutan un protocolo que regula el acceso al medio. Este protocolo es el CSMA/CD 1-persistente (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detect, o acceso múltiple con detección de portadora y de colisiones).

Su principio de funcionamiento consiste en que una estación, para transmitir, debe detectar la presencia de una señal portadora y, si existe, comienza a transmitir. Si dos estaciones empiezan a transmitir al mismo tiempo, se produce una colisión y ambas deben repetir la transmisión, para lo cual esperan un tiempo aleatorio antes de repetir, evitando de este modo una nueva colisión, ya que ambas no escogerán el mismo tiempo de espera. La trama que envía el transmisor contiene la dirección de destino, la de origen, el tipo de trama, los datos a transmitir y cuatro bytes para comprobación de errores. El tamaño máximo de una trama es de 1500 bytes.

Cada ordenador tiene su dirección ethernet (o dirección MAC), que es única y se encuentra codificada en el hardware del interface de red. Si dos o más estaciones intentan transmitir por el bus a la vez, pues realizan la comprobación al mismo tiempo, se produce una colisión. Las estaciones detectan esta colisión (pues lo que escuchan no es lo mismo que lo que han enviado) y esperan un tiempo aleatorio, diferente en cada una, antes de reintentar el envío.

La principal ventaja de este método de acceso es que, en condiciones de carga baja de la red, se garantiza el envío instantáneo de las tramas. Pero en condiciones de carga elevada el rendimiento disminuye drásticamente debido al gran número de colisiones. Si diseñamos la red adecuadamente, aislando tráfico en subredes cuando sea necesario, este problema puede solucionarse.

 Otra de sus grandes ventajas es la sencillez del protocolo, lo cual va a permitir que sea fácilmente integrable en el firmware de los interfaces de red.

Posteriormente se buscaron nuevos soportes físicos. El comité IEEE 802.3 10BaseT se reunió por primera vez en agosto de 1987 a instancias de Hewlett Packard y en 1990 ya tiene un estatus definitivo. Ethernet se llevó sobre cable de cobre de par trenzado sin apantallar (UTP). Este entorno se conoce como 10BaseT (la "T" es de Twisted, o trenzado). El elemento que permitió llevar el protocolo CSMA/CD sobre par trenzado fue el concentrador 10BaseT. Este elemento tiene varias entradas para par trenzado, a cada una de las cuales se conecta el cable de par trenzado que viene de una estación, formando una estrella físicamente. Ver usuarios (A, B, C, D y E).

Internamente el concentrador ejecuta el protocolo CSMA/CD, detectando las colisiones que se produzcan entre las distintas entradas de par trenzado.

FIGURA 1.1. Diseño de red tipo estrella.

Fuente: FUNDAMENTOS DE WIRELESS LAN CISCO.

Sin embargo internamente es un bus que ejecuta el protocolo de acceso al medio, CSMA/CD o Ethernet, sobre cable de par trenzado sin apantallar (UTP), lo que se conoce como entorno 10BaseT, y dicho protocolo trabaja en un bus.

FIGURA 1.2. Conectorización interior de la red.

Fuente: FUNDAMENTOS DE WIRELESS LAN CISCO.

La ventaja de tener una estrella, es que si se estropea algún un nodo (en nuestro caso cada equipo de usuario con su correspondiente cable), los demás pueden seguir funcionando (FIGURA 2). Sólo si se estropea el nodo principal (el concentrador) deja de funcionar la red. Sin embargo, si físicamente tuviéramos un bus (un único cable), al estropearse el cable todos los nodos dejarían de funcionar (FIGURA 3).

FIGURA 1.3. Disposiciones incorrectas de tipos de cables en una red según equipos.

 Fuente: FUNDAMENTOS DE WIRELESS LAN CISCO.

También se llevó sobre fibra óptica. El método seguido es similar al caso de 10BaseT: la fibra se conecta a un módulo (concentrador) de fibra óptica que internamente detecta las colisiones. Hay dos normas utilizadas actualmente 10BaseFB y FOIRL (enlace entre repetidores por fibra óptica).

La ventaja de una respecto a la otra es que 10BaseFB utiliza una conexión síncrona al contrario de FOIRL. Esto permite que los paquetes de datos pasen por más concentradores que los cuatro que constituyen el límite en el caso de FOIRL. La norma FOIRL define los requisitos del transceptor de fibra óptica que se utiliza para enlazar repetidores, cubriendo distancias de hasta un Km. Aunque FOIRL se desarrolló para la conexión de repetidores, a menudo se utiliza para la conexión a Ethernet de dispositivos de usuario cuando se ha elegido fibra óptica como medio de transmisión.

TABLA 1.1. Versiones de 802.3 disponibles.

Estándar Ethernet

Fecha Descripción

Ethernet experimental

1972 (patentado en 1978)

2,85 Mbit/s sobre cable coaxial en topología de bus.

Ethernet II 1982 10 Mbit/s sobre coaxial fino (thinnet) - La trama tiene

(DIX v2.0) un campo de tipo de paquete. El protocolo IP usa este formato de trama sobre cualquier medio.

IEEE 802.3 1983 10BASE5 10 Mbit/s sobre coaxial grueso (thicknet). Longitud máxima del segmento 500 metros - Igual que DIX salvo que el campo de Tipo se substituye por la longitud.

802.3ª 1985 10BASE2 10 Mbit/s sobre coaxial fino (thinnet o cheapernet). Longitud máxima del segmento 185 metros

802.3b 1985 10BROAD36

802.3c 1985 Especificación de repetidores de 10 Mbit/s

802.3d 1987 FOIRL (Fiber-Optic Inter-Repeater Link) enlace de fibra óptica entre repetidores.

802.3e 1987 1BASE5 o StarLAN

802.3i 1990 10BASE-T 10 Mbit/s sobre par trenzado no blindado

(UTP). Longitud máxima del segmento 100 metros.

802.3j 1993 10BASE-F 10 Mbit/s sobre fibra óptica. Longitud máxima del segmento 1000 metros.

802.3u 1995 100BASE-TX, 100BASE-T4, 100BASE-FX Fast Ethernet a 100 Mbit/s con auto-negociación de velocidad.

802.3x 1997 Full Dúplex (Transmisión y recepción simultáneas) y control de flujo.

802.3y 1998 100BASE-T2 100 Mbit/s sobre par trenzado no blindado

(UTP). Longitud máxima del segmento 100 metros

802.3z 1998 1000BASE-X Ethernet de 1 Gbit/s sobre fibra óptica.

802.3ab 1999 1000BASE-T Ethernet de 1 Gbit/s sobre par trenzado no blindado

802.3ac 1998 Extensión de la trama máxima a 1522 bytes (para permitir las "Q-tag") Las Q-tag incluyen información

para 802.1Q VLAN y manejan prioridades según el estándar 802.1p.

802.3ad 2000 Agregación de enlaces paralelos (Trunking).

802.3ae 2003 Ethernet a 10 Gbit/s ; 10GBASE-SR, 10GBASE-LR

IEEE 802.3af 2003 Alimentación sobre Ethernet (PoE).

802.3ah 2004 Ethernet en la última milla.

802.3ak 2004 10GBASE-CX4 Ethernet a 10 Gbit/s sobre cable bi-axial.

802.3an 2006 10GBASE-T Ethernet a 10 Gbit/s sobre par trenzado no blindado (UTP)

802.3ap en proceso (draft)

Ethernet de 1 y 10 Gbit/s sobre circuito impreso.

802.3aq en proceso (draft)

10GBASE-LRM Ethernet a 10 Gbit/s sobre fibra óptica multimodo.

802.3ar en proceso (draft)

Gestión de Congestión

802.3as en proceso (draft)

Extensión de la trama

Fuente: http://www.networks_cables.com

1.6.4 El estándar IEEE 802.5. Es casi idéntica y totalmente compatible con la red del token ring de IBM. De hecho, la especificación de IEEE 802.5 fue modelada después del token ring, y continúa sombreando el desarrollo del mismo. Además, el token ring de la IBM especifica una estrella, con todas las estaciones del extremo unidas a un dispositivo al que se le llama "unidad del acceso multiestación" (MSAU). En contraste, IEEE 802.5 no especifica una topología, aunque virtualmente todo el IEEE 802.5 puesto en práctica se basa en una estrella, y tampoco especifica un tipo de medios, mientras que las redes del token ring de la IBM utilizan el tamaño del campo de información de encaminamiento.

El IEEE 802.5 soporta dos tipos de frames básicos: tokens y frames de comandos y de datos. El Token es una trama que circula por el anillo en su único sentido de circulación. Cuando una estación desea transmitir y el Token pasa por ella, lo toma. Éste sólo

puede permanecer en su poder un tiempo determinado (10 ms). Tienen una longitud de 3 bytes y consiste en un delimitador de inicio, un byte de control de acceso y un delimitador de fin. En cuanto a los Frames de comandos y de datos pueden variar en tamaño, dependiendo del tamaño del campo de información. Los frames de datos tienen información para protocolos mayores, mientras que los frames de comandos contienen información de control.

1.6.5 El estándar IEEE 802.11. El estándar IEEE 802.11 o Wi-Fi de IEEE que define el

uso de los dos niveles inferiores de la arquitectura OSI (capas física y de enlace de

datos), especificando sus normas de funcionamiento en una WLAN. Los protocolos de la

rama 802.x definen la tecnología de redes de área local y redes de área metropolitana.

Wi-Fi ó 802.11n, en la actualidad la mayoría de productos son de la especificación b y de la g, sin embargo ya se ha ratificado el primer borrador del estándar 802.11n que sube el límite teórico hasta los 600 Mbps Actualmente ya existen varios productos que cumplen un primer borrador del estándar N con un máximo de 300 Mbps (80-100 estables).

El estándar 802.11n hace uso simultáneo de ambas bandas, 2,4 GHz y 5,4 GHz Las redes que trabajan bajo los estándares 802.11b y 802.11g, tras la reciente ratificación del estándar, se empieza a fabricar de forma masiva y es objeto de promociones de los operadores ADSL, de forma que la masificación de la citada tecnología, parece estar de camino. Todas las versiones de 802.11xx, aportan la ventaja de ser compatibles entre sí, de forma que el usuario no necesitara nada más que su adaptador Wi-Fi integrado, para poder conectarse a la red.

Sin duda esta es la principal ventaja que diferencia Wi-Fi de otras tecnologías propietarias, como LTE, UMTS y Wimax, las tres tecnologías mencionadas, únicamente están accesibles a los usuarios mediante la suscripción a los servicios de un operador que autorizado para uso de espectro radioeléctrico, mediante concesión de ámbito nacional.

La mayor parte de los fabricantes ya incorpora a sus líneas de producción equipos Wi-Fi 802.11n, por este motivo la oferta ADSL, de, ya suele venir acompañada de Wi-Fi 802.11n, como novedad en el mercado de usuario domestico.

1.7 ELEMENTOS PRINCIPALES DE UN CABLEADO ESTRUCTURADO

Un cableado estructurado es una infraestructura de medios físicos para poder proporcionar comunicaciones en una área limitada, integrada por elementos pasivos que cumplen con ciertas características, como ser transparente a las aplicaciones, un

tiempo de vida útil largo, flexible, que soporte cambios y crecimientos a futuro. Así mismo deberá cumplir ciertos estándares o normas locales e internacionales.

1.7.1 Guía de Construcción. Un sistema de cableado estructurado completo puede ser dividido en subsistemas independientes. Cada subsistema proporciona modularidad y flexibilidad, permitiendo cambios y re-ubicaciones. Las configuraciones para los diferentes tipos de conectividad, para las nuevas aplicaciones o para los nuevos estándares varían según la solución elegida y los productos instalados.

Dependiendo del tipo de conexión, de la distancia entre puntos, del tipo de cable a utilizar, del número de equipos y de otras consideraciones de este tipo es que se escoge la configuración para las conexiones de la red.

Algunas veces se usan combinaciones de las configuraciones cuando las condiciones necesarias de diseño y construcción así lo ameritan por costos, adiciones u otras condiciones de la red no tenidas en cuenta al principio, ya sea por consideraciones del cliente o errores en el diseño del ingeniero a cargo del proyecto.

FIGURA 1.4. Subsistemas de conexión de cableado estructurado.

Fuente: http://www.networks_cables.com

FIGURA 1.5. Subsistema de campus de cableado estructurado.

Fuente: http://www.networks_cables.com

 FIGURA 1.6. Subsistema de administración de cableado estructurado.

Fuente: http://www.networks_cables.com

1.7.2 Elementos que conforman un Cableado Estructurado.

  · Cableado Horizontal.   · Cableado Vertical /     Principal o Backbone.

  · Área de trabajo.

  · Cuarto de       Telecomunicaciones.  · Cuarto de Equipos.  · Entradas de servicio.

1.7.3 Cables y componentes de un cableado estructurado.

  · Cobre.

  · Fibra Óptica.

  · Conectividad.

  · Ordenadores.

Cableado horizontal Se emplea el término horizontal pues esta parte del sistema de cableado corre de manera horizontal entre los pisos y techos de un edificio.

La norma EIA/TIA 568A define el cableado horizontal de la siguiente forma:

"El sistema de cableado horizontal es la porción del sistema de cableado de telecomunicaciones que se extiende del área de trabajo al cuarto de telecomunicaciones. El cableado horizontal incluye los cables horizontales, las tomas/conectores de telecomunicaciones en el área de trabajo, la terminación mecánica y las interconexiones horizontales localizadas en el cuarto de telecomunicaciones."

1.8 ALTERNATIVAS DE SOLUCIÓN

Para llevar a cabo el proceso de estudio, análisis, diseño y simulación de la red para la Universidad de Villa Teresa se tuvieron las siguientes alternativas de solución:

Utilizar un router principal y luego uno por edificio. Usar un switch maestro por edificio con cuatro switches esclavos, uno por piso. Utilizar fibra óptica entre routers y cableado UTP entre switches y equipos finales.

Utilizar un router principal y luego uno por edificio. Usar un switch maestro por edificio con cuatro switches esclavos, uno por piso. Utilizar cable de cobre entre routers y cableado UTP entre switches y equipos finales.

Utilizar un router principal y otro de respaldo para posibles fallos. Usar un switch maestro por edificio con cuatro switches esclavos, uno por piso. Utilizar fibra óptica entre routers y cableado UTP entre switches y equipos finales.

Utilizar un router principal y otro de respaldo para posibles fallos. Usar un switch maestro por edificio con cuatro switches esclavos, uno por piso. Utilizar cable de cobre entre routers y cableado UTP entre switches y equipos finales.

Utilizar un único router, debido al tamaño de la red. Usar un switch maestro por edificio con cuatro switches esclavos, uno por piso. Utilizar fibra óptica entre routers y cableado UTP entre switches y equipos finales.

Utilizar un único router, debido al tamaño de la red. Usar un switch maestro por edificio con cuatro switches esclavos, uno por piso. Utilizar cable de cobre entre routers y cableado UTP entre switches y equipos finales.

Para cualquiera de las alternativas anteriores se tiene que:

Se utilizará el software Packet Tracer de Cisco para la implementación de la red diseñada y su simulación.

El software Sketchup se usará para el levantamiento de los planos de los edificios del programa de Ingeniería de Telecomunicaciones y Redes y para la descripción de los espacios donde se ubicarán los diferentes equipos de los usuarios.

Se desarrollarán los datos de cálculo para el mismo número de usuarios y se proveerá el mismo sistema de soporte de energía en caso de fallos.

Así mismo se contará con las mismas alertas y con los sistemas de seguridad contra incendios para cada uno de las posibles soluciones.

Los elementos a utilizar en la red se cotizarán sobre precios actuales en Colombia.

Para cada una de ellas además se contará con un Access point por edificio.

1.9 SELECCIÓN DE LA MEJOR ALTERNATIVA

La alternativa escogida para el diseño, análisis y simulación de la red de la Universidad de Villa Teresa, de acuerdo a las necesidades de uso del cliente y a las condiciones de costos y materiales fue la de usar un solo router ubicado en el edificio principal de las instalaciones, con un sistema de racks con armario, un switch, un access point, una UPS, sistema de refrigeración y ventilación, canaletas. El router va conectado directamente a un switch maestro por edificio mediante línea de cobre debido a la corta distancia entre los componentes. La distancia máxima entre los equipos es de aproximadamente 30 metros.

Este switch maestro tiene a su vez conectados cuatro switches, uno para cada piso y un Access point y un servidor DHCP por edificio. Cada switch debe tener la capacidad de conectar 17 elementos.

Las conexiones entre estos switches y los equipos finales se hacen mediante UTP y conectorización 568 A y B.

2. DISEÑO DE LA RED

2.1 INTRODUCCIÓN

Para conseguir una correcta disposición de los elementos de la red, asignación de direcciones para cada uno de los equipos exigidos, disposición espacial óptima y funcionamiento adecuado de la misma, se procedió de la siguiente manera en el desarrollo del presente proyecto.

2.2 CÁLCULOS DEL DISEÑO

2.2.1 Consideraciones de diseño. Para la implementación y diseño de la red se tuvieron en cuenta las siguientes consideraciones de diseño exigidas por el cliente contratante:

254 usuarios, mínimo, con el mismo número de direcciones IP. 50 usuarios de laptop con un número de 10 usuarios por edificio. 5 usuarios de VoIP con uno por edificio. Uso óptimo de la red evitando colisiones, solapamientos y conflictos entre

usuarios. Uso eficiente de recursos tanto económicos como materiales. Descripción paso a paso del proceso. Diseño de los espacios.

2.2.2 Cálculo de direcciones para las redes. Para poder cumplir con el número de direcciones IP a asignar exigidas por el cliente y con el objetivo de hacer eficiente el uso de los recursos escogidos para la implementación se procedió a hacer el siguiente análisis y los posteriores cálculos para dicha asignación:

Para el edificio principal y los teléfonos VoIP se usó la red 192.168.11.0/128 cada una con capacidad para 64 hosts.

Para el cálculo de la cobertura de las redes se tuvo que se eligió una subred para cada uno de los otros 4 edificios lo que da un total de 4 subredes para la red. Ya que se tiene el número de subredes a utilizar entonces se procede a realizar los cálculos así:

o 2N=4o 22=4o Esto es suficiente entonces para las subredes que necesitamos.

o Teniendo en cuenta que vamos a utilizar la dirección 192.168.10.0, para

dejar abierta la red para VoIP y para poder proveer otros servicios

adicionales y evitar conflictos, se selecciona la máscara de red por defecto.

o Partiendo de la máscara por defecto que es la 255.255.255.0 que en

binario sería: 11111111.11111111.11111111.00000000.o Conociendo que se necesitan 2 bits para las máscaras de subred,

obtenemos entonces la nueva dirección que sería 255.255.255.192 o en binario: 11111111.11111111.11111111.11000000.

Para saber el número de hosts o usuarios disponibles para cada subred entonces tenemos que:

o Tenemos la dirección de red 192.168.10.0.

o En número binario la dirección de la red a usar sería:

11000000.10101000.00001010.00000000.o Por consideraciones de diseño se decidió tener al menos 60 direcciones

por subred para cumplir con las expectativas del cliente y dejar un margen abierto de direcciones para utilizar que es del 20% aproximadamente. Esto es, tenemos 250 direcciones con un margen del 20%, entonces nos quedan 300 direcciones.

o Para poder cumplir con este número de direcciones realizamos entonces

los cálculos.o 2N−2=26−2=64−2=62.o Esto nos permite conocer que con este número de bits se pueden obtener

las direcciones necesarias.o 11000000.10101000.00001010.00000000, estos últimos 6 bits serán los

bits para los hosts.o Para conocer el rango entre subredes hacemos: 256−224=32.o Nos queda entonces la siguiente tabla.

TABLA 2.1. Definición de las direcciones de los hosts.

EDIFICIO RANGO IP UTILIZABLE HOSTS POR SUBREDDESDE HASTA

2 192.168.10.0 192.168.10.63 623 192.168.10.64 192.168.10.127 624 192.168.10.128 192.168.10.191 625 192.168.10.192 192.168.10.255 62

PRINCIPAL 192.168.11.0 192.168.10.63 62VoIP 192.168.11.64 192.168.11.127 62

Fuente: Autor.

2.3. CONEXIÓN DE LA RED

Para la conexión de la red se utilizó cable de cobre entre el router principal ubicado en el edificio principal y los switches en los edificios. Para las conexiones entre los switches maestros y esclavos, los teléfonos VoIP y el servidor DHCP y de los hosts finales se utilizaron los tipos de cableado UTP tanto directo como cruzado dependiendo de la jerarquía, esto es, entre equipos del mismo nivel se usó cable cruzado y de diferente nivel cableado directo.

FIGURA 2.1. Conexión directa y cruzada entre elementos de la red.

Fuente: Autor.

Al momento de efectuar la conexión se utilizará un conector RJ-45 para cada puerto a usar en la red. Para esto se tuvieron en cuenta las normas de conexiones 568 A y B que son las que designan los tipos de conectores tanto directos como cruzados. En algunos de los elementos actuales ellos mismos realizan los cruces facilitando las cosas para los diseñadores e ingenieros.

2.4 SIMULACIÓN

Para la simulación de la red se utilizó el software de Cisco Packet Tracer que es de fácil uso y cuenta con muchos elementos comerciales para escoger. En el ANEXO A se puede observar la simulación realizada para el presente proyecto en Packet Tracer.

El procedimiento de simulación fue el siguiente:

Se eligieron los elementos constitutivos de la red para utilizarlos: un router 2811, 20 switches 2950-24, 4 access points genéricos, 4 teléfonos VoIP 7960, 4 servidores DHCP.

Para la simulación y que no se recargara el programa se utilizaron 2 PC por piso y 2 laptops por edificio.

FIGURA 2.2. Elementos utilizados en la red.

Fuente: Autor.

Luego de escoger el tipo y el número de elementos a utilizar en la simulación de la red se procedió a realizar las conexiones según el tipo de conexión entre ellos teniendo en cuenta la jerarquía, como se mostró en la FIGURA 2.1.

Luego de tener las conexiones entre los equipos se procedió a iniciar las configuraciones de cada uno de ellos.

Se comienza con el router asignándole a cada puerto una dirección para cada una de las subredes y asignando una máscara de subred también. Se debe tener en cuenta que la red a usar es la 192.168.10.0 y la máscara es la 255.255.255.224 a la hora de asignarlas en el router. En la siguiente figura se puede ver cómo queda la asignación de los puertos para cada una de las subredes constituidas por un switch en cada edificio.

FIGURA 2.3. Asignación de direcciones en el router para cada una de las subredes.

Fuente: Autor.

A continuación de la asignación de las direcciones se configura el servidor DHCP para que asigne las direcciones dinámicas a los hosts y a los demás equipos conectados a su switch.

Se le asigna cada una de las direcciones de las subredes a cada servidor teniendo en cuenta la máscara de subred y se le asigna a él mismo una dirección entre el rango de uso determinado en los cálculos anteriores. Este rango es de 32 entre cada subred.

FIGURA 2.4. Configuración servidor DHCP.

Fuente: Autor.

Luego de haber configurado el servidor de cada subred y, ya que se tienen conectados todos los equipos a utilizar, se configuran cada uno de los equipos que se necesitan. Se les activa a cada uno de ellos la opción DHCP para que se les puedan asignar las direcciones de manera dinámica por el servidor.

FIGURA 2.5. Configuración de los PC de la red para modo DHCP.

Fuente: Autor.

Luego de que se activa la opción DHCP a cada uno de los equipos se debe esperar un momento para que el servidor DHCP les asigne sus respectivas direcciones.

Para los laptops no se necesitan mayor configuración. Lo único que se debe hacer para las laptops es desconectar el panel asignado en los puertos USB y cambiarlo por una antena. En los laptops comerciales no se necesita hacer esto pues la mayoría, si no todos, de los actuales laptops vienen con la antena incorporada y se conectan por defecto a la red que haya disponible.

Luego de tener los laptops configurados, o conectados, se enciende entonces el Access point se le asignan dos laptops para cada uno de ellos. Se tiene un access poitn por edificio para futura cobertura de usuarios abierta.

En las siguientes figuras se pueden ver la configuración del laptop y del Access point.

FIGURA 2.6. Configuración inalámbrica de los laptops.

Fuente: Autor.

FIGURA 2.7. Access point y laptops asignados.

Fuente: Autor.

Ya que se conectaron todos los demás equipos, sólo falta configurar los teléfonos VoIP. Esto se hace desde el router y en la figura se puede ver una parte del código.

FIGURA 2.8. Configuración mediante el router de los teléfonos VoIP.

Fuente: Autor.

Se necesitan por exigencia del cliente 5 teléfonos VoIP para los edificios, uno por cada uno de ellos, pero se deja abierta la posibilidad para conectar hasta 5 de ellos por edificio.

Ya que se conectaron todos los equipos y se configuraron se puede proceder a realizar las simulaciones y verificar si se están comunicando entre sí. Esto se puede hacer mediante el modo gráfico en la parte baja izquierda de la pantalla en el programa.

En la siguiente figura se pueden observar las dos formas de comprobar la conexión entre equipos o en el router.

FIGURA 2.9. Constatación de la conectividad.

Fuente: Autor.

Si se quiere una seguridad mayor al momento de las conexiones inalámbricas, se puede entonces ubicar un router inalámbrico LinksysWRT300N. Para este se aplica seguridad con una clave que le será proporcionada a los usuarios a los que se les permitirá usar la red inalámbrica.

FIGURA 2.10. Configuración router inalámbrico.

Fuente: Autor.

2.5. DETERMINACIÓN DE EDIFICIOS

Luego de que se ha probado con éxito el funcionamiento de la red en el simulador y se han elegido los diferentes elementos que la van a constituir, se pasa a la determinación de los espacios físicos en los que se van a ubicar los equipos para con ello determinar las cantidades y longitudes de cables y otros elementos físicos que se necesitan para la construcción.

2.5.1 Distribución de los edificios. Se tienen 5 edificios que conforman la Universidad en donde se va a llevar a cabo la instalación de la red, que están distribuidos de la siguiente manera:

Se tienen 4 edificios de salones que constan de 4 salones, uno por piso. Cada salón tiene la posibilidad de conectar hasta 14 equipos.

Cada edificio tiene una batería de baños para hombres y mujeres. Cada edificio tiene una recepción en donde está ubicado el switch maestro y el

Access point. Allí también tiene la opción de una impresora, un teléfono VoIP y un equipo. Anexo a la recepción se encuentra una sala de internet para 10 equipos y con el switch de piso.

Esto quiere decir que cada edificio necesita de un total de 55 direcciones para PC, 1 para servidor, las dos por defecto de red y de broadcasting, una para el VoIP, cinco conexiones de laptops para un total de 62 direcciones.

En el edificio principal se cuenta con una recepción con los mismos elementos de las demás pero anexo a ella se encuentra el cuarto de telecomunicaciones donde se van a encontrar tanto el router de la red, como el switch de piso, el Access point, la UPS, el rack donde van empotrados todos los anteriores elementos, ventilador.

En dos de los pisos se encuentran salas de profesores con una capacidad para 16 PC por sala, es decir, 32 PC en el edificio.

En el otro piso se encuentra una sala de reuniones con un punto físico de conexión.

Para este edificio principal se cuenta con 36 direcciones. Teniendo en cuenta todas las direcciones tanto de los edificios de los salones

como del edificio principal se tienen 284 direcciones. En las siguientes figuras se pueden ver las diferentes instalaciones, según el uso

especificado anteriormente. En el ANEXO B se pueden ver todos los diseños en el programa Sketchup de Google.

Cada piso cuenta con su propio extinguidor.

FIGURA 2.11. Salón típico de clases con la disposición de equipos.

Autor: Fuente

FIGURA 2.12. Disposición tipo de las recepciones de los edificios.

Fuente: Autor.

FIGURA 2.13. Sala de profesores.

Fuente: Autor.

FIGURA 2.14. Sala de telecomunicaciones y recepción edificio principal.

Fuente: Autor.

FIGURA 2.15. Vista frontal de las instalaciones.

Fuente: Autor.

FIGURA 2.16. Vista superior de las instalaciones.

Fuente: Autor.

2.6 MATERIALES A UTILIZAR

Como se dijo anteriormente, los materiales a utilizar son los que se encuentren a disposición en el mercado nacional. Se hacen las cuentas de la cantidad a utilizar, de la cantidad en metros, del número de elementos. En la siguiente tabla se pueden ver detalladamente los elementos a usar con sus respectivas cantidades y precios tanto por unidad como totales.

TABLA 2.2. Tabla de componentes a usar con precios.

TIPO CANTIDAD PRECIO UNIDAD$

PRECIO TOTAL$

ROUTER 2811 1 178.200 178.200SWITCH 2950-24 25 998.000 24’950.000WIRELESS ROUTER LINKSYS WRT300N

5 230.000 1’150.000ACCESS POINT CISCO 5 117.000 585.000TELÉFONO VoIP 5 1’451.250 7’256.250SERVIDOR DHCP 5 2’628.448 13’142.240COMPUTADORES 252 1’000.000 252’000.000UPS 1 21’470.000 21’470.000AIRE ACONDICIONADO 1 800.000 800.000RACK 6 530.000 530.000CONECTORES RJ-45 MACHO

560 300 168.000CONECTORES RJ-45 HEMBRA

225 1500 337.500PVC 80 ms. 36.381x6 ms. 509.334ADAPTADORES PVC 15 8.950 134.250CODOS PVC 6 2.000 12.000CANALETAS CAL. 24 1000 ms. 40.000x3ms. 13`320.000ZUNCHOS 500 30 1500TORNILLOS 500 50 25.000PASADORES 500 70 35.000CABLE UTP CAT. 5 1104 ms. 1.600 1`766.400CABLE COAXIAL 80 ms. 2.200 172.000BANDEJA DE RACK 2 131.000 262.000TAPAS TROQUEL 225 2.500 562.500MULTITOMAS 6 SERVICIOS POLO A TIERRA

250 105.000 26`250.000SISTEMA DE TIERRA 1 500.000 500.000

TOTAL 30’234.479 366’117.174

Fuente: Autor.

Todos los elementos cotizados en la tabla anterior son de la mejor calidad, con un gran respaldo técnico y una garantía mínima de 2 años, para los elementos que la necesitan. Además, los precios son los mejores del mercado y se utilizaron algunas cotizaciones de elementos de segunda mano pero con garantía y en excelente estado.

Los componentes tienen una vida media útil superior a los 5 años que están dentro del margen que se debe tener en cuanto a obsolescencia en lo que a aparatos tecnológicos se refiere.

También se sobredimensionaron algunos componentes con el propósito de permitir un crecimiento de la red con un margen de 20% que es lo que se maneja en la actualidad.

No se tienen en cuenta los costos de los elementos de la red eléctrica en sí como ductos, transformadores, interruptores de luz, plafones, alambre, cable, pero sí se tuvieron en cuenta en la parte eléctrica los conectores o tomas para todos los equipos e inclusive con sobredimensionamiento para visitantes; y las UPS de respaldo del sistema.

2.7 CONEXIONES DE BAJA PARA COMUNICACIONES

Para un correcto funcionamiento y para prevenir posibles daños causados por las fluctuaciones de la red se debe tener un buen sistema de puesta a tierra que cumpla con todas las normas contenidas en las regulaciones internacionales para comunicaciones y en el RETIE a nivel nacional.

2.7.1 Esquemas de distribución (cajas de protección y cableado). Para la determinación de las características de las medidas de protección contra choques eléctricos en caso de defecto (contactos indirectos) y contra sobre intensidades, así como de las especificaciones de la parte encargada de tales funciones, será preciso tener en cuenta que los esquemas de distribución se establecen en función de las conexiones a tierra de la red de distribución o de la alimentación, por un lado, Y de las masas de la instalación receptora, por otro.

La denominación se realiza con un código de letras con el significado siguiente:

Primera letra: Se refiere a la situación de la alimentación con respecto a tierra.

T = Conexión directa de un punto de la alimentación a tierra.

I = Aislamiento de todas las panes activas de la alimentación con respecto a tierra o conexión de un punto a tierra a través de una impedancia.

Segunda letra: Se refiere a la situación de las masas de la instalación receptora con respecto a tierra.

T = Masas conectadas directamente a tierra, independientemente de la eventual puesta a tierra de la alimentación.

N = Masas conectadas directamente al punto de la alimentación puesto a tierra (en corriente alterna, este punto es normalmente el punto neutro).

Otras letras (eventuales): Se refieren a la situación relativa del conductor neutro y del conductor de protección.

S = Las funciones de neutro y de protección, aseguradas por conductores separados.

C = las funciones de neutro y de protección, combinadas en un solo conductor (conductor CPN).

- Esquema TN. Los esquemas TN tienen un punto de la alimentación, generalmente el neutro o compensador, conectado directamente a tierra y las masas de la instalación receptora conectadas a dicho punto mediante conductores de protección. Se distinguen tres tipos de esquemas TN según la disposición relativa del conductor neutro y del conductor de protección:

- Esquema TN-S: En el que el conductor neutro y el de protección son distintos en todo el esquema.

FIGURA 2.17. Esquema de distribución tipo TN-S.

Fuente: Máquinas eléctricas, Chapman.

- Esquema TN-C: En el que las funciones de neutro y protección están combinados en un solo conductor en todo el esquema.

FIGURA 2.18. Esquema de distribución tipo TN-C.

Fuente: Máquinas eléctricas, Chapman.

- Esquema TN-C-S: En el que las funciones de neutro y protección están combinadas en un solo conductor en una parte del esquema.

FIGURA 2.19. Esquema de distribución tipo TN-C-S.

Fuente: Máquinas eléctricas, Chapman.

- Esquema TT. El esquema TT tiene un punto de alimentación, generalmente el neutro o compensador, conectado directamente a tierra. Las Masas de la

instalación receptora están conectadas a una toma de tierra separada de la toma de tierra de la alimentación.

FIGURA 2.20. Esquema de distribución tipo TT.

Fuente: Máquinas eléctricas, Chapman.

- Esquema IT. El esquema IT no tiene ningún punto de la alimentación conectado directamente a tierra. Las masas de la instalación receptora están puestas directamente a tierra.

FIGURA 2.21. Esquema de distribución tipo IT.

Fuente: Máquinas eléctricas, Chapman.

En este esquema la intensidad resultante de un primer defecto fase-masa o fase-tierra, tiene un valor lo suficientemente reducido como para no provocar la aparición de tensiones de contacto peligrosas. En este tipo de esquema se recomienda no distribuir el neutro.

2.7.2 Cableado. Para la realización correcta de los caminos de cables se tendrá en cuenta las recomendaciones y normas relacionadas con la Compatibilidad Electromagnética. Para los caminos de cables principales (caminos entre armario principal y cajas de interconexión y pupitre) se utilizarán bandejas blindadas evitando colocar en paralelo cables que transmitan señales sensibles y señales perturbadoras. Se separarán lo máximo posible los cables que conducen estas señales empleando para ello bandejas separadas para cada tipo de señal. Utilizar preferentemente bandeja cerrada cuando ésta sirva de soporte para cables transmisores de señales de un solo tipo (sensibles o perturbadoras), especialmente en los casos en que existan en su proximidad bandejas con otro tipo de señal. Se puede admitir bandeja abierta, separando lo máximo posible los cables portadores de distinto tipo de señal, en caso de existir señales sensibles y perturbadoras en la misma bandeja.

Se procurará que los cruces entre caminos de cables portadores de señales perturbadoras y señales débiles se hagan perpendicularmente. Garantizar la continuidad eléctrica entre todas las bandejas y los envolventes que unen mediante una unión metal/metal de calidad. Los caminos de cables secundarios (desde armarios, cajas de interconexión, etc., hasta los propios elementos de campo: finales de carrera, motores, sondas, etc.) se realizarán por medio de pletinas apropiadas, soldadas o atornilladas a la estructura del invernadero teniendo en cuenta no soldar ninguna pletina que impida el desmontaje mecánico de cualquier parte del invernadero. Cuando en el trayecto de estos caminos de cables exista algún riesgo mecánico para el cable, en lugar de pletina, se protegerá el cable mediante un tubo de acero sujeto con abrazadera. De la misma manera, se utilizará tubo de acero conectado a masa para la protección contra interferencias de las señales sensibles. Reducir lo máximo posible los bucles de masa. Realizar sistemáticamente un mallado lo más entrelazado posible. Conectar a masa las pantallas de los cables utilizando abrazaderas. Conectar sistemáticamente a masa en los dos extremos los conductores libres no utilizados.

2.7.3 Cuadro general de distribución de baja tensión. Armario principal. Deberá suministrarse totalmente cableado y ensayado en fábrica, acompañando al mismo una copia de los esquemas y planos constructivos definitivos, así como de los ensayos realizados. Se tratará de un armario metálico capaz de alojar los elementos actuales más una reserva de espacio del 20 % para futuras ampliaciones. Tendrá ranuras laterales para ventilación forzada y un grado de protección nunca menor de IP55 para armarios cerrados, según normas UNE 20.324. Será accesible en su parte delantera directamente o mediante puertas abisagradas por panel.

El fondo de los paneles será uniforme tomando como referencia el panel que aloje el interruptor de mayores dimensiones y con la suficiente holgura para efectuar las operaciones de mantenimiento con facilidad. Se instalará una barra de tierra independiente a lo largo del armario para poner a tierra todos sus elementos. Todas las partes metálicas del armario que no estén en tensión, incluyendo la armadura de los cables, deberán ser conectadas a esta barra de tierra. Todos los elementos independientes que componen la estructura del armario, como son el chasis, puertas, tapas, etc., estarán conectados a tierra mediante un latiguillo de sección adecuada, en cinta o cable extra flexible de cobre.

2.7.4 Elementos del cuadro general de distribución de baja tensión. Todos los elementos del cuadro deberán ser accesibles, o bien por el frente o bien por la parte posterior del cuadro, para su ensayo o mantenimiento, sin interferir con otros elementos adyacentes. Todos los elementos de corte, seccionamiento y protección deberán ser accesibles por delante del cuadro, tanto para su accionamiento y regulación como para su reposición o mantenimiento. El interruptor general del cuadro podrá ser accionado desde el frente del cuadro con la puerta del armario cerrada. Todos los elementos del cuadro serán capaces de soportar continuamente la intensidad nominal indicada en los esquemas, a la tensión nominal bajo las condiciones de servicio sin que ninguno de sus componentes exceda los límites de temperatura permitidos. Todos los componentes serán capaces de soportar la intensidad de conexión y desconexión de los servicios conectados a ellos.

2.7.5 Ruido. A fin de prevenir el ruido, se deberán utilizar cables dobles trenzados de una sección de al menos 2 mm2. No se deberá instalar el autómata cerca de equipos de alta potencia, y deberá de instalarse al menos a 200mm de las líneas de potencia. A ser posible, deberán utilizarse conductos eléctricos para contener y proteger el cableado del autómata.

2.8 PUESTA A TIERRA

Deben usarse métodos adecuados de puesta a tierra que protejan a personas y equipos, de voltajes inducidos en los cables de tensado. Las puestas a tierra deben ser instaladas firmemente para evitar una conexión suelta o intermitente. Todas las puestas a tierra suministradas e instaladas para protección contra descargas estáticas deben ser claramente visibles para inspección y deben ser de materiales tales como alambre de aluminio desnudo, alambre cubierto con plástico blanco o amarillo y marcado con banderas rojas de tela colocadas en lugares visibles sobre el cable en el punto de la puesta a tierra.

Las puestas a tierra se establecen principalmente con objeto de limitar la tensión que, con respecto a tierra, puedan presentar en un momento dado las masas metálicas, asegurar la actuación de las protecciones y eliminar o disminuir el riesgo que supone una avería en los materiales eléctricos utilizados. Cuando otras instrucciones técnicas prescriban como obligatoria la puesta a tierra de algún elemento o parte de la instalación, dichas puestas a tierra se regirán por el contenido de la presente instrucción.

La puesta o conexión a tierra es la unión eléctrica directa, sin fusibles ni protección alguna, de una parte del circuito eléctrico o de una parte conductora no perteneciente al mismo mediante una toma de tierra con un electrodo o grupos de electrodos enterrados en el suelo. Mediante la instalación de puesta a tierra se deberá conseguir que en el conjunto de instalaciones, edificios y superficie próxima del terreno no aparezcan diferencias de potencial peligrosas y que, al mismo tiempo, permita el paso a tierra de las corrientes de defecto o las de descarga de origen atmosférico.

Un sistema de puesta a tierra consiste en la conexión de equipos eléctricos y electrónicos a tierra, para evitar que se dañen nuestros equipos en caso de una corriente transitoria peligrosa. El objetivo de un sistema de puesta a tierra es:

El de brindar seguridad a las personas.

Proteger las instalaciones, equipos y bienes en general, al facilitar y garantizar la correcta operación de los dispositivos de protección.

Establecer la permanencia, de un potencial de referencia, al estabilizar la tensión eléctrica a tierra, bajo condiciones normales de operación.

Los electrodos pueden ser artificiales o naturales. Se entiende por electrodos artificiales los establecidos con el exclusivo objeto de obtener la puesta a tierra y por electrodos naturales las masas metálicas que puedan existir enterradas.

El sistema de electrodos de puesta a tierra se forma interconectando los siguientes tipos de electrodos:

Tubería metálica de agua enterrada.

Estructura metálica del inmueble.

Electrodo empotrado en concreto.

Anillo de tierra.

2.8.1 Uniones a tierra. Las disposiciones de puesta a tierra pueden ser utilizadas a la vez o separadamente, por razones de protección o razones funcionales, según las prescripciones de la instalación.

La elección e instalación de los materiales que aseguren la puesta a tierra deben ser tales que:

El valor de la resistencia de puesta a tierra esté conforme con las normas de protección y de funcionamiento de la instalación y se mantenga de esta manera a lo largo del tiempo, teniendo en cuenta los requisitos generales indicados en la ITC-BT-24 y los requisitos particulares de las Instrucciones Técnicas aplicables a cada instalación.

Las corrientes de defecto a tierra y las corrientes de fuga puedan circular sin peligro, particularmente desde el punto de vista de solicitaciones térmicas, mecánicas y eléctricas.

La solidez o la protección mecánica quede asegurada con independencia de las condiciones estimadas de influencias externas.

Contemplen los posibles riesgos debidos a electrólisis que pudieran afectar a otras partes metálicas.

FIGURA 2.22. Representación esquemática de un circuito de puesta a tierra.

Fuente: Máquinas eléctricas, Chapman.

Donde:

TABLA 2.3. Nominaciones para uniones de tierra.

1 Conductor de protección.

2 Conductor de unión equipotencial principal.

3 Conductor de tierra o línea de enlace con el electrodo de puesta a tierra.

4 Conductor de equipotencialidad suplementaria.

B Borne principal de tierra.

M Masa.

C Elemento conductor.

P Canalización metálica principal de agua.

T Toma de tierra.

Fuente: Máquinas eléctricas, Chapman.

2.8.2 Tomas de tierra. Para la toma de tierra se pueden utilizar electrodos formados por:

Barras, tubos; pletinas, conductores desnudos; placas; anillos o mallas metálicas constituidas por los elementos anteriores o sus combinaciones; armaduras de hormigón enterradas; con excepción de las armaduras pretensadas; otras estructuras enterradas que se demuestre que son apropiadas.

El tipo y la profundidad de enterramiento de las tomas de tierra deben ser tales que la posible pérdida de humedad del suelo, la presencia del hielo u otros efectos climáticos, no aumenten la resistencia de la toma de tierra por encima del valor previsto. La profundidad nunca será inferior a 0,50m. Los materiales utilizados y la realización de las tomas de tierra deben ser tales que no se vea afectada la resistencia mecánica y eléctrica por efecto de la corrosión de forma que comprometa las características del diseño de la instalación. Las canalizaciones metálicas de otros servicios (agua, líquidos o gases inflamables, calefacción central, etc.) no deben ser utilizadas como tomas de tierra por razones de seguridad. Las envolventes de plomo y otras envolventes de cables que no sean susceptibles de deterioro debido a una corrosión excesiva, pueden

ser utilizadas como toma de tierra, previa autorización del propietario, tomando las precauciones debidas para que el usuario de la instalación eléctrica sea advertido de los cambios del cable que podría afectar a sus características de puesta a tierra.

2.8.3 Bornes de puesta a tierra. En toda instalación de puesta a tierra debe preverse un borne principal de tierra, al cual deben unirse los conductores siguientes:

Los conductores de tierra.

Los conductores de protección.

Los conductores de unión equipotencial principal.

Los conductores de puesta a tierra funcional, si son necesarios.

Debe preverse sobre los conductores de tierra y en lugar accesible, un dispositivo que permita medir la resistencia de la toma de tierra correspondiente. Este dispositivo puede estar combinado con el borne principal de tierra, debe ser desmontable necesariamente por medio de un útil, tiene que ser mecánicamente seguro y debe asegurar la continuidad eléctrica.

2.8.4 Conductores de protección. Los conductores de protección sirven para unir eléctricamente las masas de una instalación a ciertos elementos con el fin de asegurar la protección contra contactos indirectos. En el circuito de conexión a tierra, los conductores de protección unirán las masas al conductor de tierra. En otros casos reciben igualmente el nombre de conductores de protección, aquellos conductores que unen las masas:

al neutro de la red.

a un relé de protección.

En todos los casos los conductores de protección que no forman parte de la canalización de alimentación serán de cobre con una sección, al menos de:

2,5 mm2, si los conductores de protección disponen de una protección mecánica.

4 mm2, si los conductores de protección no disponen de una protección mecánica.

Los conductores de protección deben estar convenientemente protegidos contra deterioros mecánicos, químicos y electroquímicos y contra los esfuerzos

electrodinámicos. Las conexiones deben ser accesibles para la verificación y ensayos, excepto en el caso de las efectuadas en cajas selladas con material de relleno o en cajas no desmontables con juntas estancas. Ningún aparato deberá ser intercalado en el conductor de protección, aunque para los ensayos podrán utilizarse conexiones desmontables mediante útiles adecuados. Las masas de los equipos a unir con los conductores de protección no deben ser conectadas en serie en un circuito de protección, con excepción de las envolventes montadas en fábrica o canalizaciones prefabricadas.

2.8.5 Tomas de tierra y conductores de protección para dispositivos de control de tensión de defecto. La toma de tierra auxiliar del dispositivo debe ser eléctricamente independiente de todos los elementos metálicos puestos a tierra, tales como elementos de construcciones metálicas, conducciones metálicas, cubiertas metálicas de cables. Esta condición se considera como cumplida si la toma de tierra auxiliar se instala a una distancia especificada de todo elemento metálico puesto a tierra, tal que quede fuera de la zona de influencia de la puesta a tierra principal.

La unión a esta toma de tierra debe estar aislada, con el fin de evitar todo contacto con el conductor de protección o cualquier elemento que pueda estar conectado a él. El conductor de protección no debe estar unido más que a las masas de aquellos equipos eléctricos cuya alimentación pueda ser interrumpida cuando el dispositivo de protección funcione en las condiciones de defecto.

La puesta a tierra principal se realizará mediante cable y una o varias jabalinas. La cantidad necesaria se determinará mediante mediciones de la resistividad del terreno. Se colocarán cámaras de inspección y la unión se realizará por puente desmontable. La totalidad de tableros, gabinetes, soportes y en general toda estructura normalmente aislada que pueda quedar bajo tensión en caso de fallas, deberá ponerse sólidamente a tierra, a cuyo efecto en forma independiente del neutro, deberá conectarse mediante cable a la puesta a tierra principal. El conductor de tierra no siempre se halla indicado en planos y puede ser único para ramales o circuitos que pasen por las mismas cajas de pase o conductos. El conductor de tierra sobre bandejas portacables será desnudo y de una sección mínima de 10 mm2 por razones mecánicas. El cable de tierra de seguridad en cañerías será siempre aislado, bicolor (verde-amarillo) y de sección mínima de 2,5 mm2 y se conectarán en la barra de tierra que deberá tener cada tablero.

2.9 GRUPO ELECTRÓGENO

Aunque no está considerado dentro del presupuesto de diseñó de la red, es importante contar con un buen sistema de respaldo para proveer corriente alterna para los edificios. Para el soporte de los equipos durante algún tiempo se cuenta con las UPS, para proveer la energía para los demás usos se debe contar con un grupo electrógeno. Un grupo electrógeno es una máquina que mueve un generador de electricidad a través de un motor de combustión interna. Son comúnmente utilizados cuando hay déficit en la generación de energía eléctrica de algún lugar, o cuando hay corte en el suministro eléctrico.

Una de las utilidades más comunes es la de generar electricidad en aquellos lugares donde no hay suministro eléctrico, generalmente son zonas apartadas con pocas infraestructuras y muy poco habitadas. Otro caso sería en locales de pública concurrencia, hospitales, fábricas, etc., que a falta de energía eléctrica de red, necesiten de otra fuente de energía alterna para abastecerse.

2.9.1 Partes de un grupo electrógeno. Un grupo electrógeno normal consta de las siguientes partes:

Motor diesel. El motor diesel que acciona el Grupo Electrógeno ha sido seleccionado por su fiabilidad y por el hecho de que se ha diseñado específicamente para accionar grupos Electrógenos. La potencia útil que se quiera suministrar nos la proporcionará el motor, así que, para una determinada potencia, habrá un determinado motor que cumpla las condiciones requeridas. Filtro del aire (elemento 1).

Sistema eléctrico del motor. El sistema eléctrico del motor es de 12 VC, excepto aquellos motores los cuales son alimentados a 24 VCC, negativo a masa. El sistema incluye un motor de arranque eléctrico, una/s batería/s libre/s de mantenimiento (acumuladores de plomo), sin embargo, se puede instalar otros tipos de baterías si así se especifica, y los sensores y dispositivos de alarmas de los que disponga el motor. Normalmente, un motor dispone de un mono contacto de presión de aceite, un termo contacto de temperatura y de un contacto en el alternador de carga del motor para detectar un fallo de carga en la batería.

Sistema de refrigeración. El sistema de refrigeración del motor puede ser por medio de agua, aceite o aire. El sistema de refrigeración por aire consiste en un ventilador de gran capacidad que hace pasar aire frío a lo largo del motor para enfriarlo. El sistema de refrigeración por agua/aceite consta de un radiador, un ventilador interior para enfriar sus propios componentes.

Alternador. La energía eléctrica de salida se produce por medio de un alternador apantallado, protegido contra salpicaduras, auto excitado, auto regulado y sin escobillas acoplado con precisión al motor, aunque también se pueden acoplar alternadores con escobillas para aquellos grupos cuyo funcionamiento vaya a ser limitado y, en ninguna circunstancia, forzado a regímenes mayores.

Depósito de combustible y bancada. El motor y el alternador están acoplados y montados sobre una bancada de acero de gran resistencia La bancada incluye un depósito de combustible con una capacidad mínima de 8 horas de funcionamiento a plena carga.

Aislamiento de la vibración. El Grupo Electrógeno está dotado de tacos anti vibrantes diseñados para reducir las vibraciones transmitidas por el Grupo Motor-Alternador. Estos aisladores están colocados entre la base del motor, del alternador, del cuadro de mando y la bancada.

Silenciador y sistema de escape. El silenciador de escape va instalado en el Grupo Electrógeno El silenciador y el sistema de escape reducen la emisión de ruidos producidos por el motor.

Sistema de control. Se puede instalar uno de los diferentes tipos de paneles y sistemas de control para controlar el funcionamiento y salida del grupo y para protegerlo contra posibles fallos en el funcionamiento. El manual del sistema de control proporciona información detallada del sistema que está instalado en el Grupo Electrógeno.

Interruptor automático de salida. Para proteger al alternador, se suministra un interruptor automático de salida adecuado para el modelo y régimen de salida del Grupo Electrógeno con control manual. Para grupos Electrógenos con control automático se protege el alternador mediante contactores adecuados para el modelo adecuado y régimen de salida.

Otros accesorios instalables en un Grupo Electrógeno. Además de lo mencionado anteriormente, existen otros dispositivos que nos ayudan a controlar y mantener, de forma automática, el correcto funcionamiento del mismo. Para la regulación automática de la velocidad del motor se emplean una tarjeta electrónica de control para la señal de entrada "pick-up" y salida del "actuador". El pick-up es un dispositivo magnético que se instala justo en el engranaje situado en el motor, y éste, a su vez, esta acoplado al engranaje del motor de arranque. El pick-up detecta la velocidad del motor, produce una salida de voltaje debido al movimiento del engranaje que se mueve a través del campo magnético de la punta del pick-up, por lo tanto, debe haber una correcta distancia entre la punta del pick-up y el engranaje del motor. El actuador sirve para controlar la velocidad del motor en condiciones de carga. Cuando la carga es muy elevada la velocidad del motor aumenta para proporcionar la potencia requerida y, cuando la carga es baja, la velocidad disminuye, es decir, el fundamento del actuador es controlar de forma automática el régimen de velocidad del motor sin aceleraciones bruscas, generando la potencia del motor de forma continua. Normalmente el actuador se acopla al dispositivo de entrada del fuel-oil del motor.

Cuando el grupo se encuentra en un lugar muy apartado del operario y funciona las 24 horas del día es necesario instalar un mecanismo para restablecer el combustible gastado. Consta de los siguientes elementos:

Bomba de Trasiego. Es un motor eléctrico de 220 VCA en el que va acoplado una bomba que es la encargada de suministrar el combustible al depósito. Una boya indicadora de nivel máximo y nivel mínimo. Cuando detecta un nivel muy bajo de combustible en el depósito activa la bomba de trasiego.

2.9.2 Grupos electrógenos de emergencia. A menudo el dimensionado de la instalación fotovoltaica, por si sola, está por debajo del margen de seguridad que garantizaría la cobertura del suministro eléctrico todo el año, ya sea por razones económicas o bien porque se dispone de otra fuente de generación eléctrica que complementará la generada por la instalación. Por tanto, hay casos en que es recomendable disponer de algún sistema de generación auxiliar que permita hacer frente con seguridad a los períodos anteriormente citados. Asimismo garantizar un estado de carga aceptable de las baterías y una prolongación de su vida útil.

Los grupos electrógenos de emergencia se instalan para proporcionar suministro eléctrico en aquellos casos donde un fallo en éste puede tener serias consecuencias. En los casos en los que este suministro de emergencia es de gran importancia, no es raro ver varios de estos grupos electrógenos dispuestos a arrancar de forma automática en caso de fallo de la red eléctrica. Ejemplos de ello podrían ser hospitales, centros de proceso de datos, centros de telecomunicaciones, etc.

2.9.3 Equipo de transferencia sin corte. En caso de fallo de red, habrá un corte de unos 5 o 10 segundos hasta que el grupo electrógeno se ponga en marcha y se conecte a la carga. Pero se puede suprimir, por medio de un equipo de transferencia sin corte, el corte de la conmutación al retorno de la red. Los cortes para el usuario se reducen a la mitad. Así mismo, el mantenimiento de los grupos electrógenos de emergencia se puede hacer con la carga real sin hacer ningún corte al usuario. Esto aumenta su fiabilidad y seguridad. Sólo se puede hacer en grupos electrógenos superiores a 100 kVA.

En las figuras 2.23 y 2.24 se pueden ver dos tipos principales de grupos electrógenos utilizados. En la figura 2.23 se puede ver un grupo electrógeno común de arranque automático por corte del fluido principal sin otras alternativas de programación automática. En la figura 2.24 se puede ver un grupo electrógeno inteligente programable que se puede usar al corte del fluido o durante periodos determinados para ciertas áreas o servicios.

FIGURA 2.23. Grupo electrógeno inteligente Cummins programable diesel.

Fuente: http://cumminspower.com/www/literature/brochures/F-1335-PwrCmdStandby-en.pdf

FIGURA 2.24. Grupo electrógeno Cummins de arranque automático diesel.

Fuente: http://cumminspower.com/www/literature/brochures/F-1335-PwrCmdStandby-en.pdf

CONCLUSIONES

Para la implementación de la red diseñada en el presente trabajo es necesaria una inversión significativa en la parte financiera pero los precios son los mejores del mercado para los elementos cotizados. Se sobredimensiona para darle un margen de crecimiento a la red y ampliación de cobertura.

Todos los elementos de la red se simularon y se conoce el funcionamiento comercial de experiencias anteriores o de referencias obtenidas en la red o de otros ingenieros.

Es crítico un correcto dimensionamiento de la red a la hora de realizar las divisiones para las subredes y direcciones de hosts con el propósito de identificar cuáles son los dispositivos que se pueden utilizar.

La parte eléctrica de la red debe estar sostenida por un correcto sistema de puesta a tierra con el fin de proteger todos los equipos de posibles daños debidos a fluctuaciones de la red.

Otro de los factores críticos es el correcto diseño de la parte inalámbrica con las claves y los elementos que den soporte a los equipos que se quieren cubrir dependiendo del área y del tipo de dispositivos móviles.

El packet tracer es la mejor herramienta para la simulación de los elementos de la red y se puede soportar en elementos como Sketchup y Googlemaps para crear enlaces completamente funcionales.

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ANEXO A. SIMULACIÓN PACKET TRACER

La simulación de la red se muestra en el CD que acompaña el presente documento. En él se encuentran todos los elementos que se van a necesitar al momento de la implementación.

ANEXO B. PLANOS DE LOS EDIFICIOS Y SALONES

Todos los planos de los edificios y de cada uno de los salones de la Universidad de Villa Teresa se desarrollaron en el software Sketchup de Google y se encuentran en el CD que acompaña a este documento.