INSTITUTO ECUATORIANO DE SEGURIDAD SOCIAL

“CENTRO DE SALUD TIPO C2 MATERNO INFANTIL Y EMERGENCIA PARA LA CIUDAD DE CUENCA”

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CENTRO DE SALUD TIPO C2 MATERNO INFANTIL Y EMERGENCIA CUENCA “

MEMORIA TECNICA:

INGENIERIA ELECTRONICA

SISTEMA DE VOZ Y DATOS

ING. ALEJANDRO CASTRO C. DIRECCION NACIONAL DE INFRAESTRUCTURA Y EQUIPAMIENTO INSTITUTO ECUATORIANO DE SEGURIDAD SOCIAL

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CONTENIDO 1.

NOMBRE DEL PROYECTO ................................................................ 3

2.

UBICACIÓN ...................................................................................... 3

3.

ANTECEDENTES................................................................................. 3

4.

OBJETIVO GENERAL ......................................................................... 3

5.

OBJETIVOS ESPECIFICOS ................................................................. 4

6.

RESUMEN DE BLOQUES .................................................................... 4

7.

SISTEMA DE CABLEADO ESTRUCTURADO ...................................... 4

8.

DISEÑO DEL SISTEMA ........................................................................ 9

9.

CALCULOS EN EL SISTEMA DE CABLEADO ESTRUCTURADO ...... 15

10.

PRUEBAS DEL CABLEADO.............................................................. 25

11.

NORMAS UTILIZADAS ..................................................................... 26

12.

DIAGRAMA LOGICO UNIFILAR ..................................................... 28

13.

CERTIFICACIONES Y REQUERIMIENTOS ADICIONALES ............... 28

14.

PROGRAMACIÓN, PUESTA EN MARCHA Y CAPACITACIÓN .... 29

15.

CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES .................................... 29

16.

PLANOS DEL DISEÑO ..................................................................... 30

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1. NOMBRE DEL PROYECTO CENTRO DE SALUD TIPO C2 MATERNO INFANTIL Y EMERGENCIA PARA LA CIUDAD DE CUENCA.

2. UBICACIÓN PERTENECIENTE A LA PARROQUIA VIRACOCHABAMBA, UBICADA EN EL CANTÓN CUENCA, PROVINCIA DEL AZUAY.

3. ANTECEDENTES Se requiere efectuar la construcción de un centro de salud tipo C2 materno infantil y emergencia para la ciudad de Cuenca y en tal sentido se deben incluir los sistemas de ingeniería electrónica, entre ellos el sistema de voz y datos. El sistema de cableado estructurado constituye un requerimiento importante para que los sistemas informáticos que utiliza el Centro de Salud puedan funcionar de manera adecuada. El sistema de voz constituye una necesidad para permitir que todos los funcionarios que laboran en el Centro de Salud, puedan comunicarse de manera rápida y eficiente, para ello se ha decidido implementar un sistema de telefonía IP, el cual constituye un avance tecnológico en lo referente a comunicación de voz. El diseño del sistema de voz y datos ha tomado como base los planos arquitectónicos suministrados por los especialistas del área y que han sido debidamente aprobados.

4. OBJETIVO GENERAL Diseñar un Sistema de Voz y Datos para el Centro de Salud tipo C2.

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5. OBJETIVOS ESPECIFICOS Determinar los aspectos generales del sistema voz y datos en referencia a sus componentes y elementos de interconexión. Permitir la interconexión de las computadoras y servidores que se encuentren en la red de datos. Permitir la comunicación de voz entre los funcionarios del Centro de Salud.

6. RESUMEN DE BLOQUES NOMENCLATURA BLOQUE BL1-PB BL1-PA

BLOQUE Planta Baja Planta Alta

Tabla 1. Resumen de Bloques

7. SISTEMA DE CABLEADO ESTRUCTURADO El Sistema de cableado estructurado debe estar regido por las normas ANSI/TIA/EIA 568-B 2.1 (Commercial Building Telecommunications Cabling Standars) incluidas todas sus partes u adendums y siguiendo las consideraciones de la norma IEEE 1000 BASE Tx. De manera general, el sistema de cableado estructurado, deberá cumplir los siguientes estándares:

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•

EIA/TIA-568B.1

Commercial Building Telcommunications Wiring Standard

• • •

EIA/TIA-568B.2 EIA/TIA-568B.2-1 EIA/TIA-569A

100-ohms twisted pair cabling standard Category 6a Commercial Building Standard for Telcommunications pathways and spaces

•

EIA/TIA-606A

The Adminsitration Standard for the

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Telecommunicatios Infrastructure of Commercial Buildings •

EIA/TIA-607

Commercial Building and Bonding Requirements for Telcommunications

Con el objetivo de garantizar el buen funcionamiento del sistema de cableado estructurado, todos los componentes que intervienen en dicho sistema deberán proceder de un mismo fabricante, de tal manera que la garantía técnica sea provista directamente por el fabricante y por un período no menor a 15 años contra defectos de fabricación. Para el cableado horizontal se utilizará cable F/UTP cat. 6a LSZH. Para el tendido ductos deberá ser armado, es decir para exteriores, así como todos los elementos interconexión deberán ser de la misma categoría. Todos los elementos del sistema cableado deberán cumplir con el estándar para accesorios de circuitos comunicación UL1863.

en de de de

La acometida a los servicios de telecomunicaciones deberá ser por parte de ETAPA y lo hará a través de los ductos indicados en los planos llevando su cableado hacia el cuarto de equipos. El diseño del sistema será capaz de: • •

•

•

Asegurar la disponibilidad de la información que se use dentro del Centro de Salud. Permitir, mantener y administrar la calidad de los enlaces de voz y datos, ajustados a las normas y estándares internacionales, siendo una solución para la conectividad dentro de la red interna con Internet. Asegurar la seguridad de la información previniendo la infiltración de personal o procesos no autorizados que puedan deteriorar la calidad de la transmisión y recepción de la información, sea esta interna o externa Integrar los sistemas de voz, audio, video y datos con la misma tecnología (a través de protocolo IP).

7.1 Consistencia, flexibilidad y modularidad en crecimiento El sistema está diseñado para permitir la migración total o parcial, tomando en cuenta la distancia suficiente para soportar dicha migración, cuidando los radios

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de control máximos que se indican para el cableado horizontal, esto se encuentra incluido en el Anexo A.2 de la norma ANSI-TIA-EIA-568 C.0

7.2 Distancias máximas permitidas de Cableado Horizontal La máxima distancia de cableado horizontal debería ser de 90 metros (295 pies), independientemente del tipo de medio de transmisión que se utilice. El tamaño de los patch cords y jumpers del cross-connect, incluidos la conexión entre el cableado horizontal y el cableado de Backbone no debería exceder los 5 metros. La máxima distancia de los patch cords en el área de trabajo no debe exceder los 10 metros a menos que se utilice MUTOA. Todos estos puntos están considerados dentro de la norma ANSI-TIA-EIA 568 C.1 Capítulo 8.3 En el caso del uso de Punto de Consolidación (CP por sus siglas en inglés), debe ser uno por todo el recorrido del cableado horizontal y se debe encontrar a 15 metros desde el Cuarto de Telecomunicaciones (TR), establecido en la norma ANSI-TIA-EIA 568 C.1 Capítulo 9.3.2 El radio de curvatura interno en un conducto igual o menor de 2” será de por lo menos 6 veces mayor que el radio interno. ANSI-TIA-EIA 569 A Conductos con un diámetro de más de 2” deben tener un radio mínimo de curvatura de 10 veces su radio interior. ANSI-TIA-EIA 569 A Los conductos que llevarán fibra óptica en su interior deben tener un radio mínimo de curvatura de 10 veces su radio interior. ANSI-TIA-EIA 569 A

7.3 Estandarización de materiales, elementos de conectorización e interfaces de conexión. El diseño de este sistema indica el uso de cable F/UTP, categoría 6A con frecuencias y parámetros de transmisión de hasta 500 MHz , que se encuentra contemplado en el estándar ANSI-TIA-EIA 568 C.2 Capítulo 4.2

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El diseño contempla que todos los cables, fibras, conectores y demás elementos de cableado estructurado deben ofrecer conectividad independientemente de la marca de los equipos de hardware, detallados en los estándares ANSI-TIA-EIA 568 C.2 Capítulo 5.7 y ANSI-TIA-EIA 568 C.3 Capítulo 5 El diseño considera fibra óptica tipo OM3, con las siguientes características: 850/1250 nm Laser-Optimized 50/125 µm Multimode TIA 492AAAC, como se encuentra establecido en el estándar ANSI-TIA-EIA 568 C.3 Capítulo 4.2 Tabla 1 Las características constructivas del cable F/UTP deben ser: conductores de 22 AWG a 26 AWG, con aislamiento termoplástico LSZH, conductores sólidos o trenzados encerradas por una chaqueta termoplástica, presencia del elemento de separación entre los pares y cinta de blindaje. Como se indica en el la norma ANSITIA-EIA 568 C.0 Capítulo 5.5.1 La tensión durante el tendido del cable F/UTP, no debe sobrepasar las 25 lbf (110N), como se muestra en la norma ANSI-TIA-EIA 568 C.0 Capítulo 5.4.1 Tabla 2

7.4 Requerimientos Telecomunicaciones

para

el

Cuarto

de

Equipos

y/o

Cuarto

de

El Cuarto de Equipos y/o Cuarto de Telecomunicaciones no debería tener ventanas, como se indica en el estándar ANSI-TIA-EIA 569 B-1 Capítulo 5.7 Adicionalmente en el Cuarto de Equipos y/o Cuarto de Telecomunicaciones se deberá conservar una temperatura entre los 18°C y los 27°C, como se indica en la norma ANSI-TIA-EIA 569 B-1 Capítulo 9 Tabla 18. La humedad relativa debe estar entre el 30% y el 60%, además debe estar libre de polvo y agentes contaminantes como trozos de papel y tóner, mostrado en el Capítulo 5.8 de la norma ANSI-TIA-EIA 942-2

7.5 Administración del Cableado Horizontal La infraestructura de cableado estructurado deberá estar identificada en los siguientes elementos indicados en la norma ANSI-TIA-EIA 606-B Capítulo 5.1: • •

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Espacios de Telecomunicaciones Cabinet, rack, cerramientos, segmentos de pared, face plates

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• • • • • •

Patch Panel o bloques de terminación Posición de Patch Panel o bloques de terminación Identificación del cableado entre cabinets, racks, cerramientos o paredes en el mismo espacio Cableado Horizontal Barra principal de tierra de telecomunicaciones (TMGB) Barra de tierra de telecomunicaciones (TGB)

La forma en la cual se debe identificar todos los elementos del cableado estructurado se encuentran enumerados en los Capítulos 5, 6, 7, 8 , 9; y los Anexos A y B de la norma ANSI-TIA-EIA 606-B.

7.6 Toma de Tierra del Cableado Horizontal El diseño contempla que la barra principal de tierra de telecomunicaciones (TMGB) y la barra de tierra de telecomunicaciones (TGB) según el estándar ANSI-J-STD-607A Capítulo 5.2.5.1 y Capítulo 5.5.1.1 deberá: • • • •

Ser una barra de cobre pre-perforada, y sus agujeros deberán ajustarse a las medidas indicada por los estándares ANSI/NEMA GR 1 Ser dimensionada para los requerimientos actuales y considerar un crecimiento futuro Tener un mínimo de 6mm de espesor X 100mm de ancho; y de longitud variable Ser nacionalmente reconocida por un laboratorio de pruebas

Cada Cuarto de Equipos y Cuarto de Telecomunicaciones deberá tener una barra de tierra de telecomunicaciones (TGB)

7.7 Acceso a la red de manera inalámbrica El diseño contempla que la red inalámbrica no solape los canales para causar interferencia entre ellos, por lo tanto se debe tomar en cuenta si se hará uso de Channel Bonding, para aumentar el ancho de banda de 20 MHz a 40 MHz; tomando en cuenta que hará uso de 2 canales no solapados, y basarse en la norma IEEE 802.11n-2009 Capítulo 7.3.1.27 Tabla 7-25f. Además la red deberá tener

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capacidad de conexión según la norma 802.11ac con tecnología MIMO y antenas 3x3.

8. DISEÑO DEL SISTEMA El diseño del sistema de Voz y Datos toma en cuenta todas las normas establecidas en el capítulo anterior y buenas prácticas de diseño adaptado al presente proyecto.

8.1 Interconexión con la empresa proveedora La interconexión con la empresa proveedora de servicio, independientemente del medio o tecnología de transmisión que utilice (fibra óptica, radioenlace, satelital), deberá llegar al cuarto de telecomunicaciones que se encontrará en la planta alta del Centro de Salud, el mismo que se encuentra provisto de un stack de switches de capa 3 que gestionará la transmisión y recepción de datos entre el router del proveedor del servicio y la red interna. El proveedor debe instalar el convertidor del medio o tecnología de transmisión con el que llega a la acometida principal, a F/UTP, cuya salida tendrá el conector RJ45 a 1Gbps. Se debe asegurar por parte del proveedor un ancho de banda mínimo de 3 Mbps y la compresión utilizada será de 1:1.

8.2 Cableado Horizontal El diseño contempla lo indicado en el Capítulo 2.2; adicionalmente se debe tomar en cuenta los siguientes aspectos:

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•

El cableado horizontal sigue una topología tipo estrella, donde todas las salidas de telecomunicaciones se cablean individualmente en forma de estrella al patch panel. La topología tipo estrella facilita la administración de la red.

•

No se permiten empalmes ni puentes en los cables.

•

La tensión durante el tendido del cable F/UTP, no debe sobrepasar las 25 lbf (110N).

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•

Los patch panel serán Cat. 6A de 24 o 48 puertos tipo modular de 1UR / 2 UR. Para la conexión a los equipos activos (switchs y/o routers) se utilizarán patch cords Cat. 6A de 3 pies de longitud.

•

Se presenta la instalación de bloques de conexión y patch panels en el closet de telecomunicaciones, así como todas las partes requeridas para terminar el cableado horizontal de voz y datos.

•

Se ubicarán guías de etiquetado e identificación de todos los cables, salidas de información, bloques, racks y patch panels instalados.

La instalación del sistema, la certificación de los puntos, la entrega de resultados, capacitación en la operación y mantenimiento del sistema; y, garantía del mismo deberá realizarse por personal capacitado, certificado, y titulado en Ingeniería Electrónica.

8.3 Cableado de Backbone El Centro de Salud posee un solo cuarto de equipos y se requiere un switch adicional en la garita de ingreso debido a los puntos para el sistema de CCTV IP y el sistema de control de parqueaderos. Estos puntos superan los 90m de longitud desde el cuarto de equipos y por tal motivo se debe realizar la instalación de un enlace de datos via fibra óptica desde el cuarto de equipos hacia la garita. El enlace de fibra óptica es punto a punto y se utilizará fibra óptica multimodo de 2 hilos 50/125 µm, OM3, indoor/outdoor tipo distribución. Dos hilos de fibra óptica se utilizarán para transmisión y recepción durante la comunicación de los datos. Los dos hilos tienen que ser conectados utilizando cables terminales (pigtails) para fibra multimodo 50/125 µm con terminales LC, los cuales se empalmarán con el cable de fibra óptica utilizando métodos de fusión que garanticen pérdidas menores a 0,2dB por empalme. No se permiten empalmes mecánicos. En el lado del cuarto de equipos dicho cable irá fusionado en el respectivo ODF, mientras que en el lado de la garita el cable se fusionará utilizando rosetas ópticas. Se usará patch cords de fibra óptica tipo dúplex, multimodo 50/125 µm, de 1 y/o 3m de longitud, se conectarán los puertos de la bandeja de fibra con los puertos del transceiver.

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8.4 Distribución de Racks y Switchs La distribución de switchs quedará limitado a la distribución de Racks. El número de switchs dependerá del número de puntos de Voz, Datos, Audio y CCTV, y de los cálculos indicados en las presentes memorias técnicas de cada sistema. Se especifica que el cuarto de equipos existirán 2 racks de 42 UR, debido a la necesidad de equipos dentro de este Centro de Salud. El primer rack servirá para los equipos de la red de cableado estructurado y el segundo rack servirá para instalar los servidores y equipos activos de los servicios de red tales como NVR, Central telefónica IP, monitor para rack, etc. La distribución de racks quedará de la siguiente forma:

BLOQUE

BLOQUE

NÚMERO DE RACKS

UR

BL1-PB BL1-PA

Planta Baja Planta Alta

0 2

0 42

Tabla 2. Distribución de Racks

8.5 Topología de la red 8.5.1

Topología lógica de la red

El diseño de la topología lógica de la red queda limitada al modelo jerárquico de dos capas: •

La Capa de Acceso / Distribución es aquella donde los equipos terminales (impresoras, computadores, etc.) se conectan a la red; en esta capa es donde se divide a los usuarios y a los diferentes recursos a los cuales tienen acceso. Además es la encargada de enrutar las diferentes subredes dentro de una LAN y adicionalmente, se ocupa de poner reglas y filtros de seguridad. Esta capa se encarga de implementar muchas funciones que requieren de un alto procesamiento para que la Capa de Core no tenga inconvenientes en su procesamiento.

•

La Capa de Núcleo o Core realiza la conexión entre la LAN y redes externas; por ejemplo, una red metropolitana de un determinado ISP. Por lo general, esta

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capa solo se ocupa del reenvío de paquetes, para disminuir las latencias y el procesamiento de los equipos.

8.5.2

Topología física de la red

La topología física queda establecido como un anillo, donde los switchs de acceso se conectarán a un switch de distribución capa 3, con el objetivo de manejar calidad de servicio (QoS), dentro del Centro de Salud, el cual estará ubicado en el bloque del laboratorio de Tecnología e Idiomas (Cuarto de Equipos), y de esta manera, tener una red robusta, que pueda interactuar con las aplicaciones futuras que manejará el Ministerio de Educación a través de Cloud Computing. Adicionalmente se manejará el esquema de la conexión de la fibra óptica contempla la fusión de los 6 hilos de fibra óptica en el ODF con el objetivo de generar un esquema de respaldo con las conexiones entre los switchs.

Fig. 1 Diagrama de la Red LAN

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8.5.3

Escalabilidad del Diseño

Para el diseño de una red se considera el posible aumento de usuarios, pues la escuela está en un proceso de continuo crecimiento, por lo tanto, se considerará el número de salidas de voz y datos en un 25% superior al número actual de usuarios y equipos. Por lo cual, se dejará como mínimo dos espacios libres en cada Switch y dos URs libres mínimo en cada Rack.

8.5.4

Uso de VLANs

Se debe considerar, el uso de VLANs para personal administrativo, servidores, cámaras, accesos, audio, biométrico, laboratorios, imágenes, consultorios, wifi y telefonía. A satisfacción de fiscalización y de los requerimientos que tenga el Administrador del Centro de Salud y personal de la DNTI y DNIE.

8.6 Canalización Se proyecta que los pozos deben tener dimensiones de 60x60x75 cm., interconectados mediante tubería PVC de 4” para la conexión entre pozos. Adicionalmente se tomará en cuenta tubería de 4” para el acceso del proveedor de servicio (acometida). En la tapa se colocará la señalización “COMUNICACIONES”. Para la interconexión entre el pozo y la caja de revisión, se hará uso de manguera de polietileno, de 2”, el mismo que protegerá al cable F/UTP, en todo este trayecto. Desde la caja de revisión hacia el rack, para canalizar el cable F/UTP se debe utilizar tubería metálica EMT, de 2” con sus respectivos accesorios (uniones, conectores, cajas de paso, cajetines rectangulares profundos y abrazaderas). Toda tubería que va por mampostería o por piso debe ser empotrada. No deben existir más de 2 curvaturas de 90º o más de 30 metros de tubería sin interrupción. Si existe alguno de estos casos, entonces debe colocarse una caja de paso en dicho punto. En todos los bloques se pondrán escalerillas los cuales llevarán el cableado horizontal desde el rack hacia los puntos de voz, datos, CCTV, y todos los sistemas que puedan enviar su cableado a través de estas rutas. La escalerilla o bandeja deberá ser de mínimo 30 cm de ancho, y deberá incluir todos los accesorios para la

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conexión hacia el punto de red (conectores, tubería flex, cajas de revisión, tubería, EMT, etc.)

8.7 Proyectores y puntos HDMI Los proyectores deberán tener audio y deberán a una distancia de 1,4 metros, para que la proyección de imágenes sea la adecuada.

8.8 Monitoreo El monitoreo se lo hará en el cuarto de control donde se encuentran instalados los monitores conectados al sistema de CCTV IP (Circuito Cerrado de Televisión).

8.9 Nomenclatura Tomando en consideración lo indicado en la norma ANSI-TIA-EIA 606-B, se define el siguiente formato para la identificación de los puntos de red: .

/

.



.











.



Donde: •

Id. Bloque: Es la nomenclatura referente al bloque del Centro de Salud, establecida el párrafos anteriores.

•

Id. Rack: Indica el rack ubicado en el Centro de Salud (Una Letra).

•

Id. Patch Panel: Identificador de Patch Panel dentro del rack (Letra P + Un Número).

•

Tipo de Servicio: Define si el punto de red está establecido como Voz (V), Datos (D), Cámaras (C), Audio (A), Control de Accesos (CT).

•

Id. de Puerto: Número de puerto de Patch Panel relacionado al punto de red (Dos Números).

Ejemplo:

1/

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1. . 04 1 / “ ” –



“1”

“

”

“04”

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9. CALCULOS EN EL SISTEMA DE CABLEADO ESTRUCTURADO 9.1 Cálculos estimados de pérdida en los enlaces de fibra óptica Al tratarse de un enlace de fibra óptica cuya distancia es de 150m y cuyo valor no excede el límite de operación de la fibra óptica tipo OM3 que es de 300m, entonces no se requiere realizar cálculos para este enlace. De todas maneras dejamos sentado la metodología para realizar este cálculo en caso de que Fiscalización requiera realizarlo. Para este cálculo se considera la distancia que existe entre el rack del cuarto de equipos y la roseta óptica de la garita como punto inicial y punto final, respectivamente. La fórmula para el cálculo es la siguiente:

é

&

& & ' ( ) * & + - é .

ó - . - é



ó ( ' & ó - .

/





ó

La estimación de las pérdidas se realizarán usando la atenuación debida a la fibra óptica OM3, que es como máximo 3.5 dB/Km para fibra 850 nm y 1.5 dB/Km para fibra 1310 nm, se toma el valor estándar para fibras multimodo, dato tomado de la norma EIA/TIA 568.B-3-1, la atenuación debida al conector es menor a 0,3 dB por conector (dependerá del tipo de conector), con respecto a la pérdida por empalme se considera 0 porque no existen empalmes, a la pérdida por fusión se considera 0.2 dB por cada fusión con el conector, al margen de reparación se toma una cantidad menor a 2dB.

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F.O. OM3 λ = 850 nm

Unidad

Valores

Coeficiente atenuación

dB/Km