SUBNET INFORMÁTICA Y ELÉCTRICA EN UNA RED ESCOLAR. CASO PRÁCTICO

RESUMEN
Esta investigación se centra en la parte de la Subnet del Laboratorio de cómputo Escolar y toca aspecto del Área Local de la Organización Escolar en cuanto a la topología bus estrella que se emplea y se observa la problemática que se vive en forma cotidiana en la atenuación sobre todo del acceso a Internet y de los servicios de Red, así como la parte de la red eléctrica que en su momento a finales del siglo pasado respondió a la carga que se demandaba en ese entonces con un numero de nodos activos menor a los que se tienen actualmente y la demanda de energía ha subido por las mismas necesidades de la organización, de la misma forma las necesidades informáticas en cuanto a su demanda en el acceso a voz, datos, en multimedia, video conferencia etc. Han subido de tal forma que se tocan estos aspectos en este artículo de investigación.
Palabras clave: Subred, Red de Área Local, Atenuación, topología bus estrella, tierra física, tierra electrónica

SUMMARY
This research focuses on the part of the Subnet of School computer lab and play aspect Local Area School Organization in terms of star bus topology is used and shows the problems that we face on a daily basis in the attenuation of all Internet access and network services, as well as the electrical network at the time at the end of the last century responded to the charge that was demanded at the time with a number of active nodes is less than the currently have and demand for energy has risen by the same needs of the organization, in the same way the computing needs in their demand access to voice, data, multimedia, video conferencing etc.. Moved up so that these aspects are touched in this research paper.
Keywords: Subnet, LAN, attenuation, topology bus star, physical earth, electronic earth

Introducción

Esta investigación parte de la ejercicio profesional que realizo en forma continua al proporcionar soporte a la red LAN Escolar en sus fases alámbrica y de Wi Fi de datos y de voz   y se centra en aspectos reales fijando  en concreto el caso real que se vivía hace apenas unos cuantos meses en la Subnet (Subred)   del Laboratorio de Cómputo Escolar que es parte de  la LAN Escolar; para ello retomamos aspectos de la infraestructura  Escolar y más a detalle en cuanto a los aspectos del Laboratorio de Computo Escolar haciendo énfasis en  la atenuación a nivel de tráfico de datos en la red de Área Local de la información en multimedia y el aspecto no menos importante de la parte eléctrica  en cuanto a  sus fases neutro, carga, tierra física, eléctrica, tierra electrónica y de alimentación en  UPS y NO BREAK.

Se concluye con aspectos que se han vivido en base a la experiencia  profesional y  de servicio  de más de quince años por parte de un servidor  en el área de telecomunicaciones e Informática.

Esta investigación proporciona un enfoque sobre a todo a  los ingenieros que inician y  están involucrados con áreas de telecomunicaciones y de infraestructura eléctrica,  para que forme parte de una visión en eventos que se suscitan en forma cotidiana dentro de las organizaciones y la necesidad que se presenta en la actualización  y de aprender a aprender para actualizarse en forma continua con los avances tecnológicos.

Aspectos de Telecomunicaciones en las Redes informáticas a fines  de la  Década: de los Noventas en la  Organización Escolar

Hace apenas unos ayeres a finales de la  década de los noventas la tecnología en ambiente  e infraestructura de la Subnet  (Subred) que sustentaba la red Escolar, en cuanto a  telecomunicaciones, que en ese entonces era una  tecnología innovadora y a la vanguardia, a un que actualmente en este año de 2013 aún suele ser utilizada, y en nuestra organización en el presente año ese era el caso, hasta hace algunos pocos días se le utilizaba como base en las salas de cómputo que albergan al Laboratorio de Cómputo conformadas por los Salones A,  B y C (cada uno alberga hasta 32 equipos) e incluso la señal se  le hacía llegar al  Laboratorio de  Idiomas, donde alimentaba hasta 14 nodos activos  (para el acceso a la  red e Internet de uso interno para los profesores del área). Pero debido a la problemática se decidió  el cambio a otras tecnologías para poder brindar los servicios de acceso a Internet, así como a OPAC (Online Public Access Catalog)  libres para prácticas en el área académica sobre todo en aspectos de archivos y bibliotecas más el uso  de paquetería del de las modalidades  de las Licenciaturas que se imparten en la Organización Escolar,  pero esa problemática la abordaremos más adelante.

¿Pero realmente como se manejaba la señal y como llegaba al laboratorio en ese entonces? La respuesta a estas preguntas la abordamos de la siguiente manera… la señal llegaba vía Fibra Óptica al Laboratorio de Cómputo de la Sala de Servidores,  vía Ethernet la categoría que se manejaba era de 10 base –T, esto realmente nos indica la velocidad máxima de 10 Mbps  (Mega Bytes por segundo), fabuloso alguno diría; pero realmente en ese entonces muchos se quejaban de la lentitud  y casi dos décadas  después se volvió  fabulosamente más lento (ver Necesidad de Mayores Velocidades)

Continuando con la señal de fibra óptica esta alimentaba a un Hub  (concentrador) conocido   comercialmente como: MMAC-M8FNB (Multimedia Access Center) de Cabletron System, que cuenta con una  fuente  para su alimentación M8PS-E también de la misma compañía el Hub (concentrador), contiene  5 tarjetas del concentrador  tipo TPMIM-34 de 10   base –T, para 24 nodos activos cada una de estas tarjetas.

La fibra óptica de la sala de servidores llega al concentrador del Laboratorio de Cómputo Escolar  al Hub conformado por  la tarjeta EMM-E6 para su realimentación  y cuenta con dos puertos de comunicaciones (Com1 y Com2), para fines de ruteo y monitoreo  del tránsito de datos en la red.

Lo anterior fue la pauta que  sirvió de base para la infraestructura de la Subnet Escolar, conformada  en el Laboratorio de Cómputo Académico, que fue  en su momento la base de esta organización en la que he  cooperado como parte de mi labor profesional, en configuración de equipos a nivel de red,  configuración e instalación de internet, cableado de voz y datos para el acceso a Internet,  migración de  información, ruteo, ponchado de cables de datos y de voz, configuración de paquetería, impresoras de IP, sistemas   etc.

Pero regresando  a los inicios de  la infraestructura de Red de cómputo en ese entonces (hace casi dos décadas)  conforme a la estructura y diseño que partía  originalmente conformando al Laboratorio de Cómputo  Académico hasta formar dos  aulas de   20 computadoras interconectadas a un Hub (concentrador) y una  área de treinta equipos para la realización de trabajos y tareas, donde los alumnos realizaban sus actividades académicas, así como un   área de impresión, para la entrega de sus actividades, la cual se concibió originalmente para pasar después a tres salones de cómputo (que es como se encuentra  actualmente y contiene 30 equipos de cómputo todos activos para el acceso a Internet y  a la red) en las respectivas tres Salas de Cómputo para un total de 90 nodos activos.

En la Subnet conformada por el Laboratorio de Cómputo Escolar en  los servicios de red   y la LAN  Escolar  de la organización,  se manejó  cable  par trenzado o cable UTP Categoría 5, como parte del bus de datos y enviando la señal mediante fibra óptica,   aún que  últimamente se ha  ido migrando  en forma  paulatina a  categoría 6 (cableado UTP  o  par tranzado) para tener una mayor ventaja en el manejo de video,  aplicaciones de Teleconferencia  e incluso el manejo de telefonía  IP mediante equipos Cisco IP Phone, de los cuales se activan la red de datos en lo equipos de cómputo personales y se complementan los servicios de voz. Pero lo anterior es en la actualidad, por lo que regresando al pasado cuando se montó la  infraestructura de la Red LAN Escolar a la categoría 5, lo veremos en el siguiente apartado.

Cable UTP o Par Trenzado                   

Conforme al diseño de la Subnet  para el Laboratorio de Cómputo Académico, con respecto al concentrador MMAC-M8FNB (Multimedia Access Center) de Cabletron System y como una forma de hacer llegar la señal a través de las cinco tarjetas del concentrador TPMIM-34 de 10   base –T, para 24 nodos activos cada una de estas tarjetas  y como una forma de  maximizar el tráfico de    paquetes de comunicación se empleó el  cable par trenzado categoría 5 bajo Ethernet  10 Base T

Hace más de diez años la importancia de la transferencia de información con respecto a datos estaba más centrada en archivos de información planos (ASCII), no como actualmente  que la información se centra más en binario, o sea lo que es el manejo de la información multimedia; en si el manejo  de la información en  archivos de video, sonido, imagen, contenidos de información  y más aún   video conferencia, lo que conforma la transmisión de datos y para ello se emplea el cable UTP par trenzado Categoría 6, pero en aquellos tiempos se manejó el empleo como un estándar   de la categoría de cable UTP o par trenzado en categoría 5 en el manejo de datos.

Precisando sobre el manejo de la categoría de par tranzado  5, se maneja incluso actualmente en tramos de la LAN Escolar ya que no se ha migrado en su totalidad  a la categoría 6, pero ello  implica  tanto  en la transmisión de voz o datos, en la atenuación de la señal en la Subnet Escolar y por ende impacta al Laboratorio De Cómputo Escolar.

Con respecto al panel de parcheo que es donde confluye la distribución  del Hub y se va derivando a través de este panel de parcheo  para activar cada uno de los nodos conforme a la  topología estrella que precisamente  emana del concentrador y llegue la señal a todos los nodos activos que conforman al Laboratorio de Cómputo Escolar y se traslade  señal de datos incluso al Laboratorio de Idiomas Escolar.

Desde el panel de parcheo se enmarca un código de colores que corresponde a la categoría del estándar que se va a emplear para el ponchado y la utilización en el remate de los Plugs y el manejo de los Jacks, que se manejan en nuestra organización de 8 hilos, de los cuales se emplean  4 hilos   para datos y dos para voz, en aquel entonces; actualmente se maneja los mismos 8 hilos mediante la telefonía cisco IP Phone  pero llegan a través  de la voz, lo que se conoce como telefonía IP, y de ahí se deriva la señal de datos para el manejo de Internet pero este tema es para otra posible investigación primeramente Dios.

Precisando el cable UTP  o par trenzado se maneja para categoría 5 de forma usual en redes de área local (LAN), a una velocidad de 10 a 100 Mbps, que es la velocidad de transito de datos en la red de Área Local Escolar en Ethernet 10 Base T.

En cuanto a la transmisión de datos que se maneja  mediante un Jack en la capa física de la red,  en él  se emplean 8 hilos y conforme a su aspecto es prácticamente  un cubo  con entrada para el Plug rj45 también de 8 hilos  en forma compacta y también maneja un código de colores,  y se emplea  el estándar para  la transmisión de datos el 568A que  empezó originalmente y  que más adelante se ha  optado por ir migrando paulatinamente al estándar 568B, recordemos que en la organización Escolar se ha ido re cableando  últimamente a la categoría 6 para el manejo de datos mediante telefonía IP y acceso a datos.

El cableado rj45 de 8 hilos para la transmisión de datos una vez que se ponchan  (se fijan) mediante el estándar  568 A, de ahí una vez fijos se derivan al Jack de 8 hilos con la respectiva conexión, para que mediante el  cable de datos y  un Plug también con la consiguiente combinación de colores de la categoría 568 A, active el nodo en la NIC (Network Interface Card) que en ese entonces en la CPU, se tenía que configuran como una tarjeta de expansión con su respectivo controlador  de instalación y una vez reconocida y activada en la CPU (Central Processing Unit)  se configuraba el número de IP (Internet Protocol). Mediante el protocolo TCP /IP, así mismo la configuración  del Gateway (puerta de Enlace) los DNS (Domain Name System) este sistema de configuración de dominio se activa mediante su correspondiente número de asignación a la red LAN (permite la entrada salida de datos)  para de esta forma una vez instalados y configurado, pasemos al navegador que de la misma forma se configura y se instala con la respectiva  dirección  y correspondiente  servidor proxy,   para  de esta manera una vez habiendo realizado toda esta configuración de la parte física de la red y reconocida la NIC por la CPU se podrá felizmente   tener  acceso a datos o sea al mundo de  Internet.

El panel de parcheo (Pacth Panel de 24 puertos por nivel para 5 niveles) que se maneja es una serie para 24 nodos en cada nivel, en si maneja 24 puertos  o Jacks  en un módulo, donde  se emplean  24 nodos y en el panel de parcheo son 5 registros de 24 nodos para un total de activación de 120 nodos activos en topología estrella, que son los equipos que se emplean para las tres Salas del Laboratorio de Cómputo Escolar  y dar cobertura a el Laboratorio de  Idiomas para  ese entonces.

Una problemática que se presentó siempre en la Sub Net del Laboratorio de cómputo fue la atenuación que se daba,  recordemos que bajo la categoría 5 y con el concentrador siempre se tuvieron problemas de atenuación en la señal de datos, hasta que se inhibía  totalmente  de plano toda la señal y se tenía que recetar el Hub, para activarlo pero en ocasiones  era tanto el problema que la señal se perdía  totalmente lo que repercuta  en la catedra e incluso se presentaba los problemas que entraban uno  o dos equipos y se caía la señal en todos y cada uno de los equipos conectados a la red en Laboratorio de Cómputo Escolar  e incluso repercutía el tráfico de datos  en toda la LAN Escolar.

Remarcando la topología de red se deriva de forma común  de estrella debido al empleo del  Hub (concentrador) y de ahí  se desprende la  señal que se envía a cada uno de los nodos activos, pero la saturación  de este repercute en cada uno de los nodos por el problema de atenuación en el número de nodos  activos del Laboratorio de Cómputo y  por el empleo de la categoría 5 de UTP.

Por ende al estar manejando un Hub y canalizar la señal al panel de parcheo en cuanto a la paridad  en los Plugs y Jacks  que se manejan en la Subnet Escolar, conforme al estándar que se está empleando de  la siguiente manera en cuanto a la paridad en los respectivos pings  conforme a los siguientes colores empezando por el primero que sería   blanco naranja y así sucesivamente para el segundo hasta el  octavo en ese orden,  naranja,  blanco verde, azul, blanco azul, verde, blanco café y café finalmente esta configuración también se emplea en los Jacks y Plugs en el Panel de Parcheo para hacer posible llegar la señal de datos, acotando  la configuración como se ha ido manejando  y que se ha ido ampliando en el empleo del estándar  568 B, para un mejor manejo de la red de voz y datos en cuanto a velocidades .

Topología en la Subnet Escolar

En la infraestructura de red LAN ESCOLAR, compuesta además  por la Subnet del Laboratorio de Cómputo, que constaba  originalmente como se había estado manejando de dos salas de cómputo (donde se impartía catedra del área de las materias de automatización) que alojaban veinticuatro equipos cada uno y una área central que albergaba treinta equipos (para la realización de tareas escolares)  así  como con una área de impresión de trabajos académicos; todo ello  subdividido, más el paso de la señal  a un Laboratorio de Ingles, que albergaba hasta 14 equipos en sus mejores tiempos.

Considerando en ese entonces la topología que se empleaba y en nada a   cambiado actualmente en cuanto a la estructura en la Subnet en  ese aspecto, mediante la cual se alimenta  al laboratorio de computo, como fue diseñada     una topología  de bus estrella, y de las tarjetas del concentrador pasa la señal a cada uno de los nodos mediante un panel de parcheo para 130 nodos en forma máxima para Plugs  rj45 de 8 hilos y mediante la realimentación del concentrador y las tarjetas del concentrador  en los paneles de parcheo, permite la activación de los nodos, e  incluso daba para alimentar a  un Centro de Auto Acceso de Ingles, el cual a alojaba hasta 14 equipos de cómputo, todos interconectados a la infraestructura de red LAN-ESCOLAR gracias a la  señal del Laboratorio de Cómputo Escolar  que partía de un nodo  a un  Mini Hub 3com de  24 puertos, para alimentar los 14 nodos activos de este laboratorio y su acceso a datos

El concentrador que permitía multiplexar la señal que  se manejaba  en ese entonces, era en sí el  MMAC-M8FNB (Multimedia Access Center) de Cabletron System que es un  Centro de Acceso  de Multimedia, ello  permitía  el acceso  de la señal de Internet e Intranet en un ambiente multimedia   con los aspectos respectivos de imagen, video,  sonido e información; no solo de Internet sino también de  paquetería en particular de las materias de las  modalidades de la Licenciaturas que se imparten y permitir el acceso de la interconexión de los nodos mediante la red.

La realimentación que se hace con el panel de parcheo y las tarjetas del concentrador que se manejaban  5 tarjetas del concentrador   TPMIM-34 de 10   base –T, para 24 nodos activos en cada una de estas tarjetas. Que como indicamos, el cual toma la señal de un nodo del Hub y pasa esta señal bajo  una topología bus estrella a un Mini Hub 3 com de 24 puertos para el acceso a Internet al área del Laboratorio de Ingles Escolar (Centro de Auto Acceso de Ingles). Bien todo ello era alimentado mediante una topología estrella con el Mini Hub  a esta área de ingles.

Necesidad de Mayores Velocidades 

Atendiendo a aspectos planteados  de la problemática  que se suscitaba  sobre al acceso a Internet y sus velocidades en las que se presenta   demasiada lentitud, hasta llagar a una atenuación en la que la señal incluso repercute en el trafico de datos a la LAN Escolar.

Una vez que la señal mediante un Swich, llegaba al Hub (concentrador), donde alimentaba mediante el panel de parcheo a 90 equipos y un Laboratorio de idiomas, en su mayor auge, la problemática es que colisionaban los paquetes por la lentitud y el número de accesos, donde la velocidad se repartía en mayor velocidad en los equipos que tenían la ventaja de entrar primero en forma más rápida y el resto de los equipos iba menguando hasta atenuarse la señal e ir colisionando los equipos hasta caer, todo ello repercutía cuando las salas coincidían en clase al mismo tiempo, ya que incluso en ocasiones la Sala C, se utilizaba también para proporcionar clases y debido a tanta colisión   y al  hacer en forma constante  cuellos de botella el cual tiraban prácticamente los servicios de red del Laboratorio  de Cómputo Escolar e incluso se reflejaba los efectos en la LAN Escolar en su totalidad, que cubría hasta un máximo de 250 nodos activos.

Recordemos que aparte de la Topología Estrella que se tiene que ya de por si repercute en el número de accesos ya que se reparte la señal y en efecto se atenúa como una de las limitantes propias de esta topología, otro factor que repercute es la categoría de cable que se emplea que es  UTP nivel 5 por sus velocidades de alcance,  de ahí la conveniencia de ir migrando a la categoría 6 de par trenzado. Esto da  la pauta para ir cambiando paulatinamente aun que  aún se tienen algunos tramos todavía en categoría 5 en LAN Escolar, también ello replantea en el Laboratorio de Cómputo Escolar  el uso de otra tecnología a base de  ruteadores con efecto de Switch de datos  pero ello es tema de otra investigación.

Hub  EMM-E6 Ethernet MMMAc-M8FNB

Como se ha estado manejando sobre el concentrador  EMM-E6 Ethernet MMMAc-M8FNB que funge como un centro de Acceso Multimedia con el soporte de datos que se maneja en video, sonido , imagen e información que se accede precisamente mediante Internet,   e incluso también para formar redes internas y compartir información entre los equipos del Laboratorio de Cómputo Escolar.

Sobre la fuente de poder M8PS-E del concentrador en si es un  módulo y como tal simplemente se quita este en caso de fallos en su funcionamiento, ya que cuenta con indicadores (leds  en rojo y en verde), que indican los niveles de estado en que se encuentra la fuente de poder.

Algunos de estos indicadores  con sus respectivos leds que se habilitan según su estado en rojo o en verde: Para indicar en todo momento el estado de la fuente uno de los iniciales es el de  Power de la fuente, que nos indica de forma general si la fuente está en buenas condiciones o no; otro es el de si se presentan fallos  en los niveles de voltaje que pudieran alterar la alimentación que suministra la fuentes en forma paralela se puede manejar otro módulo de fuente de poder con ello se habilita el led  de  Redundancy; tenemos un  indicador que nos proporciona información de  si la fuente se encuentra deshabilitada por algún fallo este es Disable, también contamos con  indicadores  de los niveles de voltaje de +5 v, de -5 v, de +12 v., otro muy importante es si esta en fallo total la fuente de poder este es Power Fail, finalmente se cuenta con  un desplaye  que indica el nivel de funcionamiento de los niveles de voltaje suministrados por la fuente este es Power Level.

Cabe aclarar un aspecto básico  en los indicadores   estos si  se deshabilitan por fallo el led  se activa en rojo y  la tonalidad  en verde nos  está indicando que la fuente M8PS-E está  en buen estado.

Referente al Hub  MMAC-M8FNB (Multimedia Access Center) de Cabletron System el cual recibe las señal vía fibra óptica del Site de Servidores de la LAN Escolar,   del cual emana la señal de datos de la tarjeta del concentrador Ethernet EMM-E6 que cuenta con dos puertos de comunicaciones con fines de ruteo de la Subnet, que  precisamente transfiere la señal  a las 5 tarjetas TPMIM34 10 Base –T Ethernet y cada una de ellas cuenta para habilitar 24 nodos activos, que transfieren la señal al panel de parcheo para finalmente  proporcionar la activación de 120 nodos  precisamente que son los equipos con los cuales  se cubren los servicios para Internet, Intranet del Laboratorio de Cómputo Escolar, en la Sala A, Sala B y el área de trabajo que es la Sala C, más aún se transfería la señal de un nodo  datos a un Mini Hub 3 com para 24 puertos, para alimentar las necesidades de Internet del Laboratorio de Cómputo Escolar, el cual albergaba hasta  13 equipos.

Puntualicemos también que en la Organización Escolar con respecto a su infraestructura de red de Área Local (LAN, Local Area Network)  esta soportada precisamente por el Hub  MMAC-M8FNB Multimedia Access Center de Cabletron System, que se rige y cumple con  albergar  los  estándares de la  IEEE en su norma  802.3, y por el número de nodos activos  con los que cuenta el Laboratorio de Cómputo Escolar se diseñó  y se implemento la topología  bus estrella   que es soportada por  otro Hub MMAC-M8FNB para uso interno en la Subnet del Laboratorio Escolar de igual característica que el primero para de esta manera cubrir las necesidades de internet que se requieren para  esta área de datos y subiera además de  ancla de datos al Laboratorio  de Ingles Escolar con 13 nodos activos, todo lo anterior con la finalidad de maximizar  la señal de datos y de red empleando en su capa física de la infraestructura de red Escolar la fibra óptica  y cable par trenzado categoría 5 además de las NIC (Network Interface Card) de los equipos personales.

En el Laboratorio de  Cómputo Escolar,  se contaba con una área de impresión y una área de profesores que se habilitaba gracias a los servicios del Hub   con la finalidad de maximizar la  señal a todos los nodos activos  mediante la configuración del protocolo TCP/IP (Transmission Control Protocol/Internet Protocol)  en cuanto a los DNS (Domain Name System), numero de IP (Internet Protocol), Puerta de Enlace etc.

Consideraciones Eléctricas en la LAN  Escolar

Cabe mencionar como algo relevante  y una forma integral en la infraestructura de  informática  en lo referente a  las redes de computadoras, el aspecto eléctrico y también conforma una red,  solo que esta es eléctrica y de  alimentación a los equipos de cómputo y por ende  los aspectos que  la conforman:   tierra física, para rayos,  tierra electrónica, aspectos de UPS ó  No Break; todo ello  como parte fundamental en esta infra estructura  eléctrica.

En cuanto a nuestra organización Escolar,  referente a la acometida de luz que llega al Edificio de Investigación que es donde nos encontramos;  tiene  una capacidad de 30 KVA, un voltaje de 220 VAC, Frecuencia 60Hz con tres fases.  Se cuenta con tres  reguladores con estas características en el edificio donde esta ubicado el Laboratorio de Computo y uno de ellos precisamente alimenta a el Laboratorio de Cómputo Académico. En si estos reguladores son de la marca comercial Vogar y se les conoce comercialmente  como  Acondicionador de línea Electrónica.

Para finalizar con los reguladores como se dijo  se cuenta con tres Acondicionares de Línea Eléctrica ó reguladores eléctricos, dado que es un edificio de dos niveles y planta principal, por lo que cada uno alimenta a un nivel e incluso parte de este Acondicionador de Línea Electrónica alimenta también al Site (lugar ó sitio Informático)  donde se tienen los servidores, Swich, ruteadores etc. que configuran la LAN Escolar  del cual  se manda la señal de datos para el internet vía fibra óptica al Laboratorio de Cómputo Académico como se  manejó anteriormente. Recordemos que esta tecnología es de a  mediados de los noventas.

Actualmente se requiere para un mejor  funcionamiento como debiera ser en esta organización, la implementación de UPS por edifico y por nivel según la carga requerida para la alimentación en forma continua del edificio, como se mencionó  nosotros todavía empleamos tecnología anterior es decir del siglo pasado,  ya que estos  reguladores ó  Acondicionador de línea Electrónica  Vogar, en caso de fallo en el suministro eléctrico simplemente se apagan todos los sistemas y solamente se mantiene la carga a nivel por alrededor de quince minutos que es el respaldo de los NO BREAK  de forma individual por cada  Computadora Personal, en el edificio de investigación.

Pero abordaremos por secciones  cada aspecto de la infraestructura eléctrica en los siguientes apartados.

Tierra Física Como Aspecto Integral

Con respecto a la tierra física, una forma de detectarla en los edificios es la tierra inherente a los contactos  polarizados, que es precisamente el sistema de tierras que se conecta al   cable que  aterriza el contacto y por ende a los equipos de cómputo, ya que estos  componentes dentro del contacto lo conforman  por sus faces el neutro,  fase y  tierra que es de ahí precisamente el nombre como se le conoce comercialmente   como contacto  polarizado; que va conectado al sistema de tierras física del edificio y es de vital importancia una buena tierra física para evitar accidentes incluso mortales  y que sirvan también  de protección a los equipos de cómputo y demás dispositivos y aparatos que suelen estar en los cubículos  de profesores y salones de cómputo.

Lamentablemente en nuestra organización Escolar se han suscitado  accidentes con algunos dispositivos electrónicos como en el área de idiomas donde se quemaron tres video caseteras y tres televisiones y demás percances precisamente por no contar  con un buen sistema aislante de tierra física y una buena tierra electrónica que a propósito la abordaremos más adelante en el apartado correspondiente.

Para efectos únicamente de la tierra física de los equipos y considerando que el edificio como tal debe de contar con un sistema de tierras físicas que se implementan según la superficie  del edificio y van enterradas  ya sea  abajo o en forma lateral del edificio en las que se realizan una  serie de mallas horizontales de  material de cobre  y que estén enterradas y para tal efecto que tengan una separación según el terreno hasta de 30 metros, por lo que a dichas mallas se  conecta una varilla de cobre en forma vertical que conduzca  la tierra en forma distribuida según la maya que va a cubrir cada área del edificio al respecto. También sobre estas mayas se les puede agregar una mezcla a base  de carbón  mineral y sal de mar o bien tierras con fines eléctricos industriales.

Para la implementación del sistema de tierras  pararrayos se realiza lo mismo, cuidando la separación correspondiente  entre las mallas eléctricas para evitar que pudiera haber una realimentación con las tierras de los equipos.

Con referencia al pararrayos y por ende a todo el sistema de implementación de del sistema de tierras  se debe de cubrir   normas internacionales que al respecto no abordaremos  en esa edición; pero físicamente el pararrayos debe de constar de una punta de captación para facilitar y captar  grandes diferencias de potencial  y debe de tener un rango de  impedancia máxima, así como  contar con una bobina  de inducción para optimizar grandes descargas eléctricas; por ende   para posibilitar y ampliar el rango de protección debe de contar con un generador de iones esto maximizara los  efectos de acelerar la descarga eléctrica  y ampliar el rango de protección del pararrayos en el edificio, al ser conectado con el sistema de tierras. Esto parase complicado pero al momento de instalar  un sistema de tierras y por ende  el pararrayos  si se requiere de realizar una  investigación  en el mercado y ahondar en las especificaciones del sistema y optar por que cumplan con  normas internacionales y nacionales, para de esta manera tener un factor más de confianza para  maximizar la seguridad de las personas que laboren en los edificios y de los equipos con los que se labora y esto coadyuva incluso no solo en las organizaciones, sino también  en el hogar al implementar un sistemas de tierras físicas y con ello  minimizar los riesgos de descargas eléctricas que pueden concluir en ciniestros.

Tierra Electrónica y alimentación de UPS

Los requerimientos actuales en cuanto a demandas de energía eléctrica  también deben de cubrir  una alimentación regulada mediante UPS (de sus siglas en ingles Uninterrumptible Power Supply) para que en caso de fallos de la acometida de la compañía de Electricidad, los usuarios tengan el  tiempo suficiente para poder resguardar su información y no resulten perjudicados por la falta de energía eléctrica, además de todo lo anterior se requiere en los equipos de cómputo de la organización, los NO Break (sin cortes) que proporcionan en caso de fallos en el suministro  un breve lapso de tiempo para guardar la información  o datos correspondientes.

La acometida de la compañía de eléctrica  cubre 240 volts, que es un rango estándar que se maneja en la república mexicana.

Con respecto a la tierra electrónica se plantea  únicamente para todos los dispositivos de cómputo los cuales van a llevar contactos regulados y una tierra electrónica, esto es  se conectan al  UPS del edificio, si en efecto todos los equipos de cómputo se conectan como si fuera un solo equipo cundo este se conecta al No Break así como lo hacemos comúnmente con el equipo que trabajamos, de ahí que todos los contactos de la red eléctrica  van regulados y alimentados con un UPS, o bien se puede emplear más de un UPS  según la demanda de cargas del edificio conforme a  la infraestructura del Área Local de la Red (LAN) .

De esta forma se mantiene la energía regulada en cada uno de los contactos gracias a los UPS,  cabe aclarar que el sistema de tierras físicas del edificio es independiente al sistema de tierra electrónica, este último es diseñado para abastecer todos los equipos que fueron estimados durante el análisis  de la infraestructura de la SubNet de la organización escolar.

Una de las características principales de los UPS es que en caso de fallos de suministro de la compañía de luz, estos actúan permitiendo al usuario respaldar  información  por un tiempo que oscila alrededor de media hora según el proveedor de los UPS, en todos los equipos conectados a la red eléctrica regulada.   Recordemos que también interactúan los NO Break, que proporcionan a cada equipo personal por un lapso de quince minutos (según el proveedor) de tiempo para permitir  el respaldo de la información y que el equipo se  apague abruptamente e incluso se puede optar por una vez pasada las pruebas  de eficiencia de los UPS,  gradualmente se pueden ir eliminando el uso de los No Break.

Recordemos que dentro del sistema de los UPS, conllevan una batería ó baterías según el modelo comercial y también la salida en frecuencia y voltaje esta regulada en México y debe de cubrir la siguiente especificación para  la alimentación  de los equipos que es el voltaje de entrada a las computadoras debe de  mantener  115 VAC (Voltaje de corriente Alterna)  a una variación de más, menos    5% y cubriendo una  frecuencia a un rango  de  60 Hz de mas, menos 1% y con esa especificación  el UPS del proveedor tendría una buena respuesta de suministro para nuestra organización Escolar, que cabe aclarar que lamentablemente no se cuenta con UPS de  alimentación eléctrica  para el Laboratorio de cómputo Académico y  por ende ni el edificio de investigación de la organización..

Una nota importante las  tapas de los contactos eléctricos que emplean la alimentación regulada en cuanto a  UPS,  van de un color naranja rojizo, lo que indica que conforman parte de la red de suministro eléctrico alimentada y balanceada.

Alimentación NO BREAK

Referente a un No Break además de lo que se ha planteado sobre los UPS, este dispositivo  consta de una o más baterías y  también que fungen para darnos un margen de tiempo para  respaldar la información.

Ese margen  nos fija un límite de respuesta para un óptimo funcionamiento y una respuesta de respaldo de más o menos quince minutos (según el proveedor). Para que en ese lapso de tiempo el usuario tenga oportunidad de respaldar su información.

Recordemos que estos No Break son dispositivos para el equipo personal de las PC (de sus siglas Personal Computer) el sistema de No Break, como están implementados es para la conversión de Corriente Directa (de la pila) a corriente alterna y de un sistema que detecta cuando no hay suministro eléctrico, para que se mande una salida de 120 V más menos 5% a una frecuencia de 60 Hertz.

El suministro se reactiva y se empieza  a cargar las pilas de nuevo en cuanto se incorpore la carga eléctrica.  Además por ende de la supresión de picos que ocurren cuando los equipos no son alimentados por UPS y para estos casos en los que no se cuenta con UPS si la alimentación es muy baja o mas tenue de lo común el No Break va regulando la salida de voltaje conforme a la alimentación de 120 v. para  que el equipo no merme su funcionamiento.

Algo significativo no se deben de realimentar No Break con el uso de reguladores de voltaje comunes, ni a  la salida ni entrada el llamado output del equipo.

Conclusiones

En la actualidad la importancia de la infraestructura de la red local Escolar, para una comunidad  demandante  en cuanto a la velocidad de acceso para satisfacer la demanda académica de recursos informáticos está  vinculada  a la infraestructura eléctrica  y a los diferentes factores  de ruido, de enbobinamiento  y demás factores del medio ambiente  y aspectos de ruido por frecuencias de comunicaciones que tienen sus repercusiones en la señal de datos y de voz.

La alimentación eléctrica en sus diferentes fases de  neutro, tierra física, tierra electrónica, de alimentación regulada y de soportes ante fallos  de corriente hace una empatía conforme al acceso multimedia y transferencia de información en la SubNet del Laboratorio de Cómputo Escolar. Para disminuir los  aspectos de ruido eléctrico en forma  significativa   tiene que haber una separación entre el cableado de datos de  los nodos  y la  red eléctrica que culmina en los contactos,  dado que se manejan frecuencias eléctricas en la alimentación y en el acceso de la red de datos a diferentes niveles de voltaje,  por ende repercute atenuando la señal  en el aspecto multimedia de la información al tener acceso a Internet y a servicios de red.

Evitar la lentitud en el manejo del tráfico de datos en la red  y acceso a Internet es primordial para optimizar el acceso a la información mediante la infraestructura de la LAN Escolar y en particular de la Subnet del Laboratorio de Cómputo Escolar, esto fue parte de la problemática del Laboratorio de Cómputo Escolar, lo que hacía que frecuentemente debido a esa atenuación en la recepción de datos la señal incluso se perdiera y los servicios de red incluso se cayeran repercutiendo en los servicios de la LAN Escolar.

Uno de los factores que permite que siga la atenuación en el tráfico de datos es el manejo todavía de categoría 5 de ahí que paulatinamente se ha ido migrando  a la categoría 6 de cable UTP entre otras acciones que se han ido realizando.

Actualmente las demandas son mayores en cuanto al acceso de información debido a los formatos que se emplean de ambiente multimedia como son el manejo  y transferencia de video conferencias, video, imagen, sonido toda esta trama de información en código binario, requiere de una mejor tecnología para evitar la atenuación en la señal de datos y de voz. Así también realizar un rediseño más eficiente en la estructura de red para evitar  canalizar los servicios en forma centralizada debido a la topología en Estrella que se emplea y optar por una  topología en forma distribuida para evitar los cuellos de botella que repercuten y estandarizar el uso de cableado UTP categoría 6 en la LAN Escolar y  de esa manera eliminar definitivamente la categoría 5 de par trenzado, ya que de esta manera y con el empleo de UPS, la calidad en los servicios  de red de voz y datos se incrementara significativamente.

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Para citar este artículo puede utilizar el siguiente formato:
Reyes Alvarado, Juan Carlos: "SUBNET informática y eléctrica en una red escolar. Caso práctico" en Atlante. Cuadernos de Educación y Desarrollo, noviembre 2013, en http://atlante.eumed.net/subnet-informatica/

Atlante. Cuadernos de Educación y Desarrollo es una revista académica, editada y mantenida por el Grupo eumednet de la Universidad de Málaga.