Tecnológico de Estudios Superiores Ingeniería Mecatrónica Interfaces y Redes Industriales Unidad III: Trabajo de Investigación Redes industriales Ethernet Elaboraron: IR!"# ## de junio de $"#%
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Introducción &a co'unicación en las plantas industriales se ha hecho i'prescindible en la industria 'oderna( Muchos siste'as est)n confor'ados por e*uipos de diferentes fabricantes y funcionan en diferentes niveles de auto'ati+ación( ,ese a *ue puedan estar distanciados entre sí- a 'enudo se desea *ue trabajen de for'a coordinada para un resultado satisfactorio satisfactorio del proceso( El El objetivo principal es la co'unicación total'ente integrada en el siste'a( Esto reporta la ').i'a fle.ibilidad y per'ite integrar sin prob proble le'a 'ass prod produc ucto toss de otro otross fabr fabric ican ante tess a trav/ trav/ss de los los inte interf rfac aces es soft soft0a 0are re estand estandari+ ari+ado ados( s( Esta Esta integr integraci ación ón total total se conoc conoce e co'o co'o 1IM 21o'pu 21o'puter ter Integr Integrate ated d Manufacturing3( En los 4lti'os a5os- las aplicaciones industriales basadas en co'unicación digital se han incre'entado haciendo posible la cone.ión de sensores- actuadores y e*uipos de control en una planta de procesa'iento( 6e esta 'anera- la co'unicación entre la sala sala de cont contro roll y los los inst instru ru'e 'ent ntos os de ca'p ca'po o se ha conv conver ertitido do en real realid idad ad(( &a co'unicación digital debe integrar la infor'ación provista por los ele'entos de ca'po en el siste'a de control de procesos( En la industria coe.isten una serie de e*uipos y dispositivos dedicados al control de una ')*uina ')*uina o una parte cerrada cerrada de un proceso( proceso( Entre estos dispositivos dispositivos est)n los autó'atas progra'ables- ordenadores ordenadores de dise5o y gestión- sensoressensores- actuadores- etc( El desarrollo de las redes industriales ha establecido una for'a de unir todos estos dispositivos- au'entando el rendi'iento y proporcionando nuevas posibilidades( &as ventajas *ue se aportan con una red industrial y cuyo costo debe ser estudiado- sonentre otras- las siguientes: ● ● ● ● ●
Visualización Visualización y supervisión de todo el proceso productivo. Toma Toma de datos del proceso más rápida o instantánea. Mejora del rendimiento general de todo el proceso. Posibilidad de intercambio de datos entre sectores del proceso y entre departamentos. Programación a distancia, sin necesidad de estar a pie de fábrica.
Fig Figura ura 1 Niveles Nivel es de una u na red indu i ndustri strial. al.
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Índice 7(#( 8ntecedentes(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((9
7($( 8r*uitectura de las redes industriales((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((% 7($(#( Tipo de redes((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((! 7($($( 1o'ponentes de una red((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((( 7($(7( Topología de redes((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((( #7 7($(7(#( Red &8;(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((( #9 7($(7($( Red M8;((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((( #9 7($(7(7( Red <8;(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((#% 7(7(Especificaciones t/cnicas 21ableado- 1onectores- ;or'as est)ndares3 #% 7(9 Ele'entos constitutivos((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((#= 1onclusiones(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((# >ibliografía(((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((((#
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3.1.- ntecedentes En los a5os 9"- la instru'entación de ca'po todavía se apoyaba en se5ales de presión para la 'onitori+ación de los procesos( En los ?" se introdujo la se5al est)ndar 9$" '8 en las aplicaciones de instru'entación( 8 pesar de su /.ito- se5ales de diferentes niveles se utili+aban en dispositivos no adecuados al est)ndar- defendidos por unos u otros fabricantes( El pri'er autó'ata progra'able aparece en #?( 8 'ediados de los ="@oney0ell anuncia el pri'er siste'a de control de procesos distribuido 2611S3( En los a5os !" aparecieron los sensores inteligentes basados en 'icroprocesador- esto potenció la aparición de los buses de ca'po *ue co'unicaran los distintos dispositivos de la instalación entre sí( 6esde entonces- tal co'o ocurrió con la se5ali+ación analógica- se reali+aron grandes esfuer+os en el control de procesos para unificar tanto las co'unicaciones entre dispositivos co'o los perfiles a los *ue estos debían responder para garanti+ar el co'porta'iento estandari+ado( &os bocetos del est)ndar propuesto por el co'it/ IE1AIS8 S,%" se centraron en definir las siguientes funciones: •
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1apa física: Especifica el 'edio de trans'isión( Sería el sustituto digital de la se5al 9$" B'8C en el entorno de proceso( 1apa de enlace: Especifica co'unicación entre dispositivos de un 'is'o bus- el '/todo de acceso a este y che*uea posibles errores( 1apa de aplicación: Encargada de dar for'ato de 'ensaje a los datos- de for'a *ue sean entendibles por el dispositivo receptor y e'isor( Ta'bi/n ofrece servicios a la capa de usuario( 1apa de usuario: Dfrece a las aplicaciones finales funciones específicas de control e identificación auto')tica de dispositivos(
Sin e'bargo- ante el retraso en la salida del est)ndar- cada fabricante abogó de nuevo por i'ple'entaciones propietarias( Es el 'o'ento de IS, 2Interoperable Syste's ,roject3 y us aparece en #=F InterbusS en #!9 y 18; 2especifica capas # y $3 en #!?( ield>us oundation especificó el bus @# en #?F un a5o antes,;D especifica ,rofibus ,8( 8SInterface 2#73 surge co'o bus especiali+ado en se5ales todonada y posterior'ente intentar) 'ejorar sus prestaciones en trans'isión de datos analógicos( 6evice;ET aparece en #9( 6entro del ca'po de la auto'ati+ación de edificios aparecen >ati>US- EI> 2#"3- &on81;et 2#%3( 8sí surgieron 'ultitud de soluciones de co'unicación industrial( 8 continuación se5ala'os algunos hitos de la i'ple'entación industrial de Ethernet: •
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El est)ndar Ethernet a #" Mbps es publicado por el IEEE 2!"$(73 en #!% y r)pida'ente con*uistó el terreno de las co'unicaciones de )rea local en el entorno ofi')tico( En #7 aparecen los pri'eros con'utadores ull 6uple. y ast Ethernet 2#"" Mbps3 se estandari+a en #%( En # se publica la especificación abierta de Mod>usAT1,( Este protocolo se apoya en T1, a nivel de transporte- I, a nivel de red y Ethernet para las capas inferiores( SECRETARÍA DE EDUCACIÓN
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En 'ar+o de $""" la organi+ación de fabricantes de dispositivos 6evice;et 2D6H83 adopta el est)ndar EthernetAI,( EthernetAI, se apoya no sólo en Ethernet sino en T1,U6,AI, para las capas de red y transporte- aprovechando las ventajas de U6, para trans'isiones cortas- repetitivas y r)pidas y las de T1, para las trans'isiones largas y espor)dicas *ue re*uieren 'ayor seguridad( &a i'plantación de Ethernet co'o soporte para los protocolos de nivel superior era clara a nivel de e'presarial 2nivel ER, en la estructura de producción3 y r)pida'ente bajó al nivel de Sala de Infor'ación 2niveles MES y S18683( El salto al nivel de 1ontrol 2co'unicación entre 61Ss- autó'atas y siste'as @MI locales3 se convirtió en una realidad a 'edida *ue la electrónica de red se i'ple'entó en las unidades de control de proceso(
3.2.- r!uitectura de las redes industriales "ro#i$us El '/todo de acceso a ,RDI>US funciona por el procedi'iento ToGen ,assing con 'aestroesclavo subyacente seg4n E; %" #="- to'o $( En este '/todo se distingue entre aparatos 2estaciones3 de red activa y pasiva( El ToGen lo reciben 4nica'ente los aparatos activos acoplados al bus( Este ToGen es el derecho a e'isión *ue un aparato activo acoplado al bus trans'ite al siguiente dentro de un período de tie'po predefinido( Se identifica auto')tica'ente si ha fallado un aparato acoplado al bus o si se ha incorporado un aparato ')s( Todos los aparatos *ue integran la red deben estar configurados a id/ntica velocidad de trans'isión(
%onstrucción ,rofibus ofrece un a'plio espectro de co'ponentes de red para siste'as de trans'isión el/ctricos y ópticos( Red el/ctrica: &a red el/ctrica utili+a un cable bifilar tren+ado apantallado co'o 'edio de trans'isión( &a Interfa+ RS 9!% funciona con diferencia de tensión( ,or este 'otivo- es ')s in'une a las interferencias *ue una interfa+ de tensión o de corriente( En ,RDI>US los aparatos pertenecientes al bus est)n conectados a /ste a trav/s de un ter'inal de bus o un conectador de cone.ión a bus 2').i'o 7$ e*uipos acoplados por seg'ento3( &os distintos seg'entos se conectan a trav/s de repetidores( &a velocidad de trans'isión puede configurarse por nivel desde (? JbitsAseg hasta #(% MbitsAseg seg4n ,RDI>US para aplicaciones en 6,( Red óptica: &a red óptica de ,RDI>US- utili+a un cable de fibra óptica co'o 'edio de trans'isión( &a variante del cable de fibra óptica es in'une a las interferencias electro'agn/ticas- es apta para grandes distancias de trans'isión 2cables de fibra opcional'ente de pl)stico o vidrio3( &a velocidad de trans'isión puede configurarse por niveles desde (? JbitsAseg hasta #(% MbitsAseg( 2seg4n E; %" #="- to'o $- ,RDI>US3( SECRETARÍA DE EDUCACIÓN
&a longitud ').i'a de seg'ento en la variante óptica del ,RDI>US es independiente de la velocidad de trans'isión 2e.cepción anillos ópticos redundantes(3 &a configuración de las redes de fibra óptica se reali+a 'ediante D&Ms 2Dptical &inG Module3 con cable de fibra óptica de vidrio o de pl)stico( 1on D&Ms es posible crear una red óptica con topología lineal- en anillo o en estrella( 1on la ayuda de D&,s 2Dptical &inG ,lugs3 se puede reali+ar anillos 'onof)sicos sencillos de pl)stico( El aparato ter'inal se conecta directa'ente a D&M u D&,( &a cone.ión de aparatos ter'inales a D&, se reali+a 4nica'ente con estaciones pasivas ,RDI>US 2esclavos 6,AMS3( &os anillos ópticos pueden configurase co'o anillos 'onof)sicos 2econó'icos3 o co'o anillos bif)sicos 2superior disponibilidad de la red3( Red co'binada: Son posibles estructuras 'i.tas de red ,RDI>US el/ctrica y óptica( &a transición entre a'bos soportes se reali+a a trav/s del D&M( En la co'unicación entre los aparatos acoplados al bus no e.iste ninguna diferencia entre los *ue est)n interconectados a trav/s de un siste'a el/ctrico y lo *ue est)n a trav/s de fibra óptica( 1o'o ').i'o pueden conectarse #$= aparatos a una red ,RDI>US 2Sie'ens- 1at)logo- IJ #"- #=3(
"ro#i$us %on Industrial Et&ernet' Industrial Ethernet es un siste'a de bus- basado en IEEE !"$(7- apto para la industria( 6ise5ada para la industria- esta red se caracteri+a por: 1one.ión de siste'as de auto'ati+ación entre si y con ,1 y
Funciones &a red Industrial Ethernet funciona por el '/todo de acceso nor'ali+ado 1SM8A16 2carrier sense 'ultiple access 0ith collision detection3 en la nor'a IEEE !"$(7( Industrial ofrece una a'plia ga'a de co'ponentes de red para siste'a de trans'isión el/ctricos y ópticos( 1D;STRU11ID;
(ed El)ctrica: &a red el/ctrica e'plea co'o soporte de trans'isión la cl)sica estructura de bus con un cable tria.ial( 1on electrical linG 'odules 2E&M3 o industrial t0isted ,air 2IT,3- ofrece una a'pliación y alternativa al cableado convencional al bus para cone.iones de ter'inales( 1on la ayuda de acopladores en estrella activos pueden crearse redes radiales 2en estrella3 de bajo costo y seg4n la IEEE!"$(7(
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(ed O*tica' &a variante óptica de la red industrial puede configurarse con topología linealradial o en estrella- reali+ada con optical linG 'odules 2D&M3 o acopladores activos en estrella( Utili+a cable de fibra óptica co'o soporte de trans'isión( Es posible reali+ar configuraciones de red con un alcance de hasta 9(%J'( (ed %o+$inada: &as redes el/ctricas y ópticas pueden co'binarse( 1on ello es posible aprovechar las ventajas y posibilidades de configuración de a'bos tipos de red a trav/s de s0itches Multi&an MR !"7- ta'bi/n es posible un acopla'iento tipo <8; a la red IS6;2R6SI3( Industrial Et&ernet- puede reali+ar en paralelo aplicaciones para ;ovell ;et0orG o T1,AI, sin *ue se produ+can interferencias 'utuas( 1on las interfaces industriales Ethernet- e.iste la posibilidad de utili+ar si'ult)nea'ente en la red varios protocolos distintos( 6e esta 'anera resulta facil la trans'isión entre las 1o'unicaciones de producción y la de oficina2http:AA000(ad(sie'ens(co'(si'aticcs3(
Figura 3.2.1. (ed Industrial Et&ernet ,erar!ua/ El odelo Osi e Niveles. ase Funda+ental e 4as %o+unicaciones $iertas. Si el interca'bio de datos entre siste'as de auto'ati+ación se produce a trav/s de un buses i'portante definir el siste'a de trans'isión y el procedi'iento de acceso( 8de')sdeben definirse infor'aciones- por eje'plo- sobre el estableci'iento de las 1o'unicaciones( ,or este 'otivo- la Drgani+ación de ;or'ali+ación Internacional 2ISD3definió un 'odelo de siete niveles o capas 2ver tabla ;o($3( Este 'odelo se subdivide en dos secciones 2Sie'ens- 1at)logo- IJ #"- #=3: Drientados al transporte 2niveles #93 Drientados al usuario 2niveles %=3
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Ta$la (esu+en del +odelo ISO = ? % 9
7
$ #
;ivel de aplicación( ;ivel de presentación ;ivel de sesión
unciones de aplicaciones &ectura- escritura Transferencia de archivos( Hisuali+ación de datos( &enguaje 1o'4n(
Sincroni+ación control de 1o'unicaciones ;ivel de Estableci'ientotransporte( ter'inación co'unicación(confir'aciones ;ivel de red( 6irecciona'iento de otras redesAintercone.ión de redes( ;ivel de enlace de ,rocedi'iento de acceso datos( Trans'isión asegurada
1oordinación de la co'unicación( Trans'isión asegurada de infor'ación bruta(
;ivel físico(
1able coa.ial- tria.ial- fibra óptica
;iveles 6esignación
1aracterísticas físicas de la autori+ación de trans'isión( unción
1o'unicaciones entre redes(
1o'probación- 1R1- ToGen
1aracterísticas
Ta$la 3.2.1 +odelo ISO 3.2.1.- Ti*o de redes El t/r'ino red infor')tica hace referencia a un conjunto de e*uipos y dispositivos infor')ticos conectados entre sí- cuyo objeto es trans'itir datos para co'partir recursos e infor'ación( Si bien e.isten diversas clasificaciones de redes infor')ticas- la ')s reconocida es a*uella *ue las distingue de acuerdo a su alcance( 6e esta 'anera los tipos de redes son:
(ed e 5rea 4O%4 o 4N 2local area net0orG3( Esta red conecta e*uipos en un )rea geogr)fica li'itada- tal co'o una oficina o edificio( 6e esta 'anera se logra una cone.ión r)pida- sin inconvenientes- donde todos tienen acceso a la 'is'a infor'ación y dispositivos de 'anera sencilla( (ed e 5rea ET(O"O4ITN o N 2'etropolitan area net0orG3( Ksta alcan+a una )rea geogr)fica e*uivalente a un 'unicipio( Se caracteri+a por utili+ar una tecnología an)loga a las redes &8;- y se basa en la utili+ación de dos buses de car)cter unidireccional- independientes entre sí en lo *ue se refiere a la trans'isión de datos(
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(ed e 5rea "4I o 6N 20ide area net0orG3( Estas redes se basan en la cone.ión de e*uipos infor')ticos ubicados en un )rea geogr)fica e.tensa- por eje'plo entre distintos continentes( 8l co'prender una distancia tan grande la trans'isión de datos se reali+a a una velocidad 'enor en relación con las redes anteriores( Sin e'bargo- tienen la ventaja de trasladar una cantidad de infor'ación 'ucho 'ayor( &a cone.ión es reali+ada a trav/s de fibra óptica o sat/lites( (ed e 5rea 4ocal IN45(I% o 64N ,
Estaciones de Tra$ao.- 1uando una co'putadora se conecta a una red- la pri'era se convierte en un nodo de la 4lti'a y se puede tratar co'o una estación de trabajo o cliente( &as estaciones de trabajos pueden ser co'putadoras personales- se encargan de sus propias tareas de procesa'iento- así *ue cuanto 'ayor y ')s r)pido sea el e*uipo- 'ejor(
Tareta de red.- es un dispositivo *ue conecta el ordenador u otro e*uipo con el 'edio físico( &a tarjeta ;I1 2;et0orG Interface 1ard3 es un tipo de tarjeta de e.pansión *ue proporciona un puerto para conectar el cable de red( En ocasiones ta'bi/n es necesario conectar un transceptor ya *ue no es posible la cone.ión directa(
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(e*etidores.- Es un dispositivo electrónico *ue recibe una se5al d/bil o de bajo nivel y la retrans'ite a una potencia o nivel ')s alto- de tal 'odo *ue se puedan cubrir distancias ')s largas sin degradación o con una degradación tolerable( El t/r'ino repetidor se creó con la telegrafía y se refería a un dispositivo electro'ec)nico utili+ado para regenerar las se5ales telegr)ficas( El uso del t/r'ino ha continuado en telefonía y trans'isión de datos(
"uente o ridge.- es un e*uipo *ue une dos redes actuando sobre los protocolos de bajo nivel 2nivel de control de acceso al 'edio3( Solo el tr)fico de una red *ue va dirigido a la otra atraviesa el dispositivo- lo *ue per'ite a dividir las redes en seg'entos lógicosdescargando de tr)fico las intercone.iones( &os bridges producen las se5ales- con lo cual no se trans'ite ruido a trav/s de ellos(
7u$s.- es un dispositivo *ue per'ite centrali+ar el cableado de una red y poder a'pliarla( Esto significa *ue dicho dispositivo recibe una se5al y repite esta se5al e'iti/ndola por sus diferentes puertos( unciona repitiendo cada pa*uete de datos en cada uno de los puertos con los *ue cuentae.cepto en el *ue ha recibido el pa*uete- de for'a *ue todos los puntos tienen acceso a los datos( Ta'bi/n se encarga de enviar una se5al de cho*ue a todos los puertos si detecta una colisión- son la base para las redes de topología tipo estrella- e.isten 7 clases(
S8itc&.- Es un dispositivo digital de lógica de intercone.ión de redes de co'putadores *ue opera en la capa $ 2nivel de enlace de datos3 del 'odelo DSI( Su función es interconectar dos o ')s seg'entos de red- de 'anera si'ilar a los puentes 2bridges3- pasando datos de un seg'ento a otro de acuerdo con la dirección M81 de destino de las tra'as en la red(
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(outers.- Es un enrutador- ele'ento *ue 'arca el ca'ino ')s adecuado para la trans'isión de 'ensajes en una red co'pleta- este to'a el 'ejor ca'ino para enviar los datos dependiendo del tipo de protocolo *ue este cargado- cuenta con un procesador es el ')s robusto- tiene ')s procesadores y 'ucha ')s capacidad en sus respectivas 'e'orias-
routers.- Es un dispositivo de intercone.ión de redes de co'putadores *ue funciona co'o un bridge 2puente de red3 y co'o un enrutador( Un brouter puede ser configurado para actuar co'o bridge para parte del tr)fico de red- y co'o enrutador para el resto(
Fire8all.- Es un ele'ento de seguridad *ue filtra el tr)fico de red *ue a /l llega- con un cortafuegos se puede aislar un ordenador de todos los otros ordenadores de la red e.cepto de uno o varios *ue son los *ue nos interesa *ue puedan co'unicarse con /l(
%a$leado.- &os tipos de cableado de red ')s populares son: par tren+ado- cable coa.ial y fibra óptica- ade')s se pueden reali+ar cone.iones a trav/s de radio o 'icroondasdependiendo el tipo de red y los re*ueri'ientos de la 'is'a- velocidad y longitud se debe considerar el tipo de cable a utili+ar "ar Trenado.- 1onsiste en dos hilos de cobre tren+ado- aislados de for'a independiente y tren+ados entre sí( El par est) cubierto por una capa aislante e.terna( Entre sus principales Hentajas tene'os: Es una tecnología bien estudiada ;o re*uiere una habilidad especial para instalación &a instalación es r)pida y f)cil &a e'isión de se5ales al e.terior es 'íni'a( Dfrece alguna in'unidad frente a interferencias- 'odulación cru+ada y corrosión(
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%a$le %oa:ial.- Se co'pone de un hilo conductor de cobre envuelto por una 'alla tren+ada plana *ue hace las funciones de tierra( entre el hilo conductor y la 'alla hay una capa gruesa de 'aterial aislante- y todo el conjunto est) protegido por una cobertura e.ternaest) disponible en dos espesores: grueso y fino( El cable grueso soporta largas distancias- pero es ')s caro- el cable fino puede ser ')s pr)ctico para conectar puntos cercanos- el cable coa.ial ofrece las siguientes ventajas: Soporta co'unicaciones en banda ancha y en banda base( Es 4til para varias se5ales- incluyendo vo+- video y datos( Es una tecnología bien estudiada(
%one:ión #i$ra ó*tica.- Esta cone.ión es cara- per'ite trans'itir la infor'ación a gran velocidad e i'pide la intervención de las líneas- co'o la se5al es trans'itida a trav/s de lu+- e.isten 'uy pocas posibilidades de interferencias el/ctrica o e'isión de se5al- el cable consta de dos n4cleos ópticos- uno interno y otro e.terno- *ue refractan la lu+ de for'a distinta( &a fibra est) encapsulada en un cable protector- ofrece las siguientes ventajas: 8lta velocidad de trans'isión ;o e'ite se5ales el/ctricas o 'agn/ticas- lo cual redunda en la seguridad In'unidad frente a interferencias y 'odulación Mayor econo'ía *ue el cable coa.ial en algunas instalaciones( Soporta 'ayores distancias
cru+ada(
So#t8are.- 'En el soft0are de red se incluyen progra'as relacionados con la intercone.ión de e*uipos infor')ticos- es decir- progra'as necesarios para *ue las redes de co'putadoras funcionen( Entre otras cosas- los progra'as de red hacen posible la co'unicación entre las co'putadoras- per'iten co'partir recursos 2soft0are y hard0are3 y ayudan a controlar la seguridad de dichos recursos(
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Siste+a o*erativo de red .- 6espu/s de cu'plir todos los re*ueri'ientos de hard0are para instalar una RE6- se necesita instalar un siste'a operativo de red 2;et0orG Dperating Syste'- ;DS3- *ue ad'inistre y coordine todas las operaciones de dicha red( &os siste'as operativos de red tienen una gran variedad de for'as y ta'a5os- debido a *ue cada organi+ación *ue los e'plea tiene diferentes necesidades( 8lgunos siste'as operativos se co'portan e.celente'ente en redes pe*ue5as- así co'o otros se especiali+an en conectar 'uchas redes pe*ue5as en )reas bastante a'plias( 3.2.3.- To*ologa de redes us' Un 4nico cable interconecta todos los e*uipos( Hentajas: >arato- fle.ible- f)cil de cablear- el fallo de una estación no provoca fallos en la red( 6esventajas: &a rotura del cable afecta a todos los usuarios- lí'ites de longitud del cable- y del n4'ero de usuarios- difícil de locali+ar fallas- al a5adir usuarios baja considerable'ente el rendi'iento de la red(
Figura 3.2.3.1 %one:ión us nillo' 1ada e*uipo se conecta con otros dos( Hentajas: Igual acceso para todos los e*uipos- a5adir usuarios no afecta e.cesiva'ente( 6esventajas: Un fallo del cable afecta a 'uchos usuarios- cone.ionado y cableado costosodifícil a5adir e*uipos(
Figura 3.2.3.2 %one:ión anillo. Estrella: Todos los nodos est)n conectados a un nodo central( Hentajas: )cil a5adir nuevas estaciones- el 'anejo y 'onitori+ación de la red esta centrali+ado- la rotura de un cable solo afecta a un usuario( 6esventajas: Mucho cableado- si falla el co'putador central se inutili+a la red(
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3.2.3.1.- (ed 4N (ed de ;rea local o 4N 2&ocal 8rea ;et0orG3 .- se deno'ina así a las redes for'adas por un n4'ero de e*uipos dentro de una +ona li'itada( Su aplicación ')s usual es la intercone.ión de ordenadores personales *ue co'parten infor'ación- recursos y soft0are( &as &8; per'iten reali+ar procesos distribuidos repartiendo las tareas en distintos nodoscentrali+ando la infor'ación y facilitando la gestión de los recursos( Se utili+an en oficinasinstituciones- f)bricas- etc(
Figura 3.2.3.1. (ed 4N
3.2.3.2.- (ed N (ed de ;rea +etro*olitana o N 2Metropolitan 8rea ;et0orG3( son redes ')s e.tensas *ue las &8;( ,roporciona capacidad de integración de '4ltiples servicios 'ediante la trans'isión de infor'ación 2datos- vo+- vídeo3 sobre 'edios de trans'isión de alta velocidad tales co'o fibra óptica y par tren+ado( Sus 'ayores ventajas son *ue posibilitan la co'unicación de las &8; y *ue pueden utili+ar tecnología
Figura 3.2.3.2. (ed N
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3.2.3.3.- (ed 6N (ed e:tendida o 6N 2
Figura 3.2.3.3. (ed 6N
3.3.-Es*eci#icaciones t)cnicas ,%a$leado< %onectores< Nor+as est;ndares/ %a$leado Estructurado. Es
un Siste'a de 1ableado dise5ado en una jerar*uía lógica *ue adapta todo el cableado e.istente- y el futuro- en un 4nico siste'a( Un siste'a de cableado estructurado e.ige una topología en estrella- *ue per'ite una ad'inistración sencilla y una capacidad de creci'iento fle.ible( Entre las características generales de un siste'a de cableado estructurado destacan las siguientes: &a configuración de nuevos puestos se reali+a hacia el e.terior desde un nodo central- sin necesidad de variar el resto de los puestos( Sólo se configuran las cone.iones del enlace particular( &a locali+ación y corrección de averías se si'plifica ya *ue los proble'as se pueden detectar a nivel centrali+ado( Mediante una topología física en estrella se hace posible configurar distintas topologías lógicas tanto en bus co'o en anillo- si'ple'ente reconfigurando centrali+ada'ente las cone.iones( Una solución de cableado estructurado se divide en una serie de subsiste'as( 1ada subsiste'a tiene una variedad de cables y productos dise5ados para proporcionar una solución adecuada para cada caso( &os distintos ele'entos *ue lo co'ponen son los siguientes: SECRETARÍA DE EDUCACIÓN
Repartidor de 1a'pus 216F Campus Distributor 3 1able de distribución 2 Backbone 3 de 1a'pus Repartidor ,rincipal o del Edificio 2>6F Building Distributor 3 1able de distribución 2 Backbone 3 de Edificio Subrepartidor de ,lanta 26F Floor Distributor 3 1able @ori+ontal ,unto de Transición opcional 2T,F Transition Point 3 To'a ofi')tica 2TD3 ,unto de acceso o cone.ión &a siguiente figura 'uestra una distribución típica de los distintos ele'entos(
Un siste'a de cableado estructurado se puede dividir en cuatro Subsiste'as b)sicos( • • • •
Subsiste'a de 8d'inistración Subsiste'a de 6istribución de 1a'pus Subsiste'a 6istribución de Edificio Subsiste'a de 1ableado @ori+ontal
&os tres 4lti'os subsiste'as est)n for'ados por: Medio de trans'isión Ter'inación 'ec)nica del 'edio de trans'isión- regletas- paneles o to'as 1ables de intercone.ión o cables puente( &os dos subsiste'as de distribución y en el de cableado hori+ontal se interconectan 'ediante cables de intercone.ión y puentes de for'a *ue el siste'a de cableado pueda soportar diferentes topologías co'o bus- estrella y anillo- reali+)ndose estas configuraciones a nivel de subrepartidor de cada planta( SECRETARÍA DE EDUCACIÓN
Nor+as = Est;ndares Una entidad *ue co'pila y ar'oni+a diversos est)ndares de teleco'unicaciones es la >uilding Industry 1onsulting Service International 2>i1Si3( El Teleco''unications 6istribution Methods Manual 2T6MM3 de >i1Si establece guías por'enori+adas *ue deben ser to'adas en cuenta para el dise5o adecuado de un siste'a de cableado estructurado( El 1abling Installation Manual establece las guías t/cnicas- de acuerdo a est)ndares- para la instalación física de un siste'a de cableado estructurado( El Instituto 8'ericano ;acional de Est)ndares- la 8sociación de Industrias de Teleco'unicaciones y la 8sociación de Industrias Electrónicas 28;SIATI8AEI83 publican conjunta'ente est)ndares para la 'anufactura- instalación y rendi'iento de e*uipo y siste'as de teleco'unicaciones y electrónico( 1inco de estos est)ndares de 8;SIATI8AEI8 definen cableado de teleco'unicaciones en edificios( 1ada est)ndar cubre un parte específica del cableado del edificio( &os est)ndares establecen el cable- hard0are- e*uipodise5o y pr)cticas de instalación re*ueridas( 1ada est)ndar 8;SIATI8AEI8 'enciona est)ndares relacionados y otros 'ateriales de referencia( &a 'ayoría de los est)ndares incluyen secciones *ue definen t/r'inos i'portantesacróni'os y sí'bolos(&os cinco est)ndares principales de 8;SIATI8AEI8 *ue gobiernan el cableado de teleco'unicaciones en edificios son: Est)ndar de 1ableado de Teleco'unicaciones en Edificios 8;SIATI8AEI8%?!8 1o'erciales 8;SIATI8AEI8%?
Est)ndar para 6uctos y Espacios de Teleco'unicaciones en Edificios 1o'erciales
8;SIATI8AEI8%="
Est)ndar de 8la'brado de Teleco'unicaciones Residencial y 1o'ercial &iviano
8;SIATI8AEI8?"?
Est)ndar de 8d'inistración para la Teleco'unicaciones de Edificios 1o'erciales
8;SIATI8AEI8?"=
Re*ueri'ientos para Teleco'unicaciones de ,uesta a Tierra y ,uenteado de Edificios 1o'erciales
Infraestructura
de
3.>- Ele+entos constitutivos 1o'o he'os establecido- la parte física del ordenador se deno'ina @8R6<8RE y la parte lógica SDT<8RE( &a parte física o &ard8are- for'ada por: SECRETARÍA DE EDUCACIÓN
• • • •
Unidad 1entral de ,roceso Unidades de 'e'oria au.iliar Unidades de entrada Unidades de salida
&a parte lógica o so#t8are est) for'ada por: • •
Siste'a Dperativo 8plicaciones
,ara reali+ar sus funciones correcta'ente- el ordenador debe disponer de recursos para al'acenar la infor'ación 'ientras /sta es elaborada- 'e'oria- y asi'is'o de los dispositivos *ue per'itan tanto su introducción- co'o ofrecerla- ya elaborada- a los usuarios( Estos 4lti'os dispositivos reciben el no'bre de perif/ricos( >)sica'ente un ordenador se co'pone de:
?nidad de Entrada' ,er'iten la introducción de infor'ación en el ordenador( E.isten dos tipos de dispositivosa*uellos *ue convierten los datos en un for'ato capa+ de ser interpretado por el ordenador co'o el teclado y los *ue per'iten su entrada directa co'o el esc)ner- lectores de tarjetas o códigos de barras o la pantalla t)ctil( ?nidad de l+acena+iento o e+oria. 6ispositivos donde se al'acenan los datos y los progra'as para procesarlos( E.isten dos tipos: Me'oria ,rincipal- constituida por circuitos integrados y *ue a su ve+ se subdivide en R8M y RDMF y la Me'oria Secundaria- donde se al'acenan otros datos *ue no tienen cabida en la principal- la constituyen los 6iscos duros 2@63- 16RDM- dis*uetes 263Unidades de cinta- etc( ?nidad rit+)tico@4ógica Es la parte encargada de procesar los datos- se conoce ta'bi/n co'o 8&U 28rith'etic &ogic Unit3( &as operaciones *ue reali+a son de tipo arit'/tico: su'a- resta- 'ultiplicación y divisiónF y de tipo lógico: igual- 'ayor *ue o 'enor *ue( ?nidad de %ontrol 6irige la ejecución del progra'a y controla tanto el 'ovi'iento entre 'e'oria y 8&U- co'o las se5ales *ue circulan entre la 1,U y los ,erif/ricos( ?nidad de Salida ,resentan al usuario los datos ya elaborados *ue se encuentran en la 'e'oria del ordenador- los ')s habituales son la pantalla y la i'presora( &a Unidad de 1ontrol con la Unidad 8rit'/ticoA&ógica y la Me'oria ,rincipal for'an la Unidad 1entral de ,rocesos 21,U3- es decir el Drdenador( &as Unidades de Entrada y de Salida son los deno'inados ,erif/ricos (
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%onclusiones &as redes de co'unicación industrial- per'iten conocer todo lo referente a un proceso industrial a trav/s de las variables funda'entales 'edidas por instru'entos instalados en ca'po- per'itiendo a la gerencia saber có'o est) funcionando su e'presa( 8de')s otro aspecto funda'ental es *ue per'ite controlar a grandes distancia la planta( ,ara reali+ar el control y poder integrar cada uno de los instru'entos de ca'po es necesario tener un est)ndar para *ue puedan ellos co'unicarse( ,rofibus- basada en el est)ndar de la iel>us- per'ite acoplar diferentes e*uipos de 'arcas distintas( ,uede for'ar diferente topología 2estrella- bus lineal o toGen3 y sie'pre con ar*uitectura abierta( El uso de ethernet ha contribuido a integrar los avances en 'ateria de instru'entación en el control de procesos- con las tecnologías de la infor'ación 2IT3- y ha sacado a las industrias de un virtual aisla'iento( Lracias a esto es posible acceder a los datos yAo reali+ar el control de una planta *ue se encuentra en otra parte del 'undo El desarrollo a futuro de ethernet va de la 'ano con los desarrollos *ue se hagan en 'ateria de infor'ación- lo cual le da ventaja con respecto a otras soluciones i'ple'entadas(
i$liogra#a http:AA000('onografias(co'Atrabajospdf$AethernetAethernet(pdf Ed0uis Ro'ero- Ingeniero de Siste'as- graduado el $#A"=A= en la U;E,D- HR &uis 1aballero Mejias( TSU( en El/ctricidad en el a5o de ## en la U;E,D- HR &uis 1aballero Mejias( Trabajo en Tecnoconsult Ingenieros- para el ,royecto Minera &o'a de ;i*uel( http:AAele'entosderedadp*(blogspot('.A$"#$A#"Aprincipalesco'ponentesdeunared(ht'l http:AA000('onografias(co'Atrabajospdf$AethernetAethernet(p
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SECRETARÍA DE EDUCACIÓN SUBSECRETARÍA DE EDUCACIÓN MEDIA SUPERIOR Y SUPERIOR TECNOLÓGICO DE ESTUDIOS SUPERIORES DE JOCOTITLÁN CARRETERA TOLUCA-ATLACOMULCO KM. 44.8, EJIDO DE SAN JUAN Y SAN AGUSTÍN. JOCOTITLÁN, ESTADO DE MÉXICO, C.P. 5! TELS" #$!$%&$%'$'$', $%'$'48, (AX" $%$$$' )*+%./0*1/2.3*.12/67*90/2.:1 ;;;./0*1/2<*.3*.12
FO-TESJo-029
