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INF – 273 (TELEMÁTICA) GRUPO 11
MEDIOS DE TRANSMISIÓN
CABLE COAXIAL
Un cable coaxial consta de un núcleo de hilo de cobre rodeado por un aislante, un apantallamiento de metal trenzado y una cubierta externa.
El apantallamiento tiene que ver con el trenzado o malla de metal (u otro material) que rodea los cables.
El apantallamiento protege los datos que se transmiten, absorbiendo el ruido, de forma que no pasa por el cable y no existe distorsión de datos. Al cable que contiene una lámina aislante y una capa de apantallamiento de metal trenzado se le llama cable apantallado doble. Para grandes interferencias, existe el apantallamiento cuádruple. Este apantallamiento consiste en dos láminas aislantes, y dos capas de apantallamiento de metal trenzado.
Cable coaxial RG-59.A: Cubierta protectora de plásticoB: Malla de cobreC: AislanteD: Núcleo de cobre
El núcleo de un cable coaxial transporta señales electrónicas que forman la información.
El cable coaxial es más resistente a interferencias y atenuación que el cable de par trenzado, por esto hubo un tiempo que fue el más usado.
La característica principal de la familia RG-58 es el núcleo central de cobre. Tipos:
RG-58/U: Núcleo de cobre sólido. RG-58 A/U: Núcleo de hilos trenzados. RG-59: Transmisión en banda ancha (TV). RG-6: Mayor diámetro que el RG-59 y considerado para frecuencias más altas que este,
pero también utilizado para transmisiones de banda ancha. RG-62: Redes ARCnet.
Existen múltiples tipos de cable coaxial, cada uno con un diámetro e impedancia diferentes. El cable coaxial no es habitualmente afectado por interferencias externas, y es capaz de
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lograr altas velocidades de transmisión en largas distancias. Por esa razón, se utiliza en redes de comunicación de banda ancha (cable de televisión) y cables de banda base (Ethernet).
El tipo de cable que se debe utilizar depende de la ubicación del cable. Los cables coaxiales pueden ser de dos tipos:
El cloruro de polivinilo (PVC)
Es un tipo de plástico utilizado para construir el aislante y la cubierta protectora del cable en la mayoría de los tipos de cable coaxial. El cable coaxial de PVC es flexible y se puede instalar fácilmente en cualquier lugar. Sin embargo, cuando se quema, desprende gases tóxicos
Plenum
El plenum contiene materiales especiales en su aislamiento y en una clavija del cable. Estos materiales son resistentes al fuego y producen una mínima cantidad de humo; esto reduce los humos tóxicos. Sin embargo, el cableado plenum es más caro y menos flexible que el PVC
Aplicaciones tecnológicas
Se puede encontrar un cable coaxial:
entre la antena y el televisor en las redes urbanas de televisión por cable (CATV) e Internet
entre un emisor y su antena de emisión (equipos de radioaficionados)
en las líneas de distribución de señal de vídeo (se suele usar el RG-59)
en las redes de transmisión de datos como Ethernet en sus antiguas versiones
en las redes telefónicas interurbanas y en los cables submarinos
Antes de la utilización masiva de la fibra óptica en las redes de telecomunicaciones, tanto terrestres como submarinas, el cable coaxial era ampliamente utilizado en sistemas de transmisión de telefonía analógica.
VENTAJAS:
Son diseñados principal mente para las comunicaciones de datos, pero pueden acomodar aplicaciones de voz pero no en tiempo real.
Tiene un bajo costo y es simple de instalar y bifurcar
Banda nacha con una capacidad de 10 mb/sg.
Tiene un alcance de 1-10kms
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DESVENTAJAS
Transmite una señal simple en HDX (half duplex) No hay modelación de frecuencias
Este es un medio pasivo donde la energía es provista por las estaciones del usuario.
Hace uso de contactos especiales para la conexión física.
Se usa una topología de bus, árbol y raramente es en anillo.
Ofrece poca inmunidad a los ruidos, puede mejorarse con filtros.
El ancho de banda puede trasportar solamente un 40 % de el total de su carga para permanecer estable.
CABLE COAXIAL (BANDA ANCHA)
VENTAJAS:
Es el mismo tipo de cable que se utiliza en las redes de Tv. por cable (catv) Es posible transmitir voz, datos y video simultáneamente.
Todas las señales son HDX, pero usando 2 canales se obtiene una señal FDX.
Se usan amplificadores y no repetidoras
Se considera un medio activo, ya que la energía se obtiene de los componentes de soporte de la red y no de las estaciones del usuario conectado.
CABLE COAXIAL (BANDA ANCHA)
DESVENTAJAS:
Su costo es relativamente caro, se necesitan moduladores es cada estación de usuarios, lo que aumenta su costo y limita su velocidad de transmisión.
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UTP PAR TRENZADO
Estructura del cable
Este tipo de cable, está formado por el conductor interno el cual está aislado por una capa de polietileno coloreado. Debajo de este aislante existe otra capa de aislante de polietileno la cual evita la corrosión del cable debido a que tiene una sustancia antioxidante.
Normalmente este cable se utiliza por pares o grupos de pares, no por unidades, conocido como cable multipar.
Los colores del aislante están estandarizados, en el caso del multipar de cuatro pares (ocho cables), y son los siguientes:
1. Blanco-Naranja2. Naranja3. Blanco-Verde4. Verde5. Blanco-Azul6. Azul7. Blanco-Marrón8. Marrón
Tipos de conexión
Los cables UTP forman los segmentos de Ethernet y pueden ser cables rectos o cables cruzados dependiendo de su utilización.
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1.- Cable recto (pin a pin)
Estos cables conectan un concentrador a un nodo de red (Hub, Nodo). Cada extremo debe seguir la misma norma (EIA/TIA 568A o 568B) de configuracion. La razón es que el concentrador es el que realiza el cruce de la señal.
2.- Cable cruzado (cross-over)
Este tipo de cable se utiliza cuando se conectan elementos del mismo tipo, dos enrutadores, dos concentradores… También se utiliza cuando conectamos 2 ordenadores directamente, sin que haya enrutadores o algún elemento de por medio. Para hacer un cable cruzado se usará una de las normas en uno de los extremos del cable y la otra norma en el otro extremo
CATEGORÍAS
Dependiendo de la velocidad de transmisión ha sido dividida en diferentes categorías:
Categoría 1: Hilo telefónico trenzado de calidad de voz no adecuado para las transmisiones de datos. Las características de transmisión del medio están especificadas hasta una frecuencia superior a 1MHz.
Categoría 2: Cable par trenzado sin apantallar. Las características de transmisión del medio están especificadas hasta una frecuencia superior de 4 MHz. Este cable consta de 4 pares trenzados de hilo de cobre.
Categoría 3: Velocidad de transmisión típica de 10 Mbps para Ethernet. Con este tipo de cables se implementa las redes Ethernet 10BaseT. Las características de transmisión del medio están especificadas hasta una frecuencia superior de 16 MHz. Este cable consta de cuatro pares trenzados de hilo de cobre con tres entrelazados por pie.
Categoría 4: La velocidad de transmisión llega hasta 20 Mbps. Las características de transmisión del medio están especificadas hasta una frecuencia superior de 20 MHz. Este cable consta de 4 pares trenzados de hilo de cobre.
Categoría 5: Es una mejora de la categoría 4, puede transmitir datos hasta 100Mbps y las características de transmisión del medio están especificadas hasta una frecuencia superior de 100 MHz. Este cable consta de cuatro pares trenzados de hilo de cobre.
Categoría 6: Es una mejora de la categoría anterior, puede transmitir datos hasta 1Gbps y las características de transmisión del medio están especificadas hasta una frecuencia superior a 250 MHz.
Categoría 7. Es una mejora de la categoría 6, puede transmitir datos hasta 10 Gbps y las características de transmisión del medio están especificadas hasta una frecuencia superior a 600 MHz
VENTAJAS Y DESVENTAJAS
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Ventajas:
Bajo costo en su contratación. Alto número de estaciones de trabajo por segmento.
Facilidad para el rendimiento y la solución de problemas.
Puede estar previamente cableado en un lugar o en cualquier parte.
Desventajas:
Altas tasas de error a altas velocidades. Ancho de banda limitado.
Baja inmunidad al ruido.
Baja inmunidad al efecto crosstalk.
Alto coste de los equipos.
Distancia limitada (100 metros por segmento).
FIBRA ÓPTICA
La fibra óptica es capaz de conducir rayos ópticos (señales en base a la transmisión de luz); posee capacidades de transmisión enormes, del orden de miles de millones de bits por segundo.
Fabricadas a alta temperatura con base en silicio, su proceso de elaboración es controlado por medio de computadoras, para permitir que el índice de refracción de su núcleo, que es la guía de la onda luminosa, sea uniforme y evite las desviaciones.
Las fibras ópticas no conducen señales eléctricas por lo tanto son ideales para incorporarse en cables sin ningún componente conductivo y pueden usarse en condiciones peligrosas de alta tensión. Tienen la capacidad de tolerar altas diferencias de potencial sin ningún circuito adicional de protección y no hay problemas debido a los cortos circuitos Tienen un gran ancho de banda, que puede ser utilizado para incrementar la capacidad de transmisión con el fin de reducir el costo por canal; de esta forma es considerable el ahorro en volumen en relación con los cables de cobre.
Con un cable de seis fibras se puede transportar la señal de más de cinco mil canales o líneas principales, mientras que se requiere de 10,000 pares de cable de cobre convencional para brindar servicio a ese mismo número de usuarios, con la desventaja que este último medio ocupa un gran espacio en los ductos y requiere de grandes volúmenes de material, lo que también eleva los costos.
Comparado con el sistema convencional de cables de cobre donde la atenuación de sus señas, ( decremento o reducción de la onda o frecuencia ) es de tal magnitud que requieren de repetidores cada dos kilómetros para regenerar la transmisión, en el sistema de fibra
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óptica se pueden instalar tramos de hasta 70 Km. sin que halla necesidad de recurrir a repetidores, lo que también hace más económico y de fácil mantenimiento este material.
CARACTERISTICAS
La capacidad de transmisión de información que tiene una fibra óptica depende de tres características fundamentales:
a) Del diseño geométrico de la fibra. b) De las propiedades de los materiales empleados en su elaboración. (diseño óptico) c) De la anchura espectral de la fuente de luz utilizada. Cuanto mayor sea esta anchura, menor será la capacidad de transmisión de información de esa fibra.
Presenta dimensiones más reducidas que los medios preexistentes. Un cable de 10 fibras tiene un diámetro aproximado de 8 o 10 mm. y proporciona la misma o más información que un coaxial de 10 tubos.
El peso del cable de fibras ópticas es muy inferior al de los cables metálicos, redundando en su facilidad de instalación.
El sílice tiene un amplio margen de funcionamiento en lo referente a temperatura, pues funde a 600 ºC. La fibra óptica presenta un funcionamiento uniforme desde -550 ºC a +125 ºC sin degradación de sus características.
La Fibra Óptica por sí sola, no posee características como la resistencia y la tracción adecuada para su utilización directa. Por otra parte, en la mayoría de los casos las instalaciones se encuentran a la intemperie o en ambientes agresivos que pueden afectar al núcleo.
TIPOS DE FIBRA OPTICA
Fibra Monomodo
Potencialmente, esta es la fibra que ofrece la mayor capacidad de transporte de información. Tiene una banda de paso del orden de los 100 GHz/km. Los mayores flujos se consiguen con esta fibra, pero también es la más compleja de implantar, construir y manipular. El dibujo muestra que sólo pueden ser transmitidos los rayos que tienen una trayectoria que sigue el eje de la fibra, por lo que se ha ganado el nombre de "monomodo" (modo de propagación, o camino del haz luminoso, único ).
Fibra Multimodo de Índice Gradiante Gradual
Las fibras multimodo de índice de gradiente gradual tienen una banda de paso que llega hasta los 500MHz por kilómetro. Su principio se basa en que el índice de refracción en el interior del núcleo no es único y decrece cuando se desplaza del núcleo hacia la cubierta.
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Los rayos luminosos se encuentran enfocados hacia el eje de la fibra, como se puede ver en el dibujo. Estas fibras permiten reducir la dispersión entre los diferentes modos de propagación a través del núcleo de la fibra.
Fibra Multimodo de índice escalonado
Las fibras multimodo de índice escalonado están fabricadas a base de vidrio, con una atenuación de 30 dB/km, o plástico, con una atenuación de 100 dB/km. Tienen una banda de paso que llega hasta los 40 MHz por kilómetro. En estas fibras, el núcleo está constituido por un material uniforme cuyo índice de refracción es claramente superior al de la cubierta que lo rodea.
En este tipo de fibra viajan varios rayos ópticos, reflejándose a diferentes ángulos, como se muestra en la figura.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS
Ventajas
- Fácil de instalar.- Transmisión de datos a alta velocidad.- Conexión directa de centrales a empresas.- Gran ancho de banda.- El cable fibra óptica, al ser muy delgado y flexible es mucho más ligero y ocupa menos espacio que el cable coaxial y el cable par trenzado.
- Acceso ilimitado y continuo las 24 horas del día, sin congestiones.
- La fibra óptica hace posible navegar por Internet, a una velocidad de 2 millones de bps, impensable en el sistema convencional, en el que la mayoría de usuarios se conecta a 28.000 0 33.600 bps.
- Video y sonido en tiempo real.
- La materia prima para fabricarla es abundante en la naturaleza.
- Compatibilidad con la tecnología digital.
- Gran seguridad. La intrusión en una fibra óptica es fácilmente detectable, por el debilitamiento de la energía luminosa en recepción, además no radia nada, lo que es particularmente interesante para aplicaciones que requieren alto grado de confidencialidad.
- Resistencia al calor, frío y a la corrosión.
- Se pueden agrupar varios cables de fibra óptica y crear una manguera que transporte grandes cantidades de tráfico, de forma inmune a las interferencias.
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- Insensibilidad a la interferencia electromagnética, como ocurre cuando un alambre telefónico pierde parte de su señal.
Desventajas
- Sólo pueden suscribirse las personas que viven en las zonas de la ciudad por las cuales ya este instalada la red de fibra óptica.- El costo es alto en la conexión de fibra óptica, la empresas no cobran por tiempo de utilización, sino por cantidad de información transferida al computador que se mide en megabytes.- El costo de instalación es elevado.- El costo relativamente alto en comparación con los otros tipos de cable.- Fragilidad de las fibras.- Los diminutos núcleos de los cables deben alinearse con extrema precisión al momento de empalmar, para evitar una excesiva pérdida de señal.- Dificultad de reparar un cable de fibra roto.- La especialización del personal encargado de realizar las soldaduras y empalmes.
WIRELESS
Se denomina Wireless a las comunicaciones inalámbricas, en las que se utilizan modulación de ondas electromagnéticas, radiaciones o medios ópticos. Estás se propagan por el espacio vacío sin medio físico que comunique cada uno de los extremos de la transmisión.
¿Que ventajas tiene Wireless frente al cable?.Principalmente que permite conectarnos libremente sin estar atados a un cable, lo que permite más movilidad y la posibilidad de conectarse muchas personas sin el problema que puede presentar el cable al tener que cablearse físicamente para conectar puntos.
pero no todo son ventajas, existen desventajas como podría ser la seguridad de las conexiones y precio, por suerte cada vez los productos vienen con más medidas de seguridad y más baratos.
Otro de los problemas que presenta este tipo de redes es que actualmente (a nivel de red local) no alcanzan la velocidad que obtienen las redes de datos cableadas. Además, en relación con el apartado de seguridad, el tener que cifrar toda la información, supone que gran parte de la información que se transmite, sea de control y no de información útil para los usuarios, por lo que incluso se reduce la velocidad de transimisión de datos útiles.
HUB
Un concentrador o hub es un dispositivo que permite centralizar el cableado de una red y poder ampliarla. Esto significa que dicho dispositivo recibe una señal y repite esta señal emitiéndola por sus diferentes puertos.
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Un concentrador funciona repitiendo cada paquete de datos en cada uno de los puertos con los que cuenta, excepto en el que ha recibido el paquete, de forma que todos los puntos tienen acceso a los datos. También se encarga de enviar una señal de choque a todos los puertos si detecta una colisión. Son la base para las redes de topología tipo estrella. Como alternativa existen los sistemas en los que los ordenadores están conectados en serie, es decir, a una línea que une varios o todos los ordenadores entre sí, antes de llegar al ordenador central. Llamado también repetidor multipuerto, existen 3 clases.
Pasivo: No necesita energía eléctrica. Se dedica a la interconexion. Activo: Necesita alimentación. Ademas de concentrar el cableado, regeneran la
señal, eliminan el ruido y amplifican la señal
Inteligente: También llamados smart hubs son hubs activos que incluyen microprocesador.
Los concentradores fueron muy populares hasta que se abarataron los switch que tienen una función similar pero proporcionan más seguridad contra programas como los sniffer. La disponibilidad de switches ethernet de bajo precio ha dejado obsoletos, pero aún se pueden encontrar en instalaciones antiguas y en aplicaciones especializadas.
SWITCH
Un conmutador o switch es un dispositivo digital de lógica de interconexión de redes de computadores que opera en la capa 2 (nivel de enlace de datos) del modelo OSI. Su función es interconectar dos o más segmentos de red, de manera similar a los puentes (bridges), pasando datos de un segmento a otro de acuerdo con la dirección MAC de destino de las tramas en la red.
Un conmutador en el centro de una red en estrella.
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Los conmutadores se utilizan cuando se desea conectar múltiples redes, fusionándolas en una sola. Al igual que los puentes, dado que funcionan como un filtro en la red, mejoran el rendimiento y la seguridad de las LANs (Local Area Network- Red de Área Local
ROUTER
El enrutador (calco del inglés router), direccionador, ruteador o encaminador es un dispositivo de hardware para interconexión de red de ordenadores que opera en la capa tres (nivel de red). Un router es un dispositivo para la interconexión de redes informáticas que permite asegurar el enrutamiento de paquetes entre redes o determinar la ruta que debe tomar el paquete de datosCuando envias un email a alguien al otro lado del mundo, ¿ como sabe el mensaje llegar hasta ese punto y no a cualquiera de los otros millones de ordenadores conectados ?. Gran parte del trabajo de llevar un mensaje de un punto a otro es realizado por los routers. Router quiere decir enrutador, es decir, “buscador” del camino o ruta
A diferencia de una red local del tipo Ethernet (la más habitual) en la que un mensaje de una persona a otra se transmite a todos los ordenadores de la red, y solo lo recoge el que se identifica como destinatarios, en Internet, el volumen es tan alto que sería imposible que cada ordenador recibiese la totalidad del tráfico que se mueve para seleccionar sus mensajes, así que podríamos decir que el router en vez de mover un mensaje entre todas las redes que componen Internet, solo mueve el mensaje entre las dos redes que están involucradas, la del emisor y la del destinatario. Es decir, un router tiene dos misiones distintas aunque relacionadas.
-El router se asegura de que la información no va a donde no es necesario-El router se asegura que la información si llegue al destinatarioEl router unirá las redes del emisor y el destinatario de una información determinada (email, página Web, …) y además solo transmitirá entre las mismas la información necesaria.El router se encargará de analizar paquete por paquete el origen y el destino y buscará el camino más corto de uno a otro. Esta forma de transmitir información tiene grandes ventajas:
-El router es capaz de ver si una ruta no funciona y buscar una alternativa.-El router es capaz incluso de buscar la ruta más rápida (por ejemplo la que tenga menos tráfico) en caso de poder escoger entre varias posibilidades.
Esto hace que Internet sea un sistema tan robusto para el envio de información.Tanto los routers medianos como los más sofisticados permiten configurar que información deseamos que pueda entrar o salir de nuestro PC o red. En caso de que deseemos ampliar las posibilidades de control deberemos añadir un dispositivo llamado Firewall (cortafuegos).
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GATEWAY
Un gateway (puerta de enlace) es un dispositivo, con frecuencia un ordenador, que permite interconectar redes con protocolos y arquitecturas diferentes a todos los niveles de comunicación. Su propósito es traducir la información del protocolo utilizado en una red al protocolo usado en la red de destino.
El gateway o «puerta de enlace» es normalmente un equipo informático configurado para dotar a las máquinas de una red local (LAN) conectadas a él de un acceso hacia una red exterior, generalmente realizando para ello operaciones de traducción de direcciones IP (NAT: Network Address Translation). Esta capacidad de traducción de direcciones permite aplicar una técnica llamada IP Masquerading (enmascaramiento de IP), usada muy a menudo para dar acceso a Internet a los equipos de una red de área local compartiendo una única conexión a Internet, y por tanto, una única dirección IP externa.
La dirección IP De un gateway (o puerta de enlace) a menudo se parece a 192.168.1.1 ó 192.168.0.1 y utiliza algunos rangos predefinidos, 127.x.x.x, 10.x.x.x, 172.x.x.x, 192.x.x.x, que engloban o se reservan a las redes locales (véase red local). Además se debe notar que necesariamente un equipo que cumpla el rol de puerta de enlace en una red, debe tener 2 tarjetas de red.
La configuración en los Routers domésticos, consiste en escribir la dirección IP de la puerta de enlace en un Navegador Web, el cual solicitará usuario y contraseña del Administrador, y en caso de ser correctos abrirá una página web donde se muestra la información del modem, WAN y LAN, permitiendo su edición.
La puerta de enlace, o más conocida por su nombre en inglés como "Default Gateway", es la ruta por defecto que se le asigna a un equipo y tiene como función enviar cualquier paquete del que no conozca por que interfaz enviarlo y no esté definido en las rutas del equipo, enviando el paquete por la ruta por defecto.
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En entornos domésticos se usan los routers ADSL como gateways para conectar la red local doméstica con la red que es Internet, si bien esta puerta de enlace no conecta 2 redes con protocolos diferentes, sí que hace posible conectar 2 redes independientes haciendo uso del ya mencionado NAT.
TARJETA DE RED
(NIC, Network Interface Card, placa de red). Una tarjeta de red es un tipo de tarjeta de expansión que se inserta en la placa madre o a un puerto como el USB, y que permite conectar una computadora a una red y así poder compartir recursos (impresoras, archivos e internet).
Una tarjeta de red inalámbrica permite lo mismo, sólo que sin emplear cables de red, sino que se utilizan ondas radio para transmitir la información.
Todos los PC necesitan tarjetas de interfaz de red (NIC) para poder utilizarse en operaciones en red. Algunos se venden con la tarjeta NIC incorporada. Cuando escoja una NIC (también conocida como tarjeta adaptadora) para instalar en un PC, debería considerar lo siguiente:
La velocidad de su concentrador, conmutador, o servidor de impresora - Ethernet (10Mbps) o Fast Ethernet (100Mbps). El tipo de conexión que necesita - RJ-45 para par trenzado o BNC para cable coaxialEl tipo de conector NIC disponible dentro de su PC-ISA o PCI.
TRANSCEIVER (TRASNCEPTOR) Es un transmisor/receptor de señales de radio frecuencia (RF), sirve para conectar aparatos por via inalámbrica.
El transceptor o transceiver conecta su computadora a una red Ethernet gruesa, que puede estar ubicado dentro de las paredes de la oficina. La conexión física del transceiver al cable coaxial, es hecho a través de un TAP (adaptador) con interfase para conectores de tipo N.
El transceiver es el dispositivo que “escucha” al cable para ver si hay algún tráfico sobre la red, detecta colisiones y maneja información entre el cable coaxial y las estaciones de trabajo. El cable del transceptor o transceivers, conecta su computadora con un transceptor de un sistema Ethernet grueso.
En redes de computadoras, un transceptor es un dispositivo que realiza funciones tanto de envío como de recepción de señales, empleando elementos comunes del circuito para ambas funciones. Como algunos elementos del circuito se emplean tanto para el envíe como para la recepción, un transceptor sólo puede ser semiduplex; esto significa que puede enviar señales en ambos sentidos, pero no de forma simutánea
