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Medios Físicos de Transmisión

Medios de Transmisión n Es el medio físico usado para interconectar equipos o dispositivos, para crear una red que transporta datos entre sus usuarios. Tipos de Medios de Transmisión n n Medios de Transmisión Guiados. Medios de Transmisión No Guiados

Medios de Transmisión n Medios de Transmisión Guiados: Conectan un sin número de conexiones dentro de una red, transportando datos a larga distancia, pero con ciertas limitaciones, una de ellas, la distancia. Existen por demás, elementos externos en todo sistema de comunicación que perturban la buena transmisión de los datos, conocido como ruido.

Medios de Transmisión n CABLE DE PAR TRENZADO: Es el medio más antiguo en el mercado y en algunos tipos de aplicaciones es el más común. Consiste en dos alambres de cobre o a veces de aluminio, aislados y de un grosor de 1 milímetro aproximadamente. Los alambres se trenzan con el propósito de reducir la interferencia eléctrica de los pares cercanos. Un ejemplo de par trenzado es el sistema de telefonía, actualmente se han convertido en un estándar en el ámbito de las redes locales, los colores estandarizados para tal fin son los siguientes: n n Naranja / Blanco – Naranja Verde / Blanco – Verde Blanco / Azul – Azul Blanco / Marrón – Marrón

Medios de Transmisión Guiados. Tipo de Cables de Par Trenzado n n n Cable de par trenzado apantallado (STP): es utilizado generalmente en las instalaciones de procesos de datos por su capacidad y buenas características contra las radiaciones electromagnéticas, pero el inconveniente es que es un cable robusto, caro y difícil de instalar. Cable de par trenzado no apantallado (UTP): es el que ha sido mejor aceptado por su costo, accesibilidad y fácil instalación. Existen actualmente 8 categorías del cable UTP. Cada categoría tiene las siguientes características eléctricas: n Atenuación. n Capacidad de la línea n Impedancia. n Categorías: 1, 2 , 3, 4, 5, 5 e, 6, 7 Cable de par trenzado con pantalla global (FTP): sus propiedades de transmisión son parecidas a las del UTP. Tiene un precio intermedio entre el UTP y el STP.

Par Trenzado Apantallado STP. (Shielded Twisted Pair) No apantallado UTP. (Unshielded Twisted Pair )

Par Trenzado Categorías UTP n Categoría 1: Telefonía, transporte de voz. n Categoría 2: Datos hasta 4 Mbps. Token Ring a 4 Mbps. n Categoría 3: Datos hasta 10 Mbps. Ethernet 10 base-T. 34 vueltas/pie. n Categoría 4: Token-Ring, Token-bus y 10 base-T, 20 MHz. n Categoría 5: Datos hasta 100 Mbps (Fast-Ethernet). n n n Redes 100 base. T y 10 base. T. Hasta 100 MHz 3 -4 vueltas/pulgada.

Especificación EIA/TIA-568 B Especificaciones conector RJ 45 Especificación EIA/TIA-568 A 12345678 Conector macho para los cables Conector hembra para tomas, hubs, switches y tarjetas de red

Par trenzado

Par trenzado sin blindaje (UTP) n n n n No incluye blindaje extra alrededor de los pares de conducción. Usos en telefonía y redes de área local. Más barato. Fácil de trabajar con él. Más simple de instalar. Sujeto a interferencia electromagnética externa. Longitud limitada

Par trenzado blindado (STP) n n Cubierto con blindaje para reducir la interferencia electromagnética externa y el efecto de “crosstalk”. Mejor desempeño. Más caro. Más difícil de trabajar con él que con el UTP.

Medios de Transmisión. Cable Coaxial n n Tenía una gran utilidad por sus propiedades de transmisión de voz, audio, video, texto e imágenes. Está estructurado por los siguientes componentes de adentro hacía fuera: n n Un núcleo de cobre sólido, o de acero con capa de cobre. Una capa aislante que recubre el núcleo o conductor, generalmente de material de poli vinilo. Una capa de linaje metálico generalmente cobre o aleación de aluminio entre tejido, cuya función es la de mantenerse la más apretada para eliminar las interferencias. Una capa final de recubrimiento que normalmente suele ser de vinilo, xelón y polietileno uniforme para mantener la calidad de las señales.

Cable coaxial n n n Se trabajan en dos modalidades Banda base: La señal viaja en el medio en su forma original o sin modulación. El cable se usa para un solo canal. Banda ancha: La señal se modula para ocupar un ancho de banda distinto del original y de este modo varios canales pueden utilizar el mismo medio.

Partes del cable coaxial Funda (polyethylene) Malla Material aislante Conductor Este tipo de cables por su apantallamiento, evita que la señal interna radie y que las señales externas inyecten interferencias. Sin embargo, son más complicadas de manipular que los pares trenzados. La atenuación es la principal causa de error.

El cable coaxial Consta de un alambre duro en su parte central, recubierto por tres capas más. u Núcleo de Cobre Material Aislante Conductor Externo malla Cubierta de plástico

Medios de Transmisión Fibra Óptica n n Son mucho más ligeros y de menor diámetro. Además, la densidad de información que son capaces de transmitir es mayor. El emisor está formado por un láser que emite un potente rayo de luz, que varía en función de la señal eléctrica que le llega. El receptor está constituido por un fotodiodo, que transforma la luz incidente de nuevo en señales eléctricas. Entre sus características están: n Son compactas. n Ligeras. n Con baja pérdida de señal. n Amplia capacidad de transmisión. n Alto grado de confiabilidad, ya que son inmunes a las interferencias electromagnéticas.

Generalidades de la fibra n Luz, onda electromagnética viaja a través de regiones de índice de refracción alto. n Se basa en vidrio de sílice (Si. O 2), tratado industrialmente para su mayor pureza. n Hilo flexible cabello humano.

El cable de fibra óptica Material de refuerzo (strength members) Núcleo (Core) Cubierta (Cladding) Envoltura (Jacket) Revestimiento (Coating ó Buffer) Revestimiento Capa de protección puesta sobre la cubierta. Se hace con un material termoplástico si se requiere rígido o con un material tipo gel si se requiere suelto. Material de refuerzo Sirve para proteger la fibra de esfuerzos a que sea sometida durante la instalación, de contracciones y expanciones debidos a cambios de temperatura, etc. Se hacen de varios materiales, desde acero (en algunos cables con varios hilos de fibra) hasta Kevlar Envoltura Es el elemento externo del cable. Es el que protege al cable del ambiente donde esté instalado. De acuerdo a la envoltura el cable es para interiores (indoor), para exteriores (outdoor), aéreo o para ser enterrado.

Cómo funciona la fibra óptica Receptor (Detector de luz) Transmisor (Fuente de luz) Señal eléctrica (Output) Señal eléctrica (Input) Fibra óptica

Cómo funciona la fibra óptica ¿Por qué no se sale la luz de la fibra óptica? Cubierta (Cladding) Núcleo (Core) La luz no se escapa del núcleo porque la cubierta y el núcleo están hechos de diferentes tipos de vidrio (y por tanto tienen diferentes índices de refracción). Esta diferencia en los índices obliga a que la luz sean reflejada cuando toca la frontera entre el núcleo y la cubierta. Revestimiento (Coating ó Buffer)

Tipos de fibra óptica Multimodo Usada generalmente para comunicación de datos. Tiene un núcleo grande (más fácil de acoplar). En este tipo de fibra muchos rayos de luz (ó modos) se pueden propagar simultáneamente. Cada modo sigue su propio camino. La máxima longitud recomendada del cable es de 2 Km. l = 850 nm. Fuente de luz Propaga varios modos ó caminos Fuente de luz Propaga un sólo modo ó camino Núcleo: 62. 5 mm ó 50 mm Cubierta: 125 mm Monomodo Tiene un núcleo más pequeño que la fibra multimodo. En este tipo de fibra sólo un rayo de luz (ó modo) puede propagarse a la vez. Es utilizada especialmente para telefonía y televisión por cable. Permite transmitir a altas velocidades y a grandes distancias (40 km). l = 1300 nm. Núcleo: 8 a 10 mm Cubierta: 125 mm Un cabello humano: 100 mm

Ancho de banda de la F. O. n Los fabricantes de fibra multimodo especifican cuánto afecta la dispersión modal a la señal estableciendo un producto ancho de banda-longitud (o ancho de banda). n n La dispersión modal varía de acuerdo con la frecuencia de la luz utilizada. Se deben revisar las especificaciones del fabricante n n Una fibra de 200 MHz-km puede llevar una señal a 200 MHz hasta un Km de distancia ó 100 MHz en 2 km. Un rango de ancho de banda muy utilizado en fibra multimodo para datos es 62. 5/125 con 160 MHz-km en una longitud de onda de 850 nm La fibra monomodo no tiene dispersión modal, por eso no se especifica el producto ancho de banda-longitud.

Atenuación en la F. O. n La perdida de potencia óptica, o atenuación, se expresa en d. B/km (aunque la parte de “km” se asume y es dada sólo en d. B) n n n Cuantos más conectores se tengan, o más largo sea el cable de fibra, mayor perdida de potencia habrá. Si los conectores están mál empatados, o si están sucios, habrá más perdida de potencia. (por eso se deben usar protectores en las puntas de fibra no utilizadas). Un certificador con una fuente de luz incoherente (un LED) muestra un valor de atenuación mayor que uno con luz de LASER (¡Gigabit utiliza LASER! Por eso la F. O. para gigabit debe certificarse con ese tipo de fuente de luz, no con el otro)

Cables de fibra óptica Cable aéreo (de 12 a 96 hilos): Cable para exteriores (outdoor), ideal para aplicaciones de CATV. 1. Alambre mensajero, 2. Envoltura de polietileno. 3. Refuerzo, 4. Tubo de protección, 5. Refuerzo central, 6. Gel resistente al agua, 7. Fibras ópticas 8. Cinta de Mylar, 9. Cordón para romper la envoltura en el proceso de instalación. Cable con alta densidad de hilos (de 96 a 256 hilos): Cable outdoor, para troncales de redes de telecomunicaciones 1. Polietileno, 2. Acero corrugado. 3. Cinta Impermeable 4. Polietileno, 5. Refuerzo, 6. Refuerzo central 7. Tubo de protección, 8. Fibras ópticas, 9. Gel resistente al agua 10. Cinta de Mylar, 11. Cordón para romper la envoltura.

Conectores de fibra óptica n Conector ST (Straight Through) BFOC/2. 5 n n n Conector SC (Single-fiber Coupling) n n n Presentado a comienzos del 85 por AT&T Utiliza un resorte y un seguro de acoplamiento. Es más nuevo, desarrollado por Nippon Telegraph and Telephone Corporation Tiene menos perdida que otros conectores Conector MT-RJ n Ocupa la mitad de espacio de un conector SC (es un conector SFF: “Small Form Factor”)

Otras características de la F. O. n En el subsistema de cableado horizontal el hilo transmisor en un extremo se conecta al extremo receptor del otra y viceversa. En el subsistema de cableado vertical se conecta uno. n n Los equipos tienen un LED que indica si hay conexión, si este LED no se activa, se pueden intercanbiar las puntas del cable. Cuando se conecta una fuente LASER a fibra multimodo puede aparecer un fenómeno llamado Differential Mode Delay (DMD). . . Es una pequeña variación en el indice de refracción de la F. O. que dificulta recibir bien la señal.

Transmisión de datos SEÑAL ELÉCTRICA EMISOR SEÑAL ÓPTICA SEÑAL ELÉCTRICA O/E CONVERTIDOR E/O CONVERTIDOR FIBRA ÓPTICA ÁREA DE APLICACIÓN DE LOS INSTRUMENTOS DE MEDIDA PARA SISTEMAS DE COMUNICACIÓN DE FIBRA ÓPTICA Emisor + Conductor + Receptor RECEPTOR

Tipo de Cable de fibra Óptica n n n Fibra multimodal: en este tipo de fibra viajan varios rayos ópticos reflejándose ángulos, que recorren diferentes distancias y se desfasan al viajar dentro de la fibra. Por esta razón, la distancia a la que se puede transmitir esta limitada. Fibra multimodal con índice graduado: en este tipo de fibra óptica el núcleo está hecho de varias capas concéntricas de material óptico con diferentes índices de refracción. En estas fibras el número de rayos ópticos que viajan es menor y sufren menos problemas que las fibras multimodales. Fibra monomodal: esta fibra es la de menor diámetro y solamente permite viajar al rayo óptico central. Es más difícil de construir y manipular. Es también la más costosa pero permite distancias de transmisión mucho mayores.

Atenuación n n La energía de la señal disminuye con la distancia Respecto a la potencia de la señal recibida: n n n Debe ser suficiente para ser detectada Para ser recibida sin error, debe ser mucho mayor que el ruido La atenuación aumenta en función de la frecuencia

Ruido n n Señales no deseadas que se insertan entre el transmisor y receptor Ruido térmico n n n Agitación térmica de los electrones Uniformemente distribuido en el espectro de frecuencias: Ruido Blanco Ruido de Intermodulación n Señales que aparecen y son la suma o la resta de señales de frecuencia original que comparten el medio

Ruido n Crosstalk o diafonía n n Una señal de una línea es captada por otra Ruido Impulsivo n n No continuo y compuesto por pulsos irregulares de corta duración y gran amplitud Pueden producirse por ejemplo por interferencias electromagnéticas

Laminas a desarrollar por los estudiantes § Fabricantes de Fibra Óptica, Costo de la Fibra, Aplicaciones en diferentes áreas