Medios de transmisión

1. Introducción

Los medios de transmisión son el medio físico que facilita el transporte de la información. La calidad de la transmisión dependerá de sus características.

• Medios guiados
  • Cable de pares trenzados
  • Cable coaxial
  • Fibra óptica

• Medios no guiados
  • Ondas de radio
  • Microondas
  • Infrarrojos
  • Ondas de luz

2. Medios guiados

• Transmiten impulsos eléctricos o lumínicos. Los bits se “transforman” en la tarjeta de red. Ésta los convierte en señales eléctricas o lumínicas respetando ciertos criterios definidos por el protocolo usado en esa red.
• Cada cable tiene unas características propias:
  • Velocidad de transmisión
  • Alcance
  • Calidad (ausencia de ruido/interferencias)
  • Tipo de transmisión (digital, analógica)

3. Cables de pares trenzados

• El trenzado se comporta como un apantallamiento (la interferencia se anula a sí misma en la siguiente vuelta)
• El más común consta de 8 hilos trenzados dos a dos identificados por colores.
• Fabricados en cobre.
• Transmiten la información en modo de impulsos eléctricos.
• Se clasifican en categorías, por el número de trenzas por unidad de longitud.
  • A mayor trenzado, menos interferencias y mayor velocidad de transferencia.
• Afectado por la atenuación
  • Para aumentar ésta, se hace uso de repetidores.

3.1. Cables de pares trenzados

• UTP (Unshielded Twisted Pair):
  • Pares trenzados sin apantallar
  • Más barato
  • Más fáciles de instalar

• STP (Shielded Twisted Pair):
  • Apantallamiento cada par de hilos.
  • Mayor calidad, resistencia a interferencias
  • Mayor grosor

• FTP (Foiled Twisted Pair):
  • Pantalla común a todos los pares

3.1.1. UTP

• Cuatro pares de alambres codificados por color que han sido trenzados y cubiertos por un revestimiento de plástico flexible.
• Se utiliza en las LAN Ethernet.
• Barato y fácil de instalar.

3.1.2. TIA/EIA-568A y TIA/EIA-568B

• Definen características del cableado LAN:
  • Tipos de cables
  • Longitudes del cable
  • Conectores
  • Terminación de los cables
  • Métodos para realizar pruebas de cable

• UTP Categoria 6

1. Cubierta
2. Par trenzado
3. Separador de pares en forma de cruz.

• FTP Categoría 5

1. Cubierta exterior
2. Pantalla de protección ext.
3. Hilo de drenaje.
4. Pantalla de aluminio ext.
5. Hilos, incluye aislante con código de color.

• STP Categoría 6

1. Cubierta exterior
2. Pantalla de aluminio (1 por cada par)
3. Hilo de drenaje
4. Hilos, incluye aislante con código de color.

3.2. Conectores típicos

3.2.1. RJ11

• Típico de conexiones telefónicas

3.2.2. RJ45

• Ethernet
• El conector RJ11 es compatible con puertos RJ45

3.2.3. DB9

• Típico de puerto serie

3.2.4. DB25

• Puerto paralelo (antes, el de impresora)

3.3. RJ45

• Conector RJ45 Usada para conectar redes de cableado estructurado, (categorías 4, 5, 5e, 6 y 6a).
• RJ es un acrónimo inglés de “Registered Jack”.
• Posee ocho "pines" o conexiones eléctricas, que normalmente se usan como extremos de cables de par trenzado.
• La especificación EIA-TIA 568, describe los códigos de color de los cables para colocar pines a las asignaciones (diagrama de pines o contactos) para
  • Cable directo de Ethernet
  • Cable de conexión cruzada.

3.3.1. Cable recto

• Se utiliza para conectar equipos de nivel 3 con equipos de nivel 1-2

Fuente: bignewsoftware

https://es.wikipedia.org/wiki/TIA-568B

3.3.2. Cable cruzado

• Se utiliza para conectar equipos de niveles equivalentes (3 con 3, 2 con 2)

3.3.3. Cable PoE

• Power over Ehternet

3.3.4. ¿Se necesitan todos estos cables?

• La mayoría de equipos modernos detectan automáticamente al otro equipo
• Se cruzan ellos mismos si es necesario
• Hay algunas excepciones, como Cisco

3.3.5. Construcción de cables

• Conector (macho): https://www.youtube.com/watch?v=NWhoJp8UQpo
• Roseta (hembra): https://www.youtube.com/watch?v=0gxNZoPcnP4

4. Estándares

• TIA/EIA 568B
  • Define características del cableado completo (junto con rosetas, conectores,…)
• ISO/IEC 11801
  • Define características del cable (MHz soportados e impedancia)
• Ethernet
  • Define características del cableado, aplicadas a un protocolo físico y de enlace concretos (distancias máximas, retardos máximos,…)

4.1. Categorías IEEE

• De acuerdo a su rendimiento (velocidades / uso)
  • Categoría 1 (1 Mhz). Hilo telefónico para voz.
  • Categoría 2 (4 Mhz). Par trenzado sin apantallar de cobre.
  • Categoría 3 (16 Mhz – 10 Mbps).
  • Categoría 4 (20 Mhz – 20 Mbps).
  • Categoría 5 (100 Mhz – 100 Mbps).
  • Categoría 6 (250 Mhz – 1 Gbps).
  • Categoría 7 (600 Mhz – 10 Gbps).
  • Categoría 8 (en desarrollo)

4.2. Ethernet

4.3. Categoría vs Clase

• La categoría es un estándar de la calidad del cable
• La clase es un estándar de la calidad de la red completa
  • Cable
  • Rosetas/conectores
  • Equipos de interconexión
• Lo interesante es conseguir una buena clase
  • Para lo que es necesario usar materiales de una buena categoría

4.4. Certificación del cable

• Tras la instalación de componentes de cierta categoría, es necesario certificar la red
  • Para comprobar su clase
• Un analizador de cable mide los problemas que pueden producirse en el cable
  • https://en.wikipedia.org/wiki/Copper_{cablecertification}
• La clase de la red se determina por el peor cable instalado.

5. Coaxial

• Conductor de cobre rodeado de una capa de aislante flexible,
• Sobre este material aislante hay una malla de cobre que actúa como
  • segundo alambre del circuito
  • apantallamiento para el conductor interno
• La envoltura del cable recubre el blindaje

Nota: tamaños de ondas

• Hoy en día ha caído en desuso en la redes de área local.
• Aún se usa en televisión
  • Tiene un gran ancho de banda con muy pocas interferencias
• Tipos
  • Thicknet: original
  • Thinnet: más barato y manejable

6. Fibra óptica

• La información se transmite en forma de pulsos de luz.
• En cada instante se hay presencia o ausencia de señal luminosa.
  • Se pueden usar diferentes colores para una multiplexación por fecuencia
• En un extremo se coloca un LED emisor de luz o un láser
• En el extremo opuesto se sitúa un detector de luz.

6.1. Ventajas de la fibra óptica

• Gran ancho de banda.
• La atenuación es mínima.
• No hay interferencias, no se producen campos magnéticos.
• Longitud del cable, capacidad y velocidad son muy altas.
• Seguridad de datos: sólo se puede acceder (pinchar) el cable por medios destructivos.
• Seguridad frente a accidentes: no hay corriente eléctrica alguna, no es peligroso.

6.2. Inconvenientes de la fibra óptica

• Las fibras son frágiles
• Los transmisores y receptores son caros.
• Empalmar un cable es difícil.
• Necesitan un conversor eléctrico para conectar al ordenador
  • No hay chips ópticos.

6.3. Principio físico

• Consiste en dos cilindros coaxiales de vidrios transparentes y de diámetros muy pequeños.
• El cilindro interior se llama núcleo y el exterior envoltura.
• El índice de refracción del núcleo es mayor que el de la envoltura
• En el límite entre núcleo y envoltura se produce una reflexión total de la luz,
  • Como consecuencia la luz no puede escapar del núcleo, quedando guiada dentro de él.

6.4. Tipos

• Multimodo
  • El diámetro del núcleo es muy superior a la longitud de onda de la luz:
  • De índice escalonado: el índice de refracción es constante en el núcleo.
  • De índice gradual: el índice de refracción varía dentro del núcleo hasta igualar al del revestimiento.
• Monomodo:
  • El diámetro del núcleo es poco mayor que la longitud de onda.
  • Únicamente se propaga un rayo de luz.
  • Necesita un diodo láser de elevado coste.

6.5. Conectores

6.6. Cables de fibra óptica

Fuente

Fuente

7. Medios no guiados

• Las señales no viajan por un canal cerrado
• Ventajas
  • Bajo coste
  • Comodidad
• Desventajas

7.1. Espectro electromagnético

7.2. Bluetooth

• IEEE 802.15
• Baja velocidad
• Bajo gasto de energía
• Corto alcance (PAN)

7.3. Wimax

• IEEE 802.16
• Worldwide Interoperability for Microwave Access
• Utiliza ondas de radio en las frecuencias de 2,5 a 3,5 Ghz.
• Se usa en zonas de difícil acceso para medios guiados (por terreno o por número de usuarios).

7.4. Wifi

• IEEE 802.11
• Destinada a LAN
• Microondas y radiofrecencia

7.5. Canales wifi

8. Referencias

• Formatos:
  • Transparencias
  • PDF
  • Página web
  • EPUB
• Creado con:
  • Emacs
  • org-re-reveal
  • Latex
• Alojado en Github