MEDIOS DE TRANSMISION PARA REDES DE

COMPUTADORAS

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Edwin R Lacayo CruzRedes de Interconeión 2

Medio de TransmisiónPhysical Media

MEDIOS DE TRANSMISIÓN MEDIOS DE TRANSMISIÓN

Fibras ópticas

Transmisión por trayectoria óptica

Comunicación por satélite

coaxial

trenzadoPar

Cable

Medios guiados:- Coaxial

- Pares trenzados

-Fibra óptica

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Medio de transmisión Soporte de la conexión entre los equipos de

comunicaciones de datos. Tipos de medios:

Guiados: confinados en el soporte No guiados: sin límite de confinamiento

Medios guiados: Cable coaxial:

Hilo conductor central + malla externa Par trenzado:

Hilos conductores trenzados entre sí Fibra óptica:

Hilos transparentes a la luz Corrientes portadoras:

Conductores de red eléctrica Guíaondas:

Conductores huecos de microondas

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Medios guiados: Parámetros primarios:

Dependen de las características físicas del medio y de la frecuencia de uso:

Resistencia distribuida: R [Ω/km] Inductancia distribuida: L [mH/km] Conductancia distribuida: G [S/km] Capacidad distribuida: C [ηF/km]

Esta distribución se repite continuamente por la línea, desde y hasta las resistencias terminales.

c

RLL

C CG G

R

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Medios guiados: Parámetros secundarios:

Se calculan a partir de los parámetros primarios:Impedancia característica: Zo [Ω]

Módulo de la impedancia vista desde cualquier punto de la línea:

• De longitud infinita• De longitud finita, terminada por dicha

impedanciaAtenuación: τ

Decibelios por kilómetro [dB/km] : 10 log10(Pe/Ps)

Neperios por kilómetro [Np/km] : loge(Pe/Ps)=ln(Pe/Ps)

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Medios guiados:

Condición de Heaviside:

G / R = L / C

Indica que la atenuación será mínima: cuando sea máximo el factor de calidad del medio, debido a que se produce resonancia eléctrica, utilizando la energía activa mínima, sin potencia reactiva porque se compensan los campos eléctrico y magnético.

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Coaxial Cable

El cable coaxial es similar al cable utilizado en las antenas de televisión: un hilo de cobre o de aluminio rodeado y aislado del otro mediante pequeños hilos trenzados o una lámina metálica cilíndrica

Velocidad y rendimiento: 10-100 Mbps El costo promedio por nodo: Asequible Medios de comunicación y el tamaño del conector: Médium Máximum longitud del cable: 500 m (mediano)

Cable coaxialConector T - BNC

Sección

Terminador

Conector BNCAdaptador BNC-BNCNo balanceado:

mismos conductores para ida y vuelta

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Tipos de cable coaxial para datos Thinnet (estrecho):

Diámetro: ¼ “ = 0,64 cm LAN 10Base2: Ethernet: IEEE 802.3: Máximos: 200m, 10 Mbps Conectores: BNC RG-58: Zo = 50 Ω

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Tipos de cable coaxial para datos Thicknet (grueso):

Diámetro: 1/2 “ = 1,27 cm LAN 10Base5: Ethernet: IEEE 802.3: Máximos: 500m, 100 Mbps Conectores: BNC RG-8: Zo = 50 Ω RG-59: Zo = 75 Ω RG-62: Zo = 93 Ω

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Aplicaciones del cable coaxial Medio más versátil Distribución de televisión

Servicio en áreas remotasTelevisión por cable

Telefonía de larga distanciaPuede transportar 10.000 llamadas de voz

simultáneamenteSe reemplazará por fibra óptica

Enlaces cortos con periféricos de ordenadores

Redes de área local

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Cable Coaxial – Características de transmisión Analógicas

Amplificadores cada pocos km Más alejados a frecuencias más altas Hasta 500MHz

Digitales Repetidor cada 1 km Más cercanos para mayor velocidad de

transmisión

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Par trenzado sin blindaje (UTP)

Velocidad y rendimiento: 10-100 Mbps El costo promedio por nodo: Menos costoso Medios de comunicación y el tamaño del conector: Pequeño Longitud máxima del cable: 100 m (corto) Los alambres se trenzan con el propósito de reducir la interferencia

eléctrica de pares similares cercanos. Los pares trenzados se agrupan bajo una cubierta común de PVC (Policloruro de vinilo) en cables multipares de pares trenzados ( de 2, 4, 8,.... hasta 300 pares).

Par trenzado

Cable UTP – 4 pares

El paso de los pares es distinto para ser

más inmune frente al ruido

El hilo, permite abrir la cubierta con

facilidad

Balanceado: dos conductores para ida y otros dos para vuelta

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Cable de par trenzado

Tipos: UTP: par trenzado sin apantallar FTP: par trenzado con pantalla común STP: par trenzado con pantalla por par

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Cable UTP: Norma Europea

Clases para enlaces y canales de cables balanceados.

AENOR

ClaseCEN-

ISO

Frec. Máx.

Cat. Mín.

CEN-ISO

Aplicaciones clásicas Equiv.TIA/EIA

A 100 KHz - V.11, X.21 PBX (voz) -

B 1 MHz - Acceso básico RDSI -

C 16 MHz - 10BaseT, Token Ring (4 Mbps)

Cat 3

D 100 MHz 5 100BaseTX, 1000BaseT, Token Ring

(16 y 100 Mbps)

Cat 5e

E 250 MHz 6 ATM LAN (1,2 Gbps) Cat 6

F 600 MHz 7 FC-100-TP Cat 7

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Categorías UTP Categoría 1: Cable par trenzado sin apantallar, se adapta para los

servicios de voz, pero no a los de datos. Categoría 2: Cable par trenzado sin apantallar, este cable tiene

cuatro pares trenzados y está certificado para transmisiones de 4 mbps.

Categoría 3: Cable par trenzado que soporta velocidades de transmisión de 10 Mbps de ethernet 10 Base-T, la transmisión en una red del tipo Token Ring es de 4 Mbps. Este cable tiene cuatro pares. Longitud del trenzado de 7.5 cm a 10 cm

Categoría 4: Cable par trenzado certificado para velocidades de 16 mbps. Este cable tiene cuatro pares. Hasta 20 Mhz

Categoría 5: Es un cable de cobre par trenzado de cuatro hilos de 100 Ohmios. La transmisión de éste cable puede ser a 100 Mbps para soportar las nuevas tecnologías como ATM (Asynchronous Tranfer Mode). Comúnmente preinstalado en nuevos edificios para entornos ofimáticos. Longitud del trenzado de 0.6 cm a 0.85 cm

Categoria 6 : Más de 1Gbps (5e para 1 Gbps), En instalaciones ATM

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Par trenzado - Aplicaciones Medio más común Red telefónica

Entre domicilio y central local (bucle de abonado) Dentro de edificios

A centralita privada de conmutación (PABX) En redes de área local (LAN)

10Mbps a 1000Mbps (5e)

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Par trenzado- pros y contras Barato Fácil de trabajar Baja velocidad de transmisión Bajo alcance en distancia

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Par trenzado – características de transmisión Analógicas

Amplificadores cada 5 km o 6 km Digitales

Utiliza señales analógicas o digitales Repetidores cada 2 km o 3 km

Distancia limitada Ancho de banda limitado (1MHz) Velocidad de transmisión limitada (1Gbps) Susceptible a interferencias y ruido

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Par trenzado – apantallado y no apantallado Par trenzado no apantallado (UTP)

Cable telefónico ordinarioMás baratoMás fácil de instalarSufre interferencias electromagnéticas

externas Par trenzado apantallado (STP)

Malla metálica que reduce las interferenciasMás caroMás duro de manejar (grueso, pesado)

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Diafonía cercana al extremo

Acoplamiento de señal de uno a otro par del mismo cable: NEXT o crosstalk

El acoplamiento tiene lugar cuando la señal transmitida por un par del enlace se induce en otro par, escuchándose en la recepción

Paradiafonía: NEXT en el mismo extremo del conector (near-end crosstalk)

Telediafonía: NEXT en el extremo remoto (far-end crosstalk)

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Comparativa UTP vs STP

Atenuación en dB/100m Paradiafonía

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25

UTP Implementation (Straight-Through)

Cable 10BASE-T/100BASE-TX Straight-Through

Pin Label Pin Label

12345678

TX+TX-RX+NCNCRX-NCNC

12345678

TX+TX-RX+NCNCRX-NCNC

Hub/Switch Server/Router

Straight-Through Cable

Wires on cable endsare in same order.

1

8 1

8

1 8

wg

brwbr

owb

bwo

g

1 8

wg

brwbr

owb

bwo

g

26

1

8 1

8

1 81 8

wg

brwbr

owb

bwo

g wg

brwbr

o bwo

gwb

UTP Implementation (Crossover)

Cable 10BASE-T/100BASE-TX Straight-Through

Hub/Switch Server/Router

Crossover Cable

Some wires on cableends are crossed.

Pin Label Pin Label

12345678

TX+TX-RX+NCNCRX-NCNC

12345678

TX+TX-RX+NCNCRX-NCNC

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Fibras Ópticas

Guía de ondas Opticas, totalmente dieléctrica y de geometría cilíndrica.

La luz viaja por el núcleo ocurriendo reflexiones totales internas sucesivas en la frontera núcleo/revestimiento, por lo que logra propagarse muchos kilómetros con la mínima atenuación.

¿Qué es una Fibra Optica?

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....Fibras Ópticas.

Constituida por dos cilindros concéntricos vítreos de diferentes índices de refracción. El cilindro interior se conoce por

núcleo El cilindro exterior se conoce por

revestimiento o corteza. El índice de refracción del núcleo

(n1) es mayor que el índice de refracción del revestimiento (n2); n1 > n2

El conjunto núcleo revestimiento queda protegido por una capa de acrilatos epóxicos, generalmente coloreada, llamada protección primaria.

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Núcleo 9-10m

Revestimiento 125 m

Protección primaria 250 m

Fibra óptica con protección primaria

Estructura típica de la Fibra

n1

n2

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Ventajas de las comunicaciones por fibras ópticas

Pequeña dimensión y poco peso, fácil instalación Aislamiento eléctrico Eliminación de los problemas de tierra y cortocircuito Eliminación del ruido eléctrico Libre de interferencia electromagnética Inmunes ante el pulso electromagnético nuclear

( NEMP ) Alta estabilidad con la temperatura Diafonía despreciable Canal privado Muy bajas pérdidas, mayor distancia entre repetidores Gran ancho de banda, altas velocidades de

transmisión Muy baja tasa de bit errados ( BER ), mayor calidad de

la transmisión

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Fiber-Optic Cable

Velocidad y rendimiento: 100 + Mbps El costo promedio por nodo: Más caro Medios de comunicación y el tamaño del conector: Pequeño De modo único, la longitud máxima del cable: hasta 60 km Multimodo, longitud máxima del cable: Hasta 2000 m De modo único: Una corriente de rayo láser genera luz Multimodo: múltiples flujos de LED de luz generada

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Tipos de Fibras Ópticas.

Seccióntransversal

Perfil delíndice

Trayectoria de los rayos Señal entrada

Señalsalida

Fibra multimodo de índice en escalón

Fibra multimodo de índice gradual

Fibra monomodo de índice en escalón

Aplicaciones de las Fibras Ópticas Ornato ( fibra plástica ) Comunicaciones en redes locales y vehículos (

fibra plástica 0.66m) Redes LAN de corta distancia ( FO MM GI 0.85

m) Redes LAN y WAN de larga distancia ( FO MM

GI 1.3 m) Amplificador Óptico de Fibra Dopada con Erbio

(FO UM 1.48 m) Medicina (microcirugía, endoscopía)

... Aplicaciones de las Fibras Ópticas

Líneas Troncales Sistemas de cables submarinos TV por cable Distribución terrestre de las señales de

satélites Aplicaciones militares. Comunicaciones

estratégicas Sistemas para monitoreo óptico Sistema de control en procesos tecnológicos Automatización de procesos industriales Red de acceso hasta el bucle de abonado

Oficina

Computación

Uso de los Sistemas Ópticos

Telecomunicaciones

0.001

0.01

0.1

1

10

100

1000

10000

Mb/s

0.001 0.01 0.1 1 10 100 1000 10000

Km

Medicina

AviaciónVídeo