1 CAPA FÍSICA Redes de Computadoras (3) Ing. José Roberto Vignoni

2 Lazo de corriente 20 mA En 1962 fue introducido el lazo de corriente de 20 mA utilizado por los populares teletipos Modelo 33. Digital: permite transformar datos digitales en flujo o no flujo de corriente. Se utilizó hasta mediados de los ’80 Versiones Simplex y Full-Duplex

3 Lazo analógico de corriente 4-20 mA Cada lazo de corriente 4-20 mA, permite transmitir o recibir el valor de una sola magnitud. A diferencia del lazo de 20 mA que transmite información digital en forma de corriente. El valor de la corriente, variable entre 4 y 20 mA, es la que nos da la información de la magnitud en cuestión.

4 La IEC estandarizó: Transmisores y Receptores : entregar o recibir una corriente cte. entre 4 y 20 mA. Entregar dicha corriente a impedancias de carga entre 0 y 600  La tensión de salida debe variar entre 1 y 5 V sobre una resistencia no mayor a 250 .

5 Se trato de compatibilizar en: a) El número de cables necesarios para la operación del transmisor b) La interdependencia entre la capacidad de carga del transmisor y su fuente de alimentación. c) Las características de aislamiento del transmisor. d) “Ripple” y nivel de ruido de la señal de salida.

6 Ejemplos Transmisor Fuente de alimentación Receptor Tierra de señal Transmisor Fuente de alimentación Receptor Transmisor Fuente de alimentación Receptor Tierra de señal

7 Sistema Desbalanceado RS-232 Cada señal transmitida aparece como una tensión referida a la tierra de señal Tensión negativa = línea en reposo Alternará entre ese nivel negativo y un nivel positivo en presencia de datos enviados A B C +6 volts Voltage V AB Rango permitido Rango permitido volts -2

8 Capa Física RS-485 Los Términos Genéricos RS 422/485 responden a los estándares EIA/TIA-422 y EIA/TIA-485 Sistemas diferenciales balanceados

9 RS-422 y RS-485 Sistema diferencial balanceado, la tensión de salida generada por el driver, aparece sobre un par de cables componiendo una sola señal A B C +6 volts Voltage V AB Rango permitido Rango permitido volts -2

10 Enable : en RS-422, puede o no estar presente RS-485, esta línea es imprescindible

11 Sistema RS-422 de 4 cables

12 Estándar EIA-485 Hasta un máximo de 32 pares de dispositivos transmisores/receptores. Rango de tensión de modo común V cm, tolerable por transmisor y receptor es de +12 a –7 V. Terminaciones en ambos extremos, no así en las derivaciones intermedias. (para altas velocidades y distancias largas)

13 RS-485 de 4 Cables

14 RS-485, 2 cables multidrop

15 Adaptación de Impedancias Ventajas: –No existe reflexión. Altas velocidades Desventajas: –Se carga mucho los drivers –Complejidad en la instalación Usar Cuando el tiempo de propagación de la linea es << ancho de un bit

16 Terminación acoplada en CC A A B B Rx Tx RT 120 

17 Terminación acoplada en CA A A B B Tx Rx RT 120  C 100 nf

18 Polarización Red Inactiva (todos los nodos escuchan)  –Transmisores en alta impedancia  –estado de la linea desconocido Para mantener un mínimo de 200 mV se usan resistores de Pull-up y Pull-down Rx Tx A A B B +5 V Rp ENABLE 12 K 

19 Ejemplo de cálculo –Sistema con 10 nodos –Impedancia de carga de c/nodo 12 K  –Imped. equivalente (paralelo) 1200  –2 Res. de terminación 120  en // 60  –Impedancia total 57  Nivel de tensión entre A y B 200mV –3,5 mA mínimo y con alimentación 5 V –Necesitamos 1428  ; tenemos 57  –Agregamos pull-up = pull-down de –685 

20 Selección del Cable –a) Cantidad de conductores –b) Aislación –c) Características del cable

21 Modelos de transitorios IEC : 1991 y IEEE C definen una forma de onda transitoria “1.2/50  s – 8/20  s” 1.2  s de tiempo de crecimiento y 50  s de tiempo de caída en un circuito abierto

22 IEC : 1991 y IEEE C  s de crecimiento y 20  s de caída en un cortocircuito. Los niveles de tensión para las pruebas varían de 1 a 6 kV para polaridades positivas y negativas.

23 IEEE C onda oscilatoria con tiempo de crecimiento de 0.5 ms, que decae en forma oscilatoria con una frecuencia de 100 kH considerando una impedancia de fuente de 12 . Las Amplitudes 1 a 6 kV

24 Protecciones Por aislación Opto-aisladores Transforamadores Fibra Optica Protección contra Transitorios de modo común Puerto Vcc Líneas de salida de datos Aislación optica Fuente aislada

25 Protecciones por derivación Buena conexión a tierra actúa como referencia para supresores de transitorios (gaseosos) Tierra General A A B A B T R TX Enable RX 100Ω ½ w 100Ω ½ w A B B TX Enable RX T R Tierra General

26 Protecciones combinadas La tierra general está accesible Dispositivo Puerto Vcc Fuente aislada Dispositivo de derivación Líneas de datos Tierra de señal Tierra general

27 Protecciones combinadas Tierra general de dificil acceso Protege al nodo de transitorios diferenciales Dispositivo Puerto Vcc Fuente aislada Dispositivo de derivación Lineas de datos Tierra de señal

28 Protecciones combinadas Si existe posibilidad de cortocircuitos con conductores de potencia agregar fusibles Dispositivo Vcc Líneas de datos Tierra de señal Fusible de 125mA