UCLV Mapas Conceptuales para la enseñanza de Redes de Computadoras

Presentación del tema: "UCLV Mapas Conceptuales para la enseñanza de Redes de Computadoras"— Transcripción de la presentación:

1 UCLV Mapas Conceptuales para la enseñanza de Redes de Computadoras

2 Medios de transmisión Medios de transmisión guiados y no guiados.
Pares trenzados. Cables Coaxiales. Fibras ópticas.

3 Medios Físicos de transmisión de datos
El medio físico es, básicamente, el "cable" que permite la comunicación y transmisión de datos, y que define la transmisión de bits a través de un canal. Esto quiere decir que debemos asegurarnos que cuando un punto de la comunicación envía un bit 1, este se reciba como un bit 1, y no como un bit 0.

4 Clasificación Cada medio tiene su propia “identificación” en términos de capacidad o ancho de banda, atenuación, diafonía, retardos, costo, facilidades de instalación y mantenimiento.

5 Clasificación (I) Medios de transmisión guiados - Medios eléctricos:
· pares de cobre (trenzados y no trenzados) · cables coaxiales · líneas energéticas (Powerline Communications) - Medios ópticos: fibras ópticas e infrarrojos. Medios de transmisión no guiados - Medios electromagnéticos: Radio enlaces, Radio propagación etc.

6 Medios guiados Eléctricos
Pares Trenzados: Los más utilizados hoy en día en las redes de voz y de datos constituyendo pares de alambre de cobre aislados, típicamente de 1mm de espesor. Pares Trenzados No apantallados (Unshield Twist Pair, UTP) Pares Trenzados Apantallados (Shield Twist Pair, STP)

7 Pares trenzados UTP: Unshielded Twisted Pair
Par trenzado sin apantallar Muy sensible a interferencias Formado por 4 pares trenzados

8 Pares trenzados (I) FTP: Foiled Twisted Pair Par trenzado encintado
Recubrimiento metálico que protege el conjunto de pares del cable Utilizado cuando existen interferencias electromagnéticas Formado por 4 pares Recubrimiento metálico

9 Pares trenzados (II) STP: Shielded Twisted Pair
Par trenzado apantallado Cada par va envuelto por una malla metálica El conjunto de pares se recubre por otra malla Robusto a interferencias Formado por dos pares

10 Categorías de Cables UTP
Definidas por primera vez en noviembre de 1991, por medio de un documento publicado por la ANSI/ TIA/ EIA donde se asignaba una categoría a los cables UTP acorde a sus capacidades de desempeño. Las especificaciones de cables fueron publicadas en el Boletín Técnico #36 (TSB-36) y las del hardware de conexión en el Boletín Técnico #40 (TSB-40-A). Estas especificaciones, TSB-36 y TSB-40-A, fueron incluidas en el estándar de cableado estructurado para edificios , conocido por el ANSI/ TIA/ EIA 568-A.

11 Categorías de Cables UTP
Son pares de alambres de cobre de calibre No.22 ó 24 AWG (100 Ω) Ancho de banda de 16MHz a 100m de distancia máxima Velocidades de hasta 16Mbps Es conocido como de calidad telefónica y cada par de alambres tiene una trenza por cada 10 cm Categoría 4: Son pares de alambres de cobre de calibre No.22 ó 24 (100 Ω) Ancho de banda de 20MHz a 100m de distancia máxima Velocidades de hasta 20Mbps

12 Categorías de Cables UTP (I)
Son pares de alambres de cobre de calibre No.22 ó 24 AWG (100 Ω) Ancho de banda de 100MHz a 100m de distancia máxima Velocidades de hasta 100Mbps Constan de 4 pares de alambres trenzados, teniendo cada par de una a dos trenzas por centímetro.

13 Categorías de Cables UTP (II)
Categoría 5E (Categoría 5 Enriquecida): Surge en 1998 y está formada por pares de alambres de cobre de calibre No.24 AWG (0.51mm) (100 Ω) Presenta propiedades de transmisión de alta capacidad o ancho de banda y bajas razones de error de Bit Ancho de banda de 600 MHz a 100m de distancia máxima Velocidades de hasta 1024Mbps No puede ser clasificado como CAT 6, porque no cumple con el parámetro de Relación Atenuación Diafonía (ACR) a esas altas frecuencias

14 Categorías de Cables UTP (III)
Desde 1997 vienen trabajando en ella diferentes firmas con vista a su comercialización y sustitución de la CAT-5. Entre sus objetivos está el de alcanzar el doble del ancho de banda utilizable de la categoría 5 y cumplir con los requerimientos de ACR a 200MHz, iguales que los de la CAT-5 a 100 MHz. Se persigue que los componentes de hardware (conectores, paneles etc.) de esta categoría sean compatibles con los de la CAT-5.

15 Evolución del mercado del cableado

16 Categorías de Cables UTP (IV)
No ha sido oficialmente reconocida y además no se sustenta sobre cables UTP , sino STP. La mayoría de los consultores coinciden en afirmar que es probable que se implante con solidez en el mercado, ya que la fibra óptica hasta el puesto de trabajo será una alternativa consistente tanto en costes como en capacidad de soportar aplicaciones futuras.

17 Conector UTP Constituye el estándar para conectores de cable UTP.
Consiste de un conector de plástico similar al conector del cable telefónico. La siglas RJ se refieren al estándar Registred Jack, creado por la industria telefónica. Este estándar define la colocación de los cables en su pin correspondiente.

18 Parámetros de un par trenzado
Para describir las limitaciones de un par trenzado se utilizan dos parámetros: Atenuación: Pérdida de la energía de la señal al propagarse Diafonía: Se produce por la inducción que provoca un conductor en otro cercano. Paradiafonía. Diafonía en extremo cercano. Se produce cuando un par transmite y el otro recibe. Parte de la potencia transmitida se induce en el par receptor en el extremo cercano, que es donde la potencia es mayor y donde la señal que se recibe está atenuada. Telediafonía. Diafonía en extremo lejano. Es el mismo efecto que la paradiafonía, pero en el extremo lejano del par trenzado.

19 Retardo de Propagación y Retardo de Distorsión
El retardo de propagación se define como la cantidad de tiempo necesaria para la transmisión de la señal sobre un simple par UTP de 100 ohmios (en cualquiera de los cuatro pares). Mientras que el retraso de distorsión es el retardo de propagación existente entre dos pares cualesquiera del mismo cable.

20 Par trenzado Apantallado (STP, FTP)
El blindaje o pantalla puede ser con cinta y malla (Shield Twist Pair) o solo con cinta metálica (Foil shield Twist Pair)

21 Empleo de los pares trenzados
Según estimaciones sobre el mercado mundial de sistemas de cableado, podemos observar cómo los sistemas apantallados, quizás debido a la dificultad de su instalación y al costo, no han tenido una gran aceptación ,como se deduce del estudio de WIT/ BSRIA sobre el mercado global a comienzos del siglo XXI: · 16 por ciento fibra · 6 por ciento coaxial, · 7 por ciento STP · 7 por ciento FTP · 64 por ciento UTP

22 Distribución en Europa
PAISES EUROPEOS Porcientos de empleo (%) UTP STP FTP Francia 17 4 79 Alemania 10 64 26 Italia 80 13 7 España 75 5 20 Inglaterra 86 2 12

23 Cables Coaxiales Consta de dos conductores, uno interno y otro externo, separados por un material aislante entre ellos y a su vez ambos están protegidos por otro material aislante. El conductor exterior es una malla que sirve de pantalla y la misma es referida a tierra ( trasmisión desbalanceada ), mientras que el conductor interno es un metal sólido. Conductor Interno Conductor Externo Material Aislante Funda Protectora

24 Características Permite una respuesta de frecuencia de cientos de MHz para señales analógicas. En la transmisión digital alcanza velocidades de hasta 50 Mbps en canales simples y mayores a 100 Mbps en canales múltiples. Predominan en las áreas metropolitanas, en redes de TV por cable con anchos de banda potencial de 300 Mhz. Ha sido uno de los más utilizados, producto de su buen ancho de banda, alta inmunidad al ruido y buena resistencia mecánica. Normas estándar de cables coaxiales son la RG-58 (50 W) y la RG-62 (75 W).

25 Características (I) Ventajas:
Mayores frecuencias y velocidades de transmisión que el par trenzado Menos susceptible que el par trenzado a interferencias y a diafonía Limitaciones: Atenuación, ruido térmico y ruido de intermodulación

26 Comparación

27 Conector para cable coaxial
El más usado es el conector BNC (son las siglas de Bayone-Neill-Concelman) Los conectores BNC pueden ser de tres tipos: normal, terminadores y conectores en T.

28 Líneas Energéticas (Powerline Communications , PLC)
Consiste en el empleo de las líneas energéticas como medio de transmisión (convertir las grandes redes de distribución energéticas en redes de datos) Actualmente se alcanzan razones de datos superiores a 1 Mbps. Los mayores potenciales para la Comunicación a través de las líneas de potencia están en: La última milla y en la redes en la residencia. Existen diferentes tecnologías de transmisión utilizadas por PLC: QPSK, OFDM, FSK y CDMA, no existiendo ninguna óptima.

29 Líneas Energéticas (Powerline Communications , PLC) (I)

30 Medios guiados Ópticos
Fibra Óptica: Consiste de una Fibra ultradelgada de vidrio o silicio fundido capaz de conducir energía de naturaleza óptica Propagación: El revestimiento posee un índice de refracción menor que el del núcleo La luz se propaga mediante reflexiones en el revestimiento de la fibra Núcleo de vidrio Revestimiento de vidrio Cubierta de plástico

31 Tipos de Fibras Ópticas
Se clasifica de acuerdo al diámetro del núcleo en micrones y la misma se expresa en su relación con el diámetro exterior hasta la terminación de la envoltura: 62.5/125 μm, 50/125 μm, 9/ 125 μm, etc.

32 Tipos de Fibras Ópticas
Monomodo La luz recorre una única trayectoria en el interior del núcleo Gran ancho de banda Para minimizar el número de reflexiones el núcleo es lo más estrecho posible (fabricación complicada) Multimodo Diámetro del núcleo mayor que en las fibras monomodo Mayor número de trayectorias de luz resultantes de las distintas reflexiones  dispersión de las componentes  disminución de la velocidad de propagación Tipos: multimodo de índice gradual y multimodo de índice de escala

33 Tipos de Fibras Ópticas
Fibras multimodo de índice de escala Diámetro núcleo: 50-60mm Diámetro recubrimiento: 125 mm Dispersión elevada Aplicaciones: transmisión de datos a baja velocidad o cables industriales de control

34 Tipos de Fibras Ópticas
Fibras monomodo de índice de escala Diámetro núcleo: 1-10mm Diámetro recubrimiento: 125 mm Dispersión baja Ancho de banda: varios GHz Fibras monomodo de índice gradual Diámetro núcleo: 50-60mm Velocidad mayor que en las fibras multimodo de índice de escala  reduce su dispersión

35 Tipos de Fibras Ópticas

36 Longitudes de Onda Típicamente la trasmisión es con fuentes de luz que tienen longitudes de onda de 850nm y 1300nm para Fibras MM, utilizándose LED. Mientras que para longitudes de onda de a 1550 nm las fuentes de luz son láser y las fibras del tipo SM.

37 Tipos de Fibras y Especificaciones Típicas

38 Fibra Óptica y sus conectores
Diferentes Conectores

39 Fibra Óptica vs Par Trenzado
La velocidad de propagación de una señal es de aproximadamente un 68 % de C ( Km. /s), mientras la velocidad de propagación de una señal u onda electromagnética en un alambre de cobre CAT 5 es de un 77 % de C ( Km/s) . Su principal ventaja sobre los alambres de cobre y coaxiales estriba en su capacidad de desempeño, pues un conductor de fibra óptica simple modo utilizando longitud de onda de nm permite transferir 20 Tbps ( Gbps) considerando un ancho de banda de 12.5 THz y una S/N de 20 dB. Mientras que un par de cobre está fuertemente presionado para transportar 1Gbps a 100 metros.

40 Fibra Óptica vs Par Trenzado (I)
Como la fibra óptica es un material dieléctrico que no conduce electricidad en ella no se inducen corrientes que puedan generar ruido (interferencia electromagnética - EMI) se emplea en lugares donde el ruido eléctrico interfiere en la integridad de los datos transmitidos y es imposible eliminarlo (ambientes industriales por ejemplo), además las fibras no radian ruido, no se convierten en fuente de interferencia para otras comunicaciones o para otros aparatos electrónicos. El peso de un cable de fibra es mucho menor que el de un cable de cobre normal, cualidad que la hace ideal para aplicaciones donde el peso es un factor crítico, como en submarinos, aviones o barcos.

41 Fibra Óptica vs Par Trenzado (II)
En los cables de cobre tradicionales la atenuación crece con la frecuencia de transmisión, cosa que no sucede en la fibra óptica donde la atenuación permanece constante o casi constante lo largo de la mayor parte del ancho de banda utilizable.

42 Medios de transmisión no guiados
Proporcionan un medio de transmitir las señales pero sin confinarlas Atmósfera, espacio exterior Transmisión inalámbrica Transmisión y recepción mediante antenas

43 Tipos de configuraciones:
Direccional La antena de transmisión emite la energía electromagnética concentrándola en un haz La antena emisora y receptora deben estar alineadas Omnidireccional La antena emite en todas las direcciones La señal puede ser recibida por varias antenas

44 Rangos de frecuencias Microondas 2 – 40 GHz
Comunicaciones direccionales Enlaces punto a punto y comunicaciones vía satélite Ondas de radio 30 Mhz – 1 GHz Aplicaciones omnidireccionales Infrarrojos 3x1011 – 2x1014 Hz Aplicaciones de índole local

45 Microondas terrestres
Las antenas se sitúan a una altura considerable para conseguir mayor separación entre ellas y salvar obstáculos Aplicaciones Servicios de telecomunicación a grande distancia: transmisión de televisión y voz Enlaces a corta distancia entre edificios Onda terrestre Superficie

46 Microondas por satélite
Satélite de comunicaciones Estación que retransmite microondas Enlace entre receptores /transmisores terrestres: estaciones base Recibe la señal en una banda de frecuencia (canal ascendente) y la retransmite en otro (canal descendente) Geoestacionario Aplicaciones Difusión de televisión Transmisión telefónica a larga distancia

47 Ondas de radio Ondas de radio Son omnidireccionales
No necesitan antenas parabólicas Las antenas no es necesario que estén alineadas Infrarrojos Se utilizan transmisores/receptores (transceivers) que modulan luz infrarroja no coherente Los transceivers deben estar alineados No pueden atravesar paredes (a diferencia de las microondas)

48 Resumen

49 Gracias