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FUNDAMENTOS DE REDES

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  1. FUNDAMENTOS DE REDES ING. FREDYS SIMANCA HERRERA FASIMANCAH@LIBERTADORES.EDU.CO

  2. Transmisiónde Datos

  3. Transmisión de Datos El éxito de la transmisióndepende de: • La calidad de la señalque se transmite. • Características de medios de transmisión.

  4. Terminología • La transmisión de datosocurre entre un transmisor y un receptor a través de un medio de transmisión.

  5. Terminología El medio de transmisiónpuedeserguiado o no guiado. En ambos casos la comunicaciónes en forma de ondaselectromagnéticas.

  6. Medios guiados • Las ondas son guiadas a lo largo de un caminofísico: • Ejemplos: • Par trenzado • Cable coaxial • Fibraóptica

  7. Medios no guiados • Proveen un mediopara la transmisión de ondaselectromagnéticaspero sin guiarlas: • Ejemplos: • Aire • Agua • Vacío

  8. Terminología • Enlace Directo (direct link) Camino de transmisión entre 2 dispositivos en el cual la señal se propagadirectamente del transmisor al receptor sin dispositivosintermedios. • Puedeincluirsóloamplificadores y/o repetidores.

  9. Terminología Un medioguiado de transmisiónes: • Punto a punto, siprovee un enlace directo entre 2 dispositivos y estos son los únicosdispositivosquecomparten el medio. • Multipunto, cuandomás de dos dispositivoscomparten el medio.

  10. Amplificador o Repetidor Medio Medio Medio Medio Amplificador o Repetidor Transmisor/ Receptor Transmisor/ Receptor Transmisor/ Receptor Transmisor/ Receptor Transmisor/ Receptor Transmisor/ Receptor Configuración de transmisiones guiadas • Punto a Punto 0 o más • Multipunto ….. ….. 0 o más

  11. Terminología • La transmisiónpuedeser: • simplex • half-duplex • full-duplex

  12. Simplex Se usacuando los datos son transmitidos en una sola dirección. Ejemplo: radio.

  13. Half-Duplex Se usacuando los datostransmitidosfluyen en ambasdirecciones, perosolamente en un sentido a la vez. Ejemplo?

  14. Full-duplex Esusadocuando los datos a intercambiarfluyen en ambasdireccionessimultáneamente. Ejemplo: ? • Teléfono

  15. Frecuencia, Espectro y Ancho de Banda • Frecuencia es una magnitud que mide el número de repeticiones por unidad de tiempo de cualquier fenómeno o suceso periódico

  16. Se denomina espectro electromagnético a la distribución energética del conjunto de las ondas electromagnéticas.

  17. Ancho de Banda. Para señales analógicas, el ancho de banda es la longitud, medida en Hz, del rango de frecuencias en el que se concentra la mayor parte de la potencia de la señal.

  18. Uso común • Es común denominar ancho de banda digital a la cantidad de datos que se pueden transmitir en una unidad de tiempo. • Por ejemplo, una línea ADSL de 256 kbit/s puede, teóricamente, enviar 256 000 bits (no bytes) por segundo. • Esto es en realidad la tasa de transferencia máxima permitida por el sistema, que depende del ancho de banda analógico, de la potencia de la señal, de la potencia de ruido y de la codificación de canal.

  19. Medios de Transmisión. Guiados y No Guiados

  20. Medios de Transmisión Guiados • Pares trenzados. Dos hilos conductores de cobre envueltos cada uno de ellos en un aislante y trenzado el uno alrededor del otro. • Así evitan que se separen físicamente y consiguen una impedancia característica bien definida. • Trenzar los cables incrementa la inmunidad frente a interferencias electromagnéticas.

  21. Medios de Transmisión Guiados • Juntar los pares reduce el crosstalk existente entre ellos, así como el campo creado alrededor de los mismos, dado que la corriente inducida sobre cada uno de los cables se ve prácticamente cancelada por la corriente que circula por el hilo de retorno del par.

  22. Pares trenzados.. • Varios pares trenzados se encapsulan con una cubierta protectora en un mismo cable (cables de pares apantallados). El aislante protege de la humedad al cable y los aísla eléctrica-mente unos de otros. Comúnmente se emplea polietileno, PVC...

  23. Pares Trenzados • Son los más utilizados hoy en día en las redes de voz y de datos, son pares de alambre de cobre aislados, típicamente de 1mm de espesor, siendo empleados en casi todos los lazos locales.

  24. Pares Trenzados • Hay dos tipos fundamentales: • Pares Trenzados No apantallados (Unshield Twist Pair, UTP) • Pares Trenzados Apantallados (Shield Twist Pair, STP)

  25. Pares Trenzados No apantallados • Los pares trenzados no apantallados (UTP) han sido utilizados durante mucho tiempo por las redes de voz y de datos. • En el caso de las redes de voz , estos son empleados desde las plantas telefónicas hasta los locales de los suscriptores, limitándose su respuesta de frecuencia a 4 KHz en las partes analógicas de dichas redes.

  26. Pares Trenzados No apantallados • A medida de que el desempeño de las redes LAN ha requerido de mayores exigencias, se han tenido que mejorar las características de transmisión y todo ello ha conducido a una mejoría en la calidad de los cables UTP. • Esto a su vez ha traído consigo una exigencia en cuanto al hardware de conexión, o sea los accesorios.

  27. Pares Trenzados No apantallados • Por lo que para asegurar un aceptable nivel de dependencia y de calidad en la transmisión, es necesario mirar el sistema de cableado como un todo en vez de verlo como una simple colección de cables y de accesorios de conexión.

  28. Par trenzado Apantallado

  29. Cable coaxial • Dos conductores cilíndricos concéntricos, entre los cuales se coloca generalmente algún tipo de material dieléctrico (polietileno, PVC). • Lleva una cubierta protectora que lo aísla eléctricamente y de la humedad.

  30. Cable coaxial • Los dos conductores del coaxial se mantienen concéntricos mediante unos pequeños discos. • El conductor externo hace de pantalla para que el coaxial sea muy poco sensible a interferencias y a la diafonía.

  31. Cable coaxial • Los cables coaxiales se utilizan para transmisión de datos a distancias que oscilan desde unos cientos de metros a algunos kilómetros (precisan de repetidores), con mayores velocidades de transmisión y ancho de banda, así como la conexión de un mayor número de terminales.

  32. Cable coaxial • Su respuesta en frecuencia es superior al par trenzado (hasta 400 MHz). Se limita algo con el ruido térmico y necesita amplificadores más frecuentemente que el par trenzado. Las interferencias eléctricas no tienen importancia en estos cables si la pantalla exterior carece de discontinuidades.

  33. Cable coaxial

  34. FIBRA OPTICA • La fibra óptica es un medio de transmisión empleado habitualmente en redes de datos; un hilo muy fino de material transparente, vidrio o materiales plásticos, por el que se envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir.

  35. FIBRA OPTICA • El haz de luz queda completamente confinado y se propaga por el núcleo de la fibra con un ángulo de reflexión por encima del ángulo límite de reflexión total. • La fuente de luz puede ser láser o un LED.

  36. ¿QUE ES LA FIBRA OPTICA? Revestimiento Núcleo Rayo de luz

  37. COMPARADA CON EL COBRE • La fibra tiene mucho mayor ancho de banda • La fibra tiene mucha menor atenuación • La fibra no se ve afectada por las interferencias electromagnéticas • La fibra no irradia fuerzas electromagnéticas • La fibra es pequeña y ligera

  38. Ventajas • Su ancho de banda es muy grande, gracias a técnicas de multiplexación por división de frecuencias (X-WDM), que permiten enviar hasta 100 haces de luz (cada uno con una longitud de onda diferente) a una velocidad de 10 Gb/s cada uno por una misma fibra, se llegan a obtener velocidades de transmisión totales de 1 Tb/s.

  39. Ventajas • Es inmune totalmente a las interferencias electromagnéticas. • Al permanecer el haz de luz confinado en el núcleo, no es posible acceder a los datos trasmitidos por métodos no destructivos. • Se puede instalar en lugares donde puedan haber sustancias peligrosas o inflamables, ya que no transmite electricidad.

  40. Desventajas • La alta fragilidad de las fibras. • Necesidad de usar transmisores y receptores más caros. • Los empalmes entre fibras son difíciles de realizar, especialmente en el campo, lo que dificulta las reparaciones en caso de ruptura del cable.

  41. Desventajas • No puede transmitir electricidad para alimentar repetidores intermedios. • La necesidad de efectuar, en muchos casos, procesos de conversión eléctrica-óptica.

  42. Teoría óptica básica Para Conseguir Reflexión Interna Total De La Luz En Una Fibra Óptica, Deben De Cumplirse Dos Condiciones. 1- El núcleo y el revestimiento deben ser ópticamente diferentes. 2- La luz debe entrar en la fibra con un ángulo mayor al ángulo crítico.

  43. Teoría óptica básica Revestimiento Nucleo Eje B A Angulo Angulo A es el Angulo Crítico. La N.A. (Apertura Numérica de la fibra) es la facilidad con la que la luz puede entrar en la fibra. Cuanto mayor es NA, mas facil es que la luz entre en la fibra Cono de aceptación

  44. DIFERENTES TIPOS DE FIBRA DE ACUERDO AL DIÁMETRO DEL NUCLEO

  45. TIPOS DE FIBRA • Las diferentes trayectorias que puede seguir un haz de luz en el interior de una fibra se denominan modos de propagación. • Según el modo de propagación tendremos dos tipos de fibra óptica: multimodo y monomodo.

  46. Fibras Multi-Modo • Una fibra multimodo es aquella en la que los haces de luz pueden circular por más de un modo o camino. • Esto supone que no llegan todos a la vez. • Una fibra multimodo puede tener más de mil modos de propagación de luz.

  47. Fibras Multi-Modo • Las fibras multimodo se usan comúnmente en aplicaciones de corta distancia, menores a 1 km; es simple de diseñar y económico. • Su distancia máxima es de 2 km y usan diodos láser de baja intensidad.

  48. Fibras Multi-Modo • El núcleo de una fibra multimodo tiene un índice de refracción superior, pero del mismo orden de magnitud, que el revestimiento.