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FUNDAMENTOS DE REDES. ING. FREDYS SIMANCA HERRERA FASIMANCAH@LIBERTADORES.EDU.CO. Transmisión de Datos. Transmisión de Datos. El éxito de la transmisión depende de : La calidad de la señal que se transmite . Características de medios de transmisión . Terminología.

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fundamentos de redes

FUNDAMENTOS DE REDES

ING. FREDYS SIMANCA HERRERA

FASIMANCAH@LIBERTADORES.EDU.CO

transmisi n de datos1
Transmisión de Datos

El éxito de la transmisióndepende de:

  • La calidad de la señalque se transmite.
  • Características de medios de transmisión.
terminolog a
Terminología
  • La transmisión de datosocurre entre un transmisor y un receptor a través de un medio de transmisión.
terminolog a1
Terminología

El medio de transmisiónpuedeserguiado o no guiado.

En ambos casos la comunicaciónes en forma de ondaselectromagnéticas.

medios guiados
Medios guiados
  • Las ondas son guiadas a lo largo de un caminofísico:
  • Ejemplos:
    • Par trenzado
    • Cable coaxial
    • Fibraóptica
medios no guiados
Medios no guiados
  • Proveen un mediopara la transmisión de ondaselectromagnéticaspero sin guiarlas:
  • Ejemplos:
    • Aire
    • Agua
    • Vacío
terminolog a2
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.
terminolog a3
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.
slide10

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

terminolog a4
Terminología
  • La transmisiónpuedeser:
    • simplex
    • half-duplex
    • full-duplex
simplex
Simplex

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

half duplex
Half-Duplex

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

full duplex
Full-duplex

Esusadocuando los datos a intercambiarfluyen en ambasdireccionessimultáneamente. Ejemplo: ?

  • Teléfono
frecuencia espectro y ancho de banda
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
slide16

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

slide18

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.

slide19

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.
medios de transmisi n guiados
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.
slide22

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.
slide23
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...
slide24

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.
pares trenzados
Pares Trenzados
  • Hay dos tipos fundamentales:
  • Pares Trenzados No apantallados (Unshield Twist Pair, UTP)
  • Pares Trenzados Apantallados (Shield Twist Pair, STP)
pares trenzados no apantallados
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.
pares trenzados no apantallados1
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.
slide28

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.
cable coaxial
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.
cable coaxial1
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.
cable coaxial2
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.
slide33

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.
fibra optica
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.
fibra optica1
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.
slide37

¿QUE ES LA FIBRA OPTICA?

Revestimiento

Núcleo

Rayo de luz

slide38

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
ventajas
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.
ventajas1
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.
desventajas
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.
desventajas1
Desventajas
  • No puede transmitir electricidad para alimentar repetidores intermedios.
  • La necesidad de efectuar, en muchos casos, procesos de conversión eléctrica-óptica.
slide43

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.

slide44

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

slide46

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.
fibras multi modo
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.
fibras multi modo1
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.
fibras multi modo2
Fibras Multi-Modo
  • El núcleo de una fibra multimodo tiene un índice de refracción superior, pero del mismo orden de magnitud, que el revestimiento.
fibras multi modo3
Fibras Multi-Modo
  • Debido al gran tamaño del núcleo de una fibra multimodo, es más fácil de conectar y tiene una mayor tolerancia a componentes de menor precisión.
fibras multi modo4
Fibras Multi-Modo
  • Dependiendo el tipo de índice de refracción del núcleo, tenemos dos tipos de fibra multimodo:
    • Índice escalonado: en este tipo de fibra, el núcleo tiene un índice de refracción constante en toda la sección cilíndrica.
    • Índice gradual: mientras en este tipo, el índice de refracción no es constante, el núcleo se constituye de distintos materiales.
fibra monomodo
Fibra Monomodo
  • Sólo se propaga un modo de luz.
  • Se logra reduciendo el diámetro del núcleo de la fibra hasta un tamaño (8,3 a 10 micrones) que sólo permite un modo de propagación.
fibra monomodo1
Fibra Monomodo
  • Su transmisión es paralela al eje de la fibra. A diferencia de las fibras multimodo, las fibras monomodo permiten alcanzar grandes distancias (hasta 300 km máximo, mediante un láser de alta intensidad) y transmitir elevadas tasas de información (decenas de Gb/s).
slide55

CONSTRUCCION TIPICA DE FIBRA

Revestimiento 125um

Núcleo 62.5um

Protección primaria 250um

Fibra óptica con protección primaria

slide56

CABLES DE FIBRA OPTICA

TIPOS DE CABLES POR SU ENTORNO

Interior - Materiales ignífugos

- Baja resistencia a fluidos y UV

Exterior - Antihumedad, resistentes a UV

- Materiales inflamables, como ...

- ... polietileno y petrolatos

Universal - Antihumedad, resistentes a UV

- Utilizable en interior y exterior

- Baja flamabilidad

slide57

Relleno de gel

BICC Brand-Rex Ltd

6 tubos rellenos de gel

colocados helicoidalmente

alrededor del elemento central

hasta 12 fibras por tubo

CABLES DE FIBRA OPTICA

CABLES DE PROTECCION HOLGADA

Elemento central dieléctrico

Cubierta de Polietileno

Atadura

Para Ducto, no metálico “S-NM”

slide58

6 tubos rellenos de gel

colocados helicoidalmente

alrededor del elemento central

hasta 12 fibras por tubo

CABLES DE FIBRA OPTICA

CABLES DE PROTECCION HOLGADA

Barrera antihumedad

Elemento central dieléctrico

BICC Brand-Rex Ltd

Cubierta LSF/0H

Interior/Exterior “S-LX”

slide59

6 tubos rellenos de gel

colocados helicoidalmente

alrededor del elemento central

hasta 12 fibras por tubo

CABLES DE FIBRA OPTICA

CABLES DE PROTECCION HOLGADA

Cubierta LSF/0H

Atadura

Elemento central dieléctrico

BICC Brand-Rex Ltd

Barrera antihumedad

Polietileno

Universal - no metálico “S-NM LU”

slide60

Relleno de gel

BICC Brand-Rex Ltd

6 tubos rellenos de gel

colocados helicoidalmente

alrededor del elemento central

Armadura de hilos

hasta 12 fibras por tubo

de acero galvanizado

CABLES DE FIBRA OPTICA

CABLES ARMADOS

Elemento central de acero

Cubierta Polietileno

Cubierta PVC

.

Cinta de Aluminio

Barrera antihumedad

Atadura

Armadura de hilos de acero “S-MB-SWA”

slide61

6 tubos rellenos de gel

colocados helicoidalmente

alrededor del elemento central

hasta 12 fibras por tubo

CABLES DE FIBRA OPTICA

CABLES ARMADOS

Atadura

Barrera antihumedad

Elemento central dieléctrico

BICC Brand-Rex Ltd

Armadura de cinta

de acero corrugado

Cubierta Polietileno

Armadura acero corrugado “S-G-STA”

slide62

Hasta 12 fibras en un tubo

relleno con gel

CABLES DE FIBRA OPTICA

CABLES SUPERTUBO

Capa de fibras de aramida

como elementos de refuerzo

BICC Brand-Rex Ltd

Cubierta Exterior

material LSF/0H

Supertubo “LU”

slide63

hasta 12 fibras en un tubo

relleno con gel

CABLES DE FIBRA OPTICA

CABLES SUPERTUBO

Capa de fibras de aramida

como elementos de refuerzo

Barrera antihumedad

BICC Brand-Rex Ltd

Cubierta Exterior

material LSF/0H

Supertubo “NMLU”

slide64

Protección exterior

nylon 900 um

Buffer intermedio

silicona 410um

Nucleo

50, 62.5 o

Monomodo

CABLES DE FIBRA OPTICA

FIBRA OPTICA DE PROTECCION AJUSTADA

Protección primaria 250um

Cladding 125um

slide65

CABLES DE FIBRA OPTICA

CABLES DE FIBRA OPTICA

BICC Brand-Rex Ltd

Latiguillo Duplex

"T2ZL"

900um Fibra ajustada

Cubierta LSF/0H

Duplex plano "T2L"

BICC Brand-Rex Ltd

slide66

Fibras de aramida

Barrera antihumedad

Cubierta LSF/0H

Hasta 24 fibras de protección

ajustada

CABLES DE FIBRA OPTICA

CABLES DE FIBRA OPTICA

BICC Brand-Rex Ltd

Universal, distribución “C-NMLU”

slide67

CONECTORES DE FIBRA OPTICA

El conector mas utilizado en transmisión de datos es el conector ST

Pero el “SC” se especifica en la norma ISO 11801

slide68

¿COMO CONECTARLOS?

Dos conectores ópticos se conectan utilizando un pequeño accesorio llamado de múltiples formas: las mas usuales son “adaptador” y “acoplador”.

ADAPTADOR SC ADAPTADOR ST

slide69

EMPALMES DE FIBRA OPTICA

Existen dos métodos:

  • Empalme por fusión
  • Empalme mecánico
slide70

EMPALMES DE FIBRA OPTICA

Empalme mecánico

medios de transmisi n no guiados
Medios de Transmisión No Guiados

Los medios no guiados son aquellos donde la señal se transmite por el aire. Permiten la configuración de las redes inalámbricas (o redes WIFI o redes wireless-WLAN)

Los medios utilizados son:

  • La telefonía móvil.
  • Los enlaces por microondas.
  • Las ondas de radio.
  • Los infrarrojos.
  • El láser.
ventajas2
Ventajas
  • Como ventajas destacamos la libertad de movimientos y la posibilidad de instalación de ET en ubicaciones de difícil acceso.
  • Destaca también la sencilla reubicación de las ET y su consecuente rapidez en instalación.
  • En cambio, adolecen de la ausencia de estándares muy consolidados en el mercado.
la telefon a celular
LA TELEFONÍA CELULAR
  • La TELEFONÍA CELULAR es un medio caro.
  • Requiere circuitería especial que mantenga la pérdida de señal cuando el circuito se alterna entre una célula y otra.

Desventajas:

la telefon a celular1
LA TELEFONÍA CELULAR
  • Las velocidades de transmisión son bajas.
  • Todas estas desventajas hacen que la comunicación celular se utilice poco, o únicamente para archivos muy pequeños.
la telefon a celular2
LA TELEFONÍA CELULAR
  • Pero se espera que con los avances en la compresión de datos, seguridad y algoritmos de verificación de errores permita mejores perspectivas.
las microondas
LAS MICROONDAS
  • Las MICROONDAS cubren el espectro de los 2 a los 40 GHz; de anchos de banda altos (la velocidad aumenta con la frecuencia).
las microondas1
LAS MICROONDAS
  • Sus prestaciones son muy buenas y tienen múltiples aplicaciones como la transmisión de vídeo y de voz.
  • Permite transmisiones a larga distancia, sin muchos repetidores, pero exigen que las antenas estén alineadas.
slide78

LAS MICROONDAS

  • Se usan en enlaces punto-a-punto sobre distancias cortas, como circuitos cerrados de televisión, interconexión de redes locales y transmisión entre edificios.
  • Como problemas presenta la atenuación que depende de la longitud de onda y de la meteorología (a partir de los 10 MHz aumenta mucho la atenuación a causa de la lluvia
las ondas de radio
LAS ONDAS DE RADIO
  • Las ONDAS DE RADIO son fáciles de generar, pueden viajar distancias largas y penetrar edificios sin problemas, de modo que se utilizan mucho en la comunicación, tanto de interiores como de exteriores. Son omnidireccionales, por lo que no necesitaremos antenas parabólicas.
las ondas de radio1
LAS ONDAS DE RADIO
  • Utilizarán la banda comprendida entre 30 MHz - 1GHz, para transmitir señales FM, TV (UHF, VHF), datos...
  • Son sensibles a interferencias de diverso tipo. Alcanzan velocidades del orden de los 15 Mbps
las ondas de radio2
LAS ONDAS DE RADIO
  • La distancias máximas aconsejables rozan los 500 mts.
  • A bajas frecuencias, las ondas cruzan bien los obstáculos, pero la potencia se reduce drásticamente con la distancia a la fuente. A frecuencias altas, las ondas de radio tienden a viajar en línea recta y a rebotar en los obstáculos.
las ondas de radio3
LAS ONDAS DE RADIO

Las ondas de Radio son un tipo de ondas electromagnéticas, lo cual confiere tres ventajas importantes:

  • No es necesario un medio físico para su propagación, las ondas electromagnéticas pueden propagarse incluso por el vacío.
  • La velocidad es la misma que la de la luz, es decir 300.000 Km/seg.
  • Objetos que a nuestra vista resultan opacos son transparentes a las ondas electromagnéticas.
slide84

LAS ONDAS DE RADIO

No obstante las ondas electromagnéticas se atenúan con la distancia, de igual forma y en la misma proporción que las ondas sonoras.

Pero esta desventaja es posible minimizarla empleando una potencia elevada en la generación de la onda, además que tenemos la ventaja de la elevada sensibilidad de los receptores.

slide85

Las ondas de radio son generadas aplicando una corriente alterna de radiofrecuencia a un antena.La antena es un conductor eléctrico de características especiales que debido a la acción de la señal aplicada genera campos magnéticos y eléctricos variables a su alrededor, produciendo la señal de radio en forma de ondas electromagnéticas.

LAS ONDAS DE RADIO

slide86

LAS ONDAS DE RADIO

  • Estas ondas se transmiten desde un punto central (la antena emisora) de forma radial y en todas direcciones, pero podemos diferenciar tres formas de transmisión:
  • Onda de Tierra
  • Onda visual o directa
  • Onda espacial
slide87

LAS ONDAS DE RADIO

  • Onda de tierra: en principio las ondas de radio se desplazan el línea recta, atravesando la mayoría de los objetos que estén en su camino con mayor o menor atenuación.
slide88

LAS ONDAS DE RADIO

  • Las pérdidas por dicha atenuación dependen de la frecuencia de la transmisión y de las características eléctricas de la tierra o el material atravesado.
  • En términos generales a menor frecuencia mayor es el alcance de la onda y cuanta menor sea la densidad del material más fácil será atravesarlo.
slide89

LAS ONDAS DE RADIO

  • Onda visual o directa: es refractada en la baja atmósfera (refractación troposférica) debido a los cambios en la conductividad relativa en sus capas.
slide90

LAS ONDAS DE RADIO

  • Onda espacial: la atenuación en el aire es muy pequeña, lo que hace que la onda pueda alcanzar las capas altas de la atmósfera (ionosfera) y ser reflejada en su mayor parte de vuelta a tierra.
slide91
El mayor inconveniente que tendremos es que la transmisión de estos tres frentes no se hace a la misma velocidad, ya que las ondas reflejadas se retrasan con respecto a la onda directa, produciendose un desfase que genera ruido (e incluso llegando a anular la onda si el desfase es de 180 grados). Para reducir este este efecto hay que elevar la antena, ya que aumentando la altura se disminuye el ángulo de desfase.
slide92

Otro inconveniente es que en onda media la onda espacial no regresa a tierra durante el día pero sí durante la noche, debido a que la altura de la ionosfera se reduce.

  • En cuanto a onda corta tenemos adicionalmente el inconveniente que a partir de una frecuencia crítica las ondas no son reflejadas a tierra y escapan al espacio.
los infrarrojos
LOS INFRARROJOS
  • Los INFRARROJOS se usan mucho para la comunicación de corto alcance.
  • se propagan en línea recta. No precisan licencias administrativas.
  • Alcanzan los 200 mts.
los infrarrojos1
LOS INFRARROJOS
  • No pueden atravesar obstáculos.
  • Rapidez en la instalación, ya que no es necesario tener ningún permiso.
  • Imposibilidad de establecer enlaces en medios abiertos debido al cambio de las condiciones climatológicas, que pueden actuar a modo de obstáculos.
laser o transmision por ondas de luz
LASER O TRANSMISION POR ONDAS DE LUZ
  • Permite conectar las LAN de dos edificios o dos segmentos de una misma red por medio de láseres montados en la parte mas alta de los edificios.
  • Esta señalización óptica es unidireccional por lo que cada edificio necesita su propio láser y su propio foto detector.
laser o transmision por ondas de luz1
LASER O TRANSMISION POR ONDAS DE LUZ
  • Este esquema ofrece un ancho de banda muy alto y un costo muy bajo. Fácil de instalar y no requiere de licencia.
  • Por ser un haz muy estrecho tiene ventajas pero también es una debilidad.
  • La desventaja es que los rayos láser no pueden penetrar la lluvia ni la niebla densa, funcionan bien en días soleados.