Medios de Trasmisión
Un medio de transmisión es el canal que permite la transmisión de información entre dos terminales de un sistema de transmisión. La transmisión se realiza habitualmente empleando ondas electromagnéticas que se propagan a través del canal. A veces el canal es un medio físico y otras veces no, ya que las ondas electromagnéticas son susceptibles de ser transmitidas por el vacío.
Dependiendo de la forma de conducir la señal a través del medio, los medios de transmisión se pueden clasificar en dos grandes grupos: medios de transmisión guiados y medios de transmisión no guiados.
Medios de Transmisión Guiados.
En Medios de Transmisión Guiados, el ancho de banda o velocidad de transmisión dependen de la distancia y de si el enlace es punto a punto o multipunto. Los cables que utilizan los medios guiados son generalmente de metal (cobre, aluminio, etc.) y de fibra óptica. El cable se instala normalmente en el interior de los edificios o bien en conductos subterráneos. Los cables metálicos pueden presentar una estructura coaxial o de Par trenzado, y el cobre es el material preferido como núcleo de los elementos de transmisión de las redes
Dentro de los medios de transmisión guiados, los más utilizados en el campo de las comunicaciones y la interconexión de ordenadores son:
Cable coaxial
Consiste en un cable conductor interno (cilíndrico) separado de otro cable conductor externo por anillos aislantes o por un aislante macizo. Todo esto se recubre por otra capa aislante que es la funda del cable.
Este cable, aunque es más caro que el par trenzado, se puede utilizar a más larga distancia, con velocidades de transmisión superiores, menos interferencias y permite conectar más estaciones.
Se suele utilizar para televisión, telefonía a larga distancia, redes de área local, conexión de periféricos a corta distancia, etc. Se utiliza para transmitir señales analógicas o digitales. Sus inconvenientes principales son: atenuación, ruido térmico, ruido de intermodulación.
Para señales analógicas, se necesita un amplificador cada pocos kilómetros y para señales digitales un repetidor cada kilómetro. Este cable lo compone la maya y el vivo. Este tipo de cable ofrece una impedancia de 50 por metro. El tipo de conector es el RG58.
Existen básicamente dos tipos de cable coaxial.
- Banda Base: Es el normalmente empleado en redes de computadoras, con resistencia de 50 (Ohm), por el que fluyen señales digitales.
- Banda Ancha: Normalmente mueve señales analógicas, posibilitando la transmisión de gran cantidad de información por varias frecuencias, y su uso más común es la televisión por cable. Esto ha permitido que muchos usuarios de Internet tengan un nuevo tipo de acceso a la red, para lo cual existe en el mercado una gran cantidad de dispositivos, incluyendo módem para CATV.
Cables de pares trenzados
Es el medio guiado más barato y más usado. Consiste en un par de cables, embutidos para su aislamiento, para cada enlace de comunicación. Debido a que puede haber acoples entre pares, estos se trenza con pasos diferentes. La utilización del trenzado tiende a disminuir la interferencia electromagnética.
Este tipo de medio es el más utilizado debido a su bajo costo, pero su inconveniente principal es su poca velocidad de transmisión y su corta distancia de alcance. Con estos cables, se pueden transmitir señales analógicas o digitales.
Es un medio muy susceptible a ruido y a interferencias. Para evitar estos problemas se suele trenzar el cable con distintos pasos de torsión y se suele recubrir con una malla externa para evitar las interferencias externas.
Los pares sin apantallar son los más baratos aunque los menos resistentes a interferencias. A velocidades de transmisión bajas, los pares apantallados son menos susceptibles a interferencias, aunque son más caros y más difíciles de instalar.
Descripción rápida de los tipos:
- UTP: Normal con los 8 cables trenzados.
- STP: Cada par lleva una maya y luego todos con otra maya.
- FTP: Maya externa, como papel de plata.
Medios de Transmisión No Guiados.
Los medios no guiados o sin cables son medios en los cuales la transmisión como la recepción de información se lleva a cabo mediante antenas
Fibra óptica
Es el medio de transmisión de datos inmune a las interferencias por excelencia, por seguridad debido a que por su interior dejan de moverse impulsos eléctricos, proclives a los ruidos del entorno que alteren la información. Al conducir luz por su interior, la fibra óptica no es propensa a ningún tipo de interferencia electromagnética o electrostática.
Se trata de un medio muy flexible y muy fino que conduce energía de naturaleza óptica. Su forma es cilíndrica con tres secciones radiales: núcleo, revestimiento y cubierta.
El núcleo está formado por una o varias fibras muy finas de cristal o plástico. Cada fibra está rodeada por su propio revestimiento que es un cristal o plástico con diferentes propiedades ópticas distintas a las del núcleo. Alrededor de este conglomerado está la cubierta (constituida de material plástico o similar) que se encarga de aislar el contenido de aplastamientos, abrasiones, humedad, etc.
Es un medio muy apropiado para largas distancias e incluso últimamente para LAN. Sus beneficios frente a cables coaxiales y pares trenzados son:
- Permite mayor ancho de banda.
- Menor tamaño y peso.
- Menor atenuación.
- Aislamiento electromagnético.
- Mayor separación entre repetidores.
Generalmente esta luz es de tipo infrarrojo y no es visible al ojo humano. La modulación de esta luz permite transmitir información tal como lo hacen los medios eléctricos Su rango de frecuencias es todo el espectro visible y parte del infrarrojo.
El método de transmisión es: los rayos de luz inciden con una gama de ángulos diferentes posibles en el núcleo del cable, entonces sólo una gama de ángulos conseguirán reflejarse en la capa que recubre el núcleo.
Las fibras ópticas se clasifican de acuerdo al modo de propagación que dentro de ellas describen los rayos de luz emitidos .En esta clasificación existen tres tipos .Los tipos de dispersión de cada uno de los modos pueden ser apreciados.
Monomodo: En este tipo de fibra los rayos de luz transmitidos por la fibra viajan linealmente. Si se reduce el radio del núcleo, el rango de ángulos disminuye hasta que sólo sea posible la transmisión de un rayo, el rayo axial, y a este método de transmisión de Este tipo de fibra puede ser considerada como el modelo más sencillo de fabricar y sus aplicaciones son concretas.
Multimodo: Son precisamente esos rayos que inciden en un cierto rango de ángulos los que irán rebotando a lo largo del cable hasta llegar a su destino.
Los inconvenientes del modo multimodal es que debido a que dependiendo al ángulo de incidencia de los rayos, estos tomarán caminos diferentes y tardarán más o menos tiempo en llegar al destino, con lo que se puede producir una distorsión ( rayos que salen antes pueden llegar después ), con lo que se limita la velocidad de transmisión posible.
Hay un tercer modo de transmisión que es un paso intermedio entre los anteriormente comentados y que consiste en cambiar el índice de refracción del núcleo. A este modo se le llama multimodo de índice gradual.
Los emisores de luz utilizados son: LED (de bajo costo, con utilización en un amplio rango de temperaturas y con larga vida media) y ILD (más caro, pero más eficaz y permite una mayor velocidad de transmisión).
Microondas
En estos sistemas se utiliza el espacio aéreo como medio físico de transmisión. La información se transmite de forma digital a través de las ondas de radio de muy corta longitud (unos pocos centímetros). Pueden direccionarse múltiples canales o múltiples estaciones dentro de un enlace dado, o pueden establecerse enlaces punto a punto.
Estructura:
Las estaciones consiste en una antena tipo plato y de circuitos que se interconectan la antena con terminal del usuario.
La transmisión es en línea recta y por lo tanto se ve afectada por accidentes geográficos, edificios, bosques, mal tiempo, etc. El alcance promedio es de 40 km. en la tierra. Una de las principales ventajas importantes es la capacidad de poder transportar miles de canales de voz a grandes distancias a través de repetidoras, a la vez que permite la transmisión de datos en su forma natural.
Tres son las formas más comunes de utilización en redes de procesamiento de datos:
- Redes entre ciudades, usando la red telefónica publica en muchos países latinoamericanos está basada en, microondas) con antenas repetidoras terrestres.
- Redes metropolitanas privadas y para aplicaciones específicas.
- Redes de largo alcance con satélites.
En caso de utilización de satélites, las antenas emisoras, repetidoras o receptoras pueden ser fijas (terrenas) o móviles (barcos, etc).
Infrarrojo
El uso de la luz infrarroja se puede considerar muy similar a la transmisión digital con microondas. El haz infrarrojo puede ser producido por un láser o un LED.
Los dispositivos emisores y receptores deben ser ubicados “a la vista” uno del otro. Su velocidad de transmisión de hasta 100 Kbps puede ser soportadas a distancias hasta de 16 km. Reduciendo la distancia a 1.6 Km. Se puede alcanzar 1.5 Mbps.
La conexión es de punto a punto. El uso de esta técnica tiene ciertas desventajas. El haz infrarrojo es afectado por el clima, interferencia atmosférica y por obstáculos físicos. Como contrapartida, tiene inmunidad contra el ruido magnético o sea la interferencia eléctrica.
Existen varias ofertas comerciales de esta técnica, su utilización no está difundida en redes locales, tal vez por sus limitaciones en la capacidad de establecer ramificaciones en el enlace, entre otras razones.
Satélite
Es un dispositivo que actúa como “reflector” de las emisiones terrenas. Es decir que es la extensión al espacio del concepto de “torre de microondas”. Los satélites “reflejan” un haz de microondas que transportan información codificada. La función de “reflexión” se compone de un receptor y un emisor que operan a diferentes frecuencias a 6 Ghz. Y envía (refleja) a 4 Ghz. Por ejemplo.
Los satélites giran alrededor de la tierra en forma sincronizada con esta a una altura de 35,680 km. En un arco directamente ubicado sobre el ecuador. Esta es la distancia requerida para que el satélite gire alrededor de la tierra en 24 horas. , Coincidiendo que da la vuelta completa de un punto en el Ecuador.
El espaciamiento o separación entre dos satélites de comunicaciones es de 2,880kms. Equivalente a un ángulo de 4°, visto desde la tierra. La consecuencia inmediata es que el número de satélites posibles a conectar de esta forma es infinito.
Medios de Transmisión Según su sentido.
Simplex
Este modo de transmisión permite que la información discurra en un solo sentido y de forma permanente. Con esta fórmula es difícil la corrección de errores causados por deficiencias de línea (por ejemplo, la señal de TV).
Half-duplex
En este modo la transmisión fluye en los dos sentidos, pero no simultáneamente, solo una de las dos estaciones del enlace punto a punto puede transmitir. Este método también se denomina en dos sentidos alternos (p. ej., el walkie-talkie).
Full-duplex
Es el método de comunicación más aconsejable puesto que en todo momento la comunicación puede ser en dos sentidos posibles, es decir, que las dos estaciones simultáneamente pueden enviar y recibir datos y así pueden corregir los errores de manera instantánea y permanente.
Topologías para Redes
La topología o forma lógica de una red se define como la
forma de tender el cable a estaciones de trabajo individuales; por muros,
suelos y techos del edificio. Existe un número de factores a considerar para
determinar cual topología es la más apropiada para una situación dada, también
se define como la configuración adoptada por las estaciones de trabajo para
conectarse entre sí.
Los estudios de topología de red reconocen ocho tipos
básicos de topologías:
Punto a punto (abreviadamente PtP).
Las redes punto a punto son aquellas que responden a un tipo
de arquitectura de red en las que cada canal de datos se usa para comunicar
únicamente dos nodos, en cada posición a las redes multipunto. En esta red, los
dispositivos en red actúan como socios iguales, o pares entre sí. Como pares,
cada dispositivo puede tomar el rol de esclavo o la función de maestro.
En bus.
Una red en bus es aquella topología que se caracteriza por
tener un único canal de comunicaciones (denominado bus, troncal o backbone) al
cual se conectan los diferentes dispositivos. De esta forma todos los dispositivos
comparten el mismo canal para comunicarse entre sí y permite que todas las
estaciones reciban la información que se transmite, una estación transmite y
todas las restantes escuchan. Para construir una red en bus Los extremos del
cable se terminan con una resistencia de acople denominada terminador, que
además de indicar que no existen más ordenadores en el extremo, permiten cerrar
el bus por medio de un acople de impedancias. Todos los nodos de la red están
unidos a este cable: el cual recibe el nombre de "Backbone Cable".
Tanto Ethernet como Local Talk pueden utilizar esta topología.
El bus es pasivo, no se produce regeneración de las señales
en cada nodo. Los nodos en una red de "bus" transmiten la información
y esperan que ésta no vaya a chocar con otra información transmitida por otro
de los nodos. Si esto ocurre, cada nodo espera una pequeña cantidad de tiempo
al azar, después intenta retransmitir la información.
En estrella.
Una red en estrella es una red en la cual las estaciones
están conectadas directamente a un punto central y todas las comunicaciones se
han de hacer necesariamente a través de este. Los dispositivos no están
directamente conectados entre sí, además de que no se permite tanto tráfico de
información. Dada su transmisión, una red en estrella activa tiene un nodo
central activo que normalmente tiene los medios para prevenir problemas
relacionados con el eco. Este esquema tiene una ventaja al tener un panel de
control que monitorea el tráfico y evita las colisiones y una conexión
interrumpida no afecta al resto de la red. Se utiliza sobre todo para redes
locales. La mayoría de las redes de área local que tienen un enrutador
(router), un conmutador (switch) o un concentrador (hub) siguen esta topología.
El nodo central en estas sería el enrutador, el conmutador o el concentrador,
por el que pasan todos los paquetes de usuarios.
En anillo o circular.
Una red en anillo es una topología de red en la que cada
estación tiene una única conexión de entrada y otra de salida. Cada estación tiene
un receptor y un transmisor que hace la función de traductor, pasando la señal
a la siguiente estación. Las señales circulan en un solo sentido alrededor del
círculo, regenerándose en cada nodo. Con esta metodología, cada nodo examina la
información que es enviada a través del anillo. Si la información no está
dirigida al nodo que la examina, la pasa al siguiente en el anillo. La
desventaja del anillo es que si se rompe una conexión, se cae la red completa.
En este tipo de red la comunicación se da por el paso de un token o testigo,
que se puede conceptualizar como un cartero que pasa recogiendo y entregando
paquetes de información, de esta manera se evitan eventuales pérdidas de
información debidas a colisiones.
En un anillo doble (Token Ring), dos anillos permiten que
los datos se envíen en ambas direcciones (Token passing). Esta configuración
crea redundancia (tolerancia a fallos). Evita las colisiones.
En malla.
La topología de red mallada es una topología de red en la
que cada nodo está conectado a todos los nodos. De esta manera es posible
llevar los mensajes de un nodo a otro por distintos caminos. Si la red de malla
está completamente conectada, no puede existir absolutamente ninguna
interrupción en las comunicaciones. Cada servidor tiene sus propias conexiones
con todos los demás servidores.
Las redes de malla son auto ruteables. La red puede
funcionar, incluso cuando un nodo desaparece o la conexión falla, ya que el
resto de los nodos evitan el paso por ese punto. En consecuencia, la red malla,
se transforma en una red muy confiable.
Es una opción aplicable a las redes sin hilos (wireless), a
las redes cableadas (wired) y a la interacción del software de los nodos.
En árbol
Esta estructura se utiliza en aplicaciones de televisión por
cable, sobre la cual podrían basarse las futuras estructuras de redes que
alcancen los hogares. También se ha utilizado en aplicaciones de redes locales
analógicas de banda ancha.
Híbrida.
El bus lineal, la estrella y el anillo se combinan algunas
veces para formar combinaciones de redes híbridas.
Anillo en Estrella: Esta topología se utiliza con el fin de
facilitar la administración de la red. Físicamente, la red es una estrella
centralizada en un concentrador, mientras que a nivel lógico, la red es un
anillo.
"Bus" en Estrella: El fin es igual a la topología
anterior. En este caso la red es un "bus" que se cablea físicamente
como una estrella por medio de concentradores.
Estrella Jerárquica: Esta estructura de cableado se utiliza
en la mayor parte de las redes locales actuales, por medio de concentradores
dispuestos en cascada para formar una red jerárquica.
Cadena margarita (o daisy chain)
Es una sucesión de enlaces tal que un dispositivo A es
conectado a un dispositivo B, el mismo dispositivo B a un dispositivo C, este
dispositivo C a un dispositivo D, y así sucesivamente.
Las conexiones no forman redes (en el ejemplo anterior, el
dispositivo C no puede ser directamente conectado al dispositivo A), estas no
hacen retorno de lazo desde el último dispositivo al primero. La cadena
margarita o daisy chain se puede usar en fuentes de potencia, señales
analógicas, datos digitales, o en una combinación de éstas.
Cableado estructurado
El cableado estructurado consiste en el tendido de un cable
UTP,STP en el interior de un edificio con el propósito de implantar una red de
área local. Suele tratarse de cable de par trenzado de cobre, para redes de
tipo IEEE 802.3. No obstante, también puede tratarse de fibra óptica o cable
coaxial.
El sistema de cableado horizontal es la porción del sistema de cableado de telecomunicaciones que se extiende del área de trabajo al cuarto de telecomunicaciones o viceversa. El cableado horizontal consiste de dos elementos básicos:
Rutas y Espacios Horizontales (también llamado "sistemas de distribución horizontal"). Las rutas y espacios horizontales son utilizados para distribuir y soportar cable horizontal y conectar hardware entre la salida del área de trabajo y el cuarto de telecomunicaciones. Estas rutas y espacios son los "contenedores" del cableado Horizontal.
1.- Si existiera cielo raso suspendido se recomienda la utilización de canaletas para transportar los cables horizontales.
2.- Una tubería de ¾ in por cada dos cables UTP.
3.- Una tubería de 1in por cada cable de dos fibras ópticas.
4.- Los radios mínimos de curvatura deben ser bien implementados.
El cableado horizontal incluye:
- Las salidas (cajas/placas/conectores) de telecomunicaciones en el área de trabajo. En inglés: Work Area Outlets (WAO).
- Cables y conectores de transición instalados entre las salidas del área de trabajo y el cuarto de telecomunicaciones.
- Paneles de empalme (patch panels) y cables de empalme utilizados para configurar las conexiones de cableado horizontal en el cuarto de telecomunicaciones.
Medios reconocidos: se reconocen tres tipos de cables para el sistema de cableado horizontal:
- Cables de par trenzado sin blindar (UTP) de 100 ohm y cuatro pares.
- Cables de par trenzado blindados (STP) de 150 ohm y cuatro pares .
- Cables de fibra óptica multimodo de 62.5/125 um y dos fibras.
Cableado vertebral, vertical, troncal o backbone
El propósito del cableado del backbone es proporcionar interconexiones entre cuartos de entrada de servicios de edificio, cuartos de equipo y cuartos de telecomunicaciones. El cableado del backbone incluye la conexión vertical entre pisos en edificios de varios pisos. El cableado del backbone incluye medios de transmisión (cable), puntos principales e intermedios de conexión cruzada y terminaciones mecánicas. El cableado vertical realiza la interconexión entre los diferentes gabinetes de telecomunicaciones y entre estos y la sala de equipamiento.
El backbone de datos se puede implementar con cables UTP y/o con fibra óptica. En el caso de decidir utilizar UTP, el mismo será de categoría 5e, 6 o 6A y se dispondrá un número de cables desde cada gabinete al gabinete seleccionado como centro de estrella.
En dichos gabinetes se dispone generalmente de las siguientes secciones:
- Acometida de los puestos de trabajo: 2 cables UTP llegan desde cada puesto de trabajo.
- Acometida del backbone telefónico: cable multipar que puede determinar en regletas de conexión o en “patch panels”.
- Acometida del backbone de datos: cables de fibra óptica que se llevan a una bandeja de conexión adecuada.
- Electrónica de la red de datos: Hubs, Switches, Bridges y otros dispositivos necesarios.
- Alimentación eléctrica para dichos dispositivos.
- Iluminación interna para facilitar la realización de trabajos en el gabinete.
- Ventilación a fin de mantener la temperatura interna dentro de límites aceptables.
