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Medios de transmisión: Par trenzado, cable coaxial, fibras ópticas y comunicación por satélite
- 1. MEDIOS DE TRANSMISIÓN Luis Alonso Arroyave Lopera
- 2. Cable coaxial Par trenzado Fibras ópticas MEDIOS DE TRANSMISIÓN Transmisión por Comunicación trayectoria óptica por satélite
- 3. PAR TRENZADO Medio de transmisión más antiguo y muy utilizado. Consiste en dos alambres de cobre aislados, que se tuercen en forma helicoidal Su aplicación más frecuente se encuentra en el sistema telefónico. Se puede utilizar tanto para transmisión analógica como digital y su ancho de banda depende del calibre del alambre.
- 4. TIPOS DE PARES TRENZADOS No blindado Blindado Uniforme Es el cable de par Cada par se cubre Cada par es trenzado trenzado normal. con una malla de modo uniforme y Ventajas: bajo costo metálica y el conjunto se realiza un blindaje y fácil manejo. de pares se recubre global de todos los con una lámina pares. Desventaja: tasa de blindada. error mayor Ventajas: similares Ventaja: reduce la características al tasa de error. cable blindado, costo Desventaja: mayor inferior costo Desventaja: confección sofisticada
- 5. CABLE COAXIAL Medio de transmisión muy utilizado, cuya existencia se reporta desde los años 40. Consta de un conductor interno de cobre sólido (núcleo) cubierto por un material aislante. Esta construcción garantiza una buena combinación: gran ancho de banda con excelente inmunidad al ruido. Se emplea tanto en líneas para transmisión a larga distancia, como en redes de área local.
- 6. ESQUEMA DEL CABLE COAXIAL FOTO ORIGINAL: http://www.flickr.com/pho tos/34853415@N06/336 6828178/sizes/m/in/phot ostream/ VENTAJA DESVENTAJA Alta capacidad de Grosor que limita su empleo en transmisión y resistencia pequeños conductos eléctricos a las interferencias y en ángulos muy agudos
- 7. SISTEMA DE TRANSMISIÓN POR FIBRAS ÓPTICAS Fibra de vidrio o Medio de transmisión silicio Componentes de un sistema de Fuente de luz Diodo emisor de trasmisión óptica luz o diodo láser. Detector Fotodiodo que genera un pulso eléctrico en el momento en que recibe un rayo de luz.
- 8. CLASIFICACIÓN DE LA FIBRA ÓPTICA Modo: Cada uno de los caminos diferentes que siguen los rayos de luz al rebotar en la superficie interna del revestimiento de la fibra cuando viajan a través de ella. MULTIMODO UNIMODO Presuponen la existencia de Sólo hay un camino para la unos 1000 modos diferentes. luz. Son más baratas y los Su empleo es más costoso. transmisores más sencillos de Se pueden alcanzar diseñar. grandes distancias y altas Se usan en distancias cortas. velocidades
- 9. MEDIOS NO GUIADOS El sistema de comunicación mediante satélite está equipado por múltiples antenas y transmisores-receptores. Cada dispositivo transmisor-receptor funciona escuchando una parte del espectro, amplificando la señal de entrada y retransmitiendo a otra frecuencia. Comunicación que posibilita la transmisión a altísimas velocidades (puede llegar a ser 1000 veces superior a los 1544 Mbps).
- 10. • http://www.mitecnologico.com/Main/MediosNoGuiados • http://www.mitecnologico.com/Main/MediosGuiados • http://www.youtube.com/watch? v=xzPDDPV3txQ&feature=related
Notas del editor
- El trabajo que se presenta a continuación aborda la temática Medios de transmisión en las redes de computadoras, que puede utilizarse como material de apoyo a la docencia de la asignatura Informática Médica I que se imparte a todas las especialidades de Ciencias Médicas. Surgió a partir del trabajo que se discutió en el seminario de Internet de esta asignatura, el cual se presentó en formato PowerPoint 2000 para plataforma Windows durante el curso 2001-02 y posteriormente se procesó para llevarlo a supercurso. Los objetivos de aprendizaje que persigue esta presentación son: 1. Describir la estructura de una red de computadoras sobre la base de los elementos que la integran y su función. 2. Definir qué es un medio de transmisión. 3. Identificar las características de los principales medios de transmisión que se utilizan en las redes de computadoras 4. Diferenciar las ventajas y desventajas asociadas a los medios analizados. Los objetivos de desempeño que persigue esta presentación son: 1. Identificar el papel que desempeñan los medios de transmisión en las redes de computadoras. 2. Analizar si los medios de transmisión utilizados al montar una red determinada son los adecuados desde el punto de vista de las características, ventajas y desventajas a ellos asociados. 3. Fortalecer el conocimiento sobre los medios de transmisión empleados en las redes de computadoras y ampliar la cultura de trabajo en este ambiente.
- El elemento físico a través del cual transitan los 1´s y 0´s que constituyen la materia prima de esas micro-industrias de la información que son las computadoras, es lo que se denomina medio de transmisión. Una de las formas más comunes que se emplean para el transporte de datos de una computadora a otra, consiste en almacenar dicha información en un soporte magnético, generalmente en un disco flexible, y transportarlo físicamente hasta la máquina destino que tendrá la capacidad de acceder a ella utilizando una unidad de disco flexible. Pero evidentemente este no es el método más eficiente, menos ante la explosión de las nuevas tecnologías de la información y la comunicación. Normalmente se utilizan varios medios de transmisión de datos entre dos computadoras, estos son: .Par trenzado. .Cable coaxial. .Fibras ópticas. .Transmisión por trayectoria óptica. .Comunicación por satélites. Aunque en realidad el medio físico que se utiliza para la transmisión de los datos en los últimos dos elementos es el aire, los trataremos por separado por tener características tecnológicas particulares. El funcionamiento del sistema cableado deberá ser considerado no sólo cuando se están apoyando necesidades actuales sino también cuando se anticipan necesidades futuras. Hacer esto permitirá la migración a aplicaciones de redes más rápidas sin necesidad de incurrir en costosas actualizaciones de sistema de cableado. Los cables son el componente básico de todo sistema de cableado existen diferentes tipos de cables. La elección de uno respecto a otro depende del ancho de banda necesario, las distancias existentes y el coste del medio. Cada tipo de cable tiene sus ventajas e inconvenientes, no existe un tipo ideal. Las principales diferencias entre los distintos tipos de cables radican en la anchura de banda permitida (y consecuentemente en el rendimiento máximo de transmisión), su grado de inmunidad frente a interferencias electromagnéticas y la relación entre la amortiguación de la señal y la distancia recorrida.
- Par trenzado El medio de transmisión más antiguo y todavía el más ampliamente utilizado es el "par trenzado". Este consiste en dos alambres de cobre aislados, en general de 0.5-0.9 mm de diámetro. Los alambres se tuercen en forma helicoidal. La forma trenzada del cable se utiliza para reducir la interferencia eléctrica con respecto a los pares cercanos que se encuentran a su alrededor. La aplicación más común del par trenzado se encuentra en el sistema telefónico. Mediante el par trenzado los teléfonos están conectados a los centros de conmutación del sistema telefónico. La distancia que se puede recorrer con estos cables es de varios kilómetros, sin necesidad de amplificar las señales, pero si es necesario incluir repetidores en distancias más largas. Cuando hay muchos pares trenzados colocados paralelamente que recorren distancias considerables, como podrían ser el caso de los cables de un edificio de apartamentos estos se cubren y se protegen mediante pantallas protectoras y recubrimientos especiales. Los pares dentro de estos agrupamientos podrían sufrir interferencias mutuas si no estuvieran trenzados. Los pares trenzados se pueden utilizar tanto para transmisión analógica como digital y su ancho de banda depende del calibre del alambre y de otras características constructivas. Debido a su adecuado comportamiento y bajo costo, los pares trenzados se utilizan ampliamente y es probable que su presencia permanezca por muchos años. Se conoce como ancho de banda a la gama de frecuencias que se puede transmitir por un medio de transmisión o un canal de comunicación en general. Esta es una medida muy importante a tener en cuenta. El número de bits por segundo que pueden ser transmitidos depende fundamentalmente del ancho de banda que posea el sistema de comunicación: el ancho de banda y la velocidad de transmisión son directamente proporcionales.
- Tipos de cables de par trenzado: · No blindado. Es el cable de par trenzado normal y se le referencia por sus siglas en inglés UTP (Unshield Twiested Pair; Par Trenzado no Blindado). Las mayores ventajas de este tipo de cable son su bajo costo y su facilidad de manejo. Sus mayores desventajas son su mayor tasa de error respecto a otros tipos de cable, así como sus limitaciones para trabajar a distancias elevadas sin regeneración. Para las distintas tecnologías de red local, el cable de pares de cobre no blindado se ha convertido en el sistema de cableado más ampliamente utilizado. Debido a la amplia difusión de este tipo de cables, existen una gran variedad de suministradores, instaladores y herramientas que abaratan la instalación y puesta en marcha. · Blindado. Cada par se cubre con una malla metálica, de la misma forma que los cables coaxiales, y el conjunto de pares se recubre con una lámina blindada. Se referencia frecuentemente con sus siglas en inglés STP (Shield Twiested Pair, Par Trenzado blindado). El empleo de una malla blindada reduce la tasa de error, pero incrementa el costo al requerirse un proceso de fabricación más costoso. · Uniforme. Cada uno de los pares es trenzado uniformemente durante su creación. Esto elimina la mayoría de las interferencias entre cables y además protege al conjunto de los cables de interferencias exteriores. Se realiza un blindaje global de todos los pares mediante una lámina externa blindada. Esta técnica permite tener características similares al cable blindado con unos costes por metro ligeramente inferior.
- Cable coaxial El cable coaxial es otro medio típico de transmisión. Está constituido por un conductor interno de cobre sólido que constituye el núcleo, el cual está recubierto por un material aislante. Este material aislante está rodeado por un conductor cilíndrico que frecuentemente se presenta como una malla de tejido trenzado. El conductor externo está cubierto por una capa de plástico protector. La construcción del cable coaxial produce una buena combinación de un gran ancho de banda y una excelente inmunidad al ruido. Las posibilidades de transmisión sobre una cable coaxial dependen de la longitud del cable. Para cables de 1 km. por ejemplo es factible obtener velocidades de datos de hasta 10 Mbps, y en cables de longitudes menores, es posible obtener velocidades más altas. Los cables coaxiales se emplean ampliamente en redes de área local y para transmisiones de larga distancia del sistema telefónico.
- Estructura del cabel coaxial: Este tipo de cable está compuesto de un hilo conductor central de cobre rodeado por una malla de hilos de cobre. El espacio entre el hilo y la malla lo ocupa un conducto de plástico que separa los dos conductores y mantiene las propiedades eléctricas. Todo el cable está cubierto por un aislamiento de protección para reducir las emisiones eléctricas. Originalmente fue el cable más utilizado en las redes locales debido a su alta capacidad y resistencia a las interferencias, pero en la actualidad su uso está en declive. Su mayor defecto es su grosor, el cual limita su utilización en pequeños conductos eléctricos y en ángulos muy agudos.
- Fibra óptica Un sistema de transmisión óptica tiene tres componentes: el medio de transmisión, la fuente de luz y el detector. El medio de transmisión es una fibra ultradelgada de vidrio o silicio fundido, más delgada que un cabello humano. La fuente de la luz puede ser un diodo emisor de luz (LED) o un diodo láser, cualquiera de los dos emite pulsos de luz cuando se le aplica una corriente eléctrica. El detector es un "fotodiodo" que genera un pulso eléctrico en el momento en el que recibe un rayo de luz. Al colocar un LED o un diodo láser en el extremo de una fibra óptica y un fotodiodo en el otro, se tiene una transmisión de datos unidireccional que acepta una señal eléctrica, la convierte y la transmite por medio de pulsos de luz y después reconvierte la salida en una señal eléctrica en el extremo receptor. Los enlaces de fibra óptica están siendo empleados en diferentes países, incluyendo al nuestro, en la instalación de líneas telefónicas de larga distancia, y esta tendencia seguramente continuará en las décadas siguientes y será cada vez mayor la sustitución del cable coaxial por fibras en un número mayor de rutas.
- Las fibras ópticas se pueden clasificar según su funcionamiento en fibras multimodo y fibras monomodo. Los rayos de luz viajan guiados por la fibra rebotando en la superficie interna del revestimiento. Es posible entonces que recorran caminos diferentes. Cada uno de estos caminos se denomina modo. En las fibras multimodo puede haber unos 1000 modos diferentes. Esto en realidad es un problema, ya que no todos los rayos llegan a la vez y se produce una dispersión en el tiempo apreciable. En otras palabras, los bits no llegan a la vez al otro extremo. Sin embargo las fibras multimodo son más baratas y los transmisores más sencillos de diseñar, empleando LED como fuente de luz, con lo que se pueden utilizar en distancias cortas. En las fibras monomodo sólo hay un camino para la luz. Esto se consigue reduciendo el diámetro hasta una centésima de milímetro y empleando láser como fuente de luz, por lo que su empleo es más costoso. A cambio se pueden alcanzar grandes distancias, ya que las pérdidas son muy pequeñas, y grandes velocidades de transmisión de datos.
- Comunicación por satélite Los satélites comenzaron a emplearse en las comunicaciones desde fines de la década de los 50, y se desarrollaron ampliamente durante los años 60 y 70. Los primeros satélites eran pasivos, es decir, que sólo reflejaban la señal transmitida desde tierra. Luego al incrementarse la potencia de los cohetes y disminuir el peso de los componentes electrónicos, se diseñaron los satélites activos que reciben la señal la amplifican y la retransmiten. La comunicación mediante satélite tiene ciertas propiedades que la hacen atractiva en algunas aplicaciones. Este tipo de comunicación puede imaginarse como si un enorme repetidor de microondas estuviese localizado en el espacio. Está constituido por uno o más dispositivos "transmisor-receptor", cada uno de los cuales escucha una parte del espectro, amplifica la señal de entrada y la retransmite a otra frecuencia para evitar los efectos de interferencia con las señales de entrada. El flujo dirigido hacia abajo puede ser muy amplio y cubrir una parte significativa de la superficie de la tierra, o bien puede ser estrecho y cubrir sólo un área de cientos de kilómetros de diámetro. Una diferencia que existe entre los satélites y los enlaces terrestres es el ancho de banda disponible. Las líneas telefónicas arrendadas pueden transmitir a 56 kbps, aunque existen líneas a 1.544 Mbps que se utilizan en algunos lugares donde se justifica su alto costo. Las transmisiones por satélite pueden dejar a un lado el sistema telefónico y ofrecer velocidades de transmisión 1000 veces superiores. La comparación entre la comunicación por medio de satélites y con fibras ópticas es interesante. Mientras que una simple fibra tiene, en principio, un ancho de banda potencial mayor que el de todos los satélites puestos en órbita, este ancho de banda no es accesible para todos los usuarios. Las fibras que por muchos años se han instalado, se emplean en el sistema telefónico con el objetivo de cubrir las necesidades de tráfico dentro de la red y no para servir a usuarios en especifico. Sin embargo, este proceso se ha transformado en los últimos años y ya es significativo el peso que tienen las comunicaciones de usuarios independientes mediante fibras ópticas. A escala mundial es probable que la comunicación por satélite se mantenga como medio idóneo para estas aplicaciones hasta tanto todo el cobre de la red telefónica se haya sustituido por fibras ópticas (en algún momento a mediados del siglo XXI).