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Medios de Fibra Ópticos
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Medios de inalámbricos
Medios de cobre
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Resumen acerca de los medios de
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comunicación físicos
10/10/2012
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Jesús Eduardo García Rojas
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2. MEDIOS DE FIBRA ÓPTICOS
Físicamente una fibra óptica consiste en un corazón de cristal, revestimiento
plástico o de cristal y una capa protectora.
La fibra cables ópticos es similar para lisonjear, excepto sin la trenza. Cuando
puede ser visto en la figura - en el centro es el cristal son por que la luz se
propaga. En fibras de multimodo, el corazón es 50 micrones en el diámetro,
sobre el grosor de un pelo humano. En un monomodo - fibras el corazón es 8 a
10 micrones.
El corazón es rodeado por un revestimiento de cristal con un índice inferior de
la refracción que el corazón, guardar toda la luz en el corazón. Después viene
una chaqueta plástica delgada para proteger el revestimiento. Las fibras
ópticas son típicamente agrupadas juntos en bultos, protegidos por una vaina
externa.
Las vainas de fibra terrestres son normalmente puestas en la tierra dentro de
un metro de la superficie, donde ellos son de vez en cuando sujetos a ataques
por backhole o tuzas. Cerca de la orilla, las vainas de fibra transoceánicas son
sepultadas en trincheras por una especie de seaplow. En el agua profunda
ellos sólo mienten en el fondo, donde ellos pueden ser inagged por viajeros de
pesca o comido por tiburones.
La luz es propagada a lo largo de una fibra óptica cuando un juego de ondas
ligeras dirigidas llamó los modos de las fibras ópticas. Dos clases de fuentes de
la luz pueden ser usadas para hacer la señalización, LEDs y lásers de
semiconductor. El cable de fibra óptico puede conducir pulsos altos generados
por lásers en precios de transmisión tan altos como 2 mil millones de bits por
segundo. Este aproximadamente 10 veces mayores que medios de cable
coaxial y aproximadamente 200 veces mejor que par trenzado - alambres.
Ventajas
Una banda de paso muy ancha, lo que permite flujos muy elevados (del
orden del Ghz).
Pequeño tamaño, por lo tanto ocupa poco espacio.
Gran flexibilidad, el radio de curvatura puede ser inferior a 1 cm, lo que
facilita la instalación enormemente.
Gran ligereza, el peso es del orden de algunos gramos por kilómetro, lo
que resulta unas nueve veces menos que el de un cable convencional.
Inmunidad total a las perturbaciones de origen electromagnético, lo que
implica una calidad de transmisión muy buena, ya que la señal es
inmune a las tormentas, chisporroteo...
Gran seguridad: la intrusión en una fibra óptica es fácilmente detectable
por el debilitamiento de la energía luminosa en recepción, además, no
radia nada, lo que es particularmente interesante para aplicaciones que
requieren alto nivel de confidencialidad.
No produce interferencias.
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3. Insensibilidad a los parásitos, lo que es una propiedad principalmente
utilizada en los medios industriales fuertemente perturbados (por
ejemplo, en los túneles del metro). Esta propiedad también permite la
coexistencia por los mismos conductos de cables ópticos no metálicos
con los cables de energía eléctrica.
Atenuación muy pequeña independiente de la frecuencia, lo que permite
salvar distancias importantes sin elementos activos intermedios. Puede
proporcionar comunicaciones hasta los 70 km. antes de que sea
necesario regenerar la señal, además, puede extenderse a 150 km.
utilizando amplificadores láser.
Gran resistencia mecánica (resistencia a la tracción, lo que facilita la
instalación).
Resistencia al calor, frío, corrosión.
Facilidad para localizar los cortes gracias a un proceso basado en la
telemetría, lo que permite detectar rápidamente el lugar y posterior
reparación de la avería, simplificando la labor de mantenimiento.
Con un coste menor respecto al cobre.
Desventajas
A pesar de las ventajas antes enumeradas, la fibra óptica presenta una serie de
desventajas frente a otros medios de transmisión, siendo las más relevantes
las siguientes:
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.
No puede transmitir electricidad para alimentar repetidores intermedios.
La necesidad de efectuar, en muchos casos, procesos de conversión
eléctrica-óptica.
La fibra óptica convencional no puede transmitir potencias elevadas.
No existen memorias ópticas.
La fibra óptica no transmite energía eléctrica, esto limita su aplicación donde el
terminal de recepción debe ser energizado desde una línea eléctrica. La
energía debe proveerse por conductores separados.
Las moléculas de hidrógeno pueden difundirse en las fibras de silicio y producir
cambios en la atenuación. El agua corroe la superficie del vidrio y resulta ser el
mecanismo más importante para el envejecimiento de la fibra óptica.
Incipiente normativa internacional sobre algunos aspectos referentes a los
parámetros de los componentes, calidad de la transmisión y pruebas.
Cables de fibra óptica
Un cable de fibra óptica está compuesto por un grupo de fibras ópticas por el
cual se transmiten señales luminosas. Las fibras ópticas comparten su espacio
con hiladuras de aramida que le confieren la necesaria resistencia a la tracción.
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4. Los cables de fibra óptica proporcionan una alternativa sobre los coaxiales en
la industria de la electrónica y las telecomunicaciones. Así, un cable con 8
fibras ópticas tiene un tamaño bastante más pequeño que los utilizados
habitualmente, puede soportar las mismas comunicaciones que 60 cables de
1623 pares de cobre o 4 cables coaxiales de 8 tubos, todo ello con una
distancia entre repetidores mucho mayor.
La “fibra óptica” no se suele emplear tal y como se obtiene tras su proceso de
creación (tan sólo con el revestimiento primario), sino que hay que dotarla de
más elementos de refuerzo que permitan su instalación sin poner en riesgo al
vidrio que la conforma. Es un proceso difícil de llevar a cabo, ya que el vidrio es
quebradizo y poco dúctil. Además, la sección de la fibra es muy pequeña, por lo
que la resistencia que ofrece a romperse es prácticamente nula. Es por tanto
necesario protegerla mediante la estructura que denominamos cable.
Las funciones del cable
Las funciones del cable de fibra óptica son varias. Actúa como elemento de
protección de la(s) fibra(s) óptica(s) que hay en su interior frente a daños y
fracturas que puedan producirse tanto en el momento de su instalación como a
lo largo de la vida útil de ésta. Además, proporciona suficiente consistencia
mecánica para que pueda manejarse en las mismas condiciones de tracción,
compresión, torsión y medioambientales que los cables de conductores. Para
ello incorporan elementos de refuerzo y aislamiento frente al exterior
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5. MEDIOS INALAMBRICOS
Los medios inalámbricos transportan señales electromagnéticas mediante
frecuencias de microondas y radiofrecuencias que representan los dígitos
binarios de las comunicaciones de datos. Como medio de red, el sistema
inalámbrico no se limita a conductores o canaletas, como en el caso de los
medios de fibra o de cobre.
Las tecnologías inalámbricas de comunicación de datos funcionan bien en
entornos abiertos. Sin embargo, existen determinados materiales de
construcción utilizados en edificios y estructuras, además del terreno local, que
limitan la cobertura efectiva. El medio inalámbrico también es susceptible a la
interferencia y puede distorsionarse por dispositivos comunes como teléfonos
inalámbricos domésticos, algunos tipos de luces fluorescentes, hornos
microondas y otras comunicaciones inalámbricas.
Los dispositivos y usuarios que no están autorizados a ingresar a la red pueden
obtener acceso a la transmisión, ya que la cobertura de la comunicación
inalámbrica no requiere el acceso a una conexión física de los medios. Por lo
tanto, la seguridad de la red es el componente principal de la administración de
redes inalámbricas.
Tipos de redes inalámbricas
Los estándares de IEEE y de la industria de las telecomunicaciones sobre las
comunicaciones inalámbricas de datos abarcan la capas física y de Enlace de
datos. Los cuatro estándares comunes de comunicación de datos que se
aplican a los medios inalámbricos son:
• IEEE estándar 802.11: Comúnmente denominada Wi-Fi, se trata de una
tecnología LAN inalámbrica (Red de área local inalámbrica, WLAN) que utiliza
una contención o sistema no determinista con un proceso de acceso a los
medios de Acceso múltiple con detección de portadora/Prevención de
colisiones (CSMA/CA).
• IEEE estándar 802.15: Red de área personal inalámbrica (WPAN) estándar,
comúnmente denominada “Bluetooth”, utiliza un proceso de emparejamiento de
dispositivos para comunicarse a través de una distancia de 1 a 100 metros.
• IEEE estándar 802.16: Comúnmente conocida como WiMAX
(Interoperabilidad mundial para el acceso por microondas), utiliza una topología
punto a multipunto para proporcionar un acceso de ancho de banda
inalámbrico.
• Sistema global para comunicaciones móviles (GSM): Incluye las
especificaciones de la capa física que habilitan la implementación del protocolo
Servicio general de radio por paquetes (GPRS) de capa 2 para proporcionar la
transferencia de datos a través de redes de telefonía celular móvil.
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6. Características
Según el rango de frecuencias utilizado para transmitir, el medio de transmisión
pueden ser las ondas de radio, las microondas terrestres o por satélite, y los
infrarrojos, por ejemplo. Dependiendo del medio, la red inalámbrica tendrá unas
características u otras:
Ondas de radio: las ondas electromagnéticas son omnidireccionales,
así que no son necesarias las antenas parabólicas. La transmisión no es
sensible a las atenuaciones producidas por la lluvia ya que se opera en
frecuencias no demasiado elevadas. En este rango se encuentran las
bandas desde la ELF que va de 3 a 30 Hz, hasta la banda UHF que va
de los 300 a los 3000 MHz, es decir, comprende el espectro
radioeléctrico de 30 - 3000000000 Hz.
Microondas terrestres: se utilizan antenas parabólicas con un diámetro
aproximado de unos tres metros. Tienen una cobertura de kilómetros,
pero con el inconveniente de que el emisor y el receptor deben estar
perfectamente alineados. Por eso, se acostumbran a utilizar en enlaces
punto a punto en distancias cortas. En este caso, la atenuación
producida por la lluvia es más importante ya que se opera a una
frecuencia más elevada. Las microondas comprenden las frecuencias
desde 1 hasta 300 GHz.
Microondas por satélite: se hacen enlaces entre dos o más estaciones
terrestres que se denominan estaciones base. El satélite recibe la señal
(denominada señal ascendente) en una banda de frecuencia, la
amplifica y la retransmite en otra banda (señal descendente). Cada
satélite opera en unas bandas concretas. Las fronteras frecuenciales de
las microondas, tanto terrestres como por satélite, con los infrarrojos y
las ondas de radio de alta frecuencia se mezclan bastante, así que
pueden haber interferencias con las comunicaciones en determinadas
frecuencias.
Infrarrojos: se enlazan transmisores y receptores que modulan la luz
infrarroja no coherente. Deben estar alineados directamente o con una
reflexión en una superficie. No pueden atravesar las paredes. Los
infrarrojos van desde 300 GHz hasta 384 THz.
Aplicaciones
Las bandas más importantes con aplicaciones inalámbricas, del rango
de frecuencias que abarcan las ondas de radio, son la VLF
(comunicaciones en navegación y submarinos), LF (radio AM de onda
larga), MF (radio AM de onda media), HF (radio AM de onda corta), VHF
(radio FM y TV), UHF (TV).
Mediante las microondas terrestres, existen diferentes aplicaciones
basadas en protocolos como Bluetooth o ZigBee para interconectar
ordenadores portátiles, PDAs, teléfonos u otros aparatos. También se
MEDIOS DE NETWORKING Página 6

7. utilizan las microondas para comunicaciones con radares (detección de
velocidad u otras características de objetos remotos) y para la televisión
digital terrestre.
Las microondas por satélite se usan para la difusión de televisión por
satélite, transmisión telefónica a larga distancia y en redes privadas, por
ejemplo.
Los infrarrojos tienen aplicaciones como la comunicación a corta
distancia de los ordenadores con sus periféricos. También se utilizan
para mandos a distancia, ya que así no interfieren con otras señales
electromagnéticas, por ejemplo la señal de televisión. Uno de los
estándares más usados en estas comunicaciones es el IrDA (Infrared
Data Association). Otros usos que tienen los infrarrojos son técnicas
como la termografía, la cual permite determinar la temperatura de
objetos a distancia.
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8. MEDIOS DE COBRE
Especificaciones de cables
Los cables tienen distintas especificaciones y generan distintas expectativas
acerca de su rendimiento.
¿Qué velocidad de transmisión de datos se puede lograr con un tipo
particular de cable? La velocidad de transmisión de bits por el cable es
de suma importancia. El tipo de conducto utilizado afecta la velocidad de
la transmisión.
¿Qué tipo de transmisión se planea? ¿Serán las transmisiones digitales
o tendrán base analógica? La transmisión digital o de banda base y la
transmisión con base analógica o de banda ancha son las dos opciones.
¿Qué distancia puede recorrer una señal a través de un tipo de cable en
particular antes de que la atenuación de dicha señal se convierta en un
problema? En otras palabras, ¿se degrada tanto la señal que el
dispositivo receptor no puede recibir e interpretar la señal correctamente
en el momento en que la señal llega a dicho dispositivo? La distancia
recorrida por la señal a través del cable afecta directamente la
atenuación de la señal. La degradación de la señal está directamente
relacionada con la distancia que recorre la señal y el tipo de cable que
se utiliza.
Algunos ejemplos de las especificaciones de Ethernet que están relacionadas
con el tipo de cable son:
10BASE-T
10BASE5
10BASE2
10BASE-T se refiere a la velocidad de transmisión a 10 Mbps. El tipo de
transmisión es de banda base o digitalmente interpretada. T significa par
trenzado.
10BASE5 se refiere a la velocidad de transmisión a 10 Mbps. El tipo de
transmisión es de banda base o digitalmente interpretada. El 5 representa la
capacidad que tiene el cable para permitir que la señal recorra
aproximadamente 500 metros antes de que la atenuación interfiera con la
capacidad del receptor de interpretar correctamente la señal recibida. 10BASE5
a menudo se denomina "Thicknet". Thicknet es, en realidad, un tipo de red,
mientras que 10BASE5 es el cableado que se utiliza en dicha red.
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9. 10BASE2 se refiere a la velocidad de transmisión a 10 Mbps. El tipo de
transmisión es de banda base o digitalmente interpretada. El 2, en 10BASE2,
se refiere a la longitud máxima aproximada del segmento de 200 metros antes
que la atenuación perjudique la habilidad del receptor para interpretar
apropiadamente la señal que se recibe. La longitud máxima del segmento es
en realidad 185 metros. 10BASE2 a menudo se denomina "Thinnet". Thinnet
es, en realidad, un tipo de red, mientras que 10BASE2 es el cableado que se
utiliza en dicha red.
Cable coaxial
El cable coaxial consiste de un conductor de cobre rodeado de una capa de
aislante flexible. El conductor central también puede ser hecho de un cable de
aluminio cubierto de estaño que permite que el cable sea fabricado de forma
económica. Sobre este material aislante existe una malla de cobre tejida u hoja
metálica que actúa como el segundo hilo del circuito y como un blindaje para el
conductor interno. Esta segunda capa, o blindaje, también reduce la cantidad
de interferencia electromagnética externa. Cubriendo la pantalla está la
chaqueta del cable.
Para las LAN, el cable coaxial ofrece varias ventajas. Puede tenderse a
mayores distancias que el cable de par trenzado blindado STP, y que el cable
de par trenzado no blindado, UTP, sin necesidad de repetidores. Los
repetidores regeneran las señales de la red de modo que puedan abarcar
mayores distancias.
El cable coaxial es más económico que el cable de fibra óptica y la tecnología
es sumamente conocida. Se ha usado durante muchos años para todo tipo de
comunicaciones de datos, incluida la televisión por cable.
Al trabajar con cables, es importante tener en cuenta su tamaño. A medida que
aumenta el grosor, o diámetro, del cable, resulta más difícil trabajar con él.
Recuerde que el cable debe pasar por conductos y cajas existentes cuyo
tamaño es limitado.
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10. Se puede conseguir cable coaxial de varios tamaños. El cable de mayor
diámetro es de uso específico como cable de backbone de Ethernet porque
tiene mejores características de longitud de transmisión y de limitación del
ruido. Este tipo de cable coaxial frecuentemente se denomina thicknet o red
gruesa. Como su apodo lo indica, este tipo de cable puede ser demasiado
rígido como para poder instalarse con facilidad en algunas situaciones.
Generalmente, cuanto más difícil es instalar los medios de red, más costosa
resulta la instalación. El cable coaxial resulta más costoso de instalar que el
cable de par trenzado. Hoy en día el cable thicknet casi nunca se usa, salvo en
instalaciones especiales.
En el pasado, el cable coaxial con un diámetro externo de solamente 0,35 cm
(a veces denominado thinnet o red fina) se usaba para las redes Ethernet. Era
particularmente útil para las instalaciones de cable en las que era necesario
que el cableado tuviera que hacer muchas vueltas. Como la instalación de
thinnet era más sencilla, también resultaba más económica.
Por este motivo algunas personas lo llamaban cheapernet (red barata). El
trenzado externo metálico o de cobre del cable coaxial abarca la mitad del
circuito eléctrico. Se debe tener especial cuidado de asegurar una sólida
conexión eléctrica en ambos extremos, brindando así una correcta conexión a
tierra. La incorrecta conexión del material de blindaje constituye uno de los
problemas principales relacionados con la instalación del cable coaxial.
Los problemas de conexión resultan en un ruido eléctrico que interfiere con la
transmisión de señales sobre los medios de networking. Por esta razón, thinnet
ya no se usa con frecuencia ni está respaldado por los estándares más
recientes (100 Mbps y superiores) para redes Ethernet.
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11. Cable STP
El cable de par trenzado blindado (STP) combina las técnicas de blindaje,
cancelación y trenzado de cables. Cada par de hilos está envuelto en un
papel metálico. Los dos pares de hilos están envueltos juntos en una trenza o
papel metálico. Generalmente es un cable de 150 ohmios. Según se especifica
para el uso en instalaciones de redes Token Ring, el STP reduce el ruido
eléctrico dentro del cable como, por ejemplo, el acoplamiento de par a par y la
diafonía.
El STP también reduce el ruido electrónico desde el exterior del cable, como,
por ejemplo, la interferencia electromagnética (EMI) y la interferencia de
radiofrecuencia (RFI). El cable de par trenzado blindado comparte muchas de
las ventajas y desventajas del cable de par trenzado no blindado (UTP). El
cable STP brinda mayor protección ante toda clase de interferencias externas,
pero es más caro y de instalación más difícil que el UTP.
Un nuevo híbrido de UTP con STP tradicional se denomina UTP apantallado
(ScTP), conocido también como par trenzado de papel metálico (FTP). El
ScTP consiste, básicamente, en cable UTP envuelto en un blindaje de papel
metálico. ScTP, como UTP, es también un cable de 100 Ohms. Muchos
fabricantes e instaladores de cables pueden usar el término STP para describir
el cable ScTP. Es importante entender que la mayoría de las referencias
hechas a STP hoy en día se refieren en realidad a un cable de cuatro pares
apantallado. Es muy improbable que un verdadero cable STP sea usado
durante un trabajo de instalación de cable.
Los materiales metálicos de blindaje utilizados en STP y ScTP deben estar
conectados a tierra en ambos extremos. Si no están adecuadamente
conectados a tierra o si hubiera discontinuidades en toda la extensión del
material del blindaje, el STP y el ScTP se pueden volver susceptibles a graves
problemas de ruido.
Son susceptibles porque permiten que el blindaje actúe como una antena que
recoge las señales no deseadas. Sin embargo, este efecto funciona en ambos
sentidos. El blindaje no sólo evita que ondas electromagnéticas externas
produzcan ruido en los cables de datos sino que también minimiza la
irradiación de las ondas electromagnéticas internas. Estas ondas podrían
producir ruido en otros dispositivos. Los cables STP y ScTP no pueden
tenderse sobre distancias tan largas como las de otros medios de networking
(tales como el cable coaxial y la fibra óptica) sin que se repita la señal.
El uso de aislamiento y blindaje adicionales aumenta de manera considerable
el tamaño, peso y costo del cable. Además, los materiales de blindaje hacen
que las terminaciones sean más difíciles y aumentan la probabilidad de que se
produzcan defectos de mano de obra. Sin embargo, el STP y el ScTP todavía
desempeñan un papel importante, especialmente en Europa o en instalaciones
donde exista mucha EMI y RFI cerca de los cables.
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