Redes de ordenadores
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El documento describe diferentes medios de transmisión para redes de computadoras, incluyendo par trenzado, cable coaxial y fibras ópticas. El par trenzado es el medio más antiguo y consiste en dos alambres de cobre aislados y trenzados. El cable coaxial consta de un conductor interno rodeado por un aislante y un conductor externo, lo que permite una alta capacidad de transmisión y resistencia a interferencias. Las fibras ópticas transmiten información mediante luz a través de filamentos de vidrio puro, ofreciendo ampl
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- 1. REDES DE ORDENADORES MEDIOS DE TRANSMISION
- 2. ESTRUCTURA DE UNA RED DE COMPUTADORAS Computadoras Modems Medios de Transmisión (También pueden ser tarjetas de red)
- 3. Fibras ópticas Transmisión por trayectoria óptica Comunicación por satélite coaxial trenzado Par Cable MEDIOS DE TRANSMISIÓN
- 4. PAR TRENZADO Medio de transmisión más antiguo y muy utilizado. Consiste en dos alambres de cobre aislados, que se tuercen en forma helicoidal; esta forma trenzada del cable se utiliza para reducir la interferencia eléctrica de los pares cercanos. 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.
- 5. TIPOS DE PARES TRENZADOS No blindado Blindado Uniforme Es el cable de par trenzado normal. Ventajas: bajo costo y fácil manejo. Desventaja: tasa de error mayor Cada par se cubre con una malla metálica y el conjunto de pares se recubre con una lámina blindada. Ventaja: reduce la tasa de error. Desventaja: mayor costo Cada par es trenzado de modo uniforme y se realiza un blindaje global de todos los pares con una lámina externa blindada. Ventajas: similares características al cable blindado, costo inferior Desventaja: confección sofisticada
- 6. Medio de transmisión muy utilizado, cuya existencia se reporta desde los años 40. CABLE COAXIAL Consta de un conductor interno de cobre sólido (núcleo) cubierto por un material aislante; éste a su vez rodeado por un conductor cilíndrico de cobre también en forma de malla trenzada, que aparece recubierto por una capa de plástico protector. 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.
- 7. ESQUEMA DEL CABLE COAXIAL VENTAJA DESVENTAJA Alta capacidad de transmisión y resistencia a las interferencias Grosor que limita su empleo en pequeños conductos eléctricos y en ángulos muy agudos
- 8. CABLES Y CONEXIONES Tipos de cable coaxial De banda base De banda ancha 50 ohmios 75 ohmios Transmisión digital Transmisión analógica Tipos de conexión entre computadoras con cable coaxial Con unión T Vampiro Hay que cortar el cable y esto trae falsos contactos, pero es más fácil de instalar Hay que perforar con gran precisión el cable hasta el conector central, por lo que la conexión se hace más difícil,pero es más segura la transmisión
- 9. FIBRAS ÓPTICAS Se basa en la transmisión de información mediante luz, sea analógica o digital. Las fibras ópticas son filamentos de vidrio de alta pureza extremadamente compactos: El grosor de una fibra es similar a la de un cabello humano. Son ligeras, con bajas pérdidas de señal, amplia capacidad de transmisión y un alto grado de confiabilidad. El proceso de fabricación se controla mediante computadoras.
- 10. SISTEMA DE TRANSMISIÓN POR FIBRAS ÓPTICAS Componentes de un sistema de trasmisión óptica Medio de transmisión Fuente de luz Detector Fibra de vidrio o silicio Diodo emisor de luz o diodo láser. Fotodiodo que genera un pulso eléctrico en el momento en que recibe un rayo de luz.
- 11. ESQUEMA DE LA FIBRA OPTICA
Notas del editor
- En toda red de computadoras es indispensable la presencia de tres elementos: la computadora, el medio de transmisión y la tarjeta de red o el módem. La ausencia de alguno de ellos imposibilita la transmisión de los datos por la red y la constitución de la red misma. La computadora es indistintamente la fuente o destino de los datos transmitidos; ella puede ser una estación de trabajo o un servidor. Según las normas internacionales a este elemento integrante del sistema de transmisión de datos se le denomina oficialmente como Equipo Terminal de Datos o por sus siglas en inglés DTE. El medio de transmisión es el medio físico a través del cual se transportan los datos desde la computadora fuente a la computadora destino. La tarjeta de red o el módem es el elemento integrante del sistema de comunicación por computadora encargado, entre otras cosas, de transmitir y recibir los datos. Es esta tarjeta la que toma los datos que le entrega la computadora y los coloca en el medio de transmisión. También realiza el proceso inverso, toma los datos que le llegan por el medio de transmisión y se los entrega a la computadora destinataria. Justamente sobre los medios de transmisión que se utilizan en las redes de computadoras vamos a profundizar a continuación.
- En toda red de computadoras es indispensable la presencia de tres elementos: la computadora, el medio de transmisión y la tarjeta de red o el módem. La ausencia de alguno de ellos imposibilita la transmisión de los datos por la red y la constitución de la red misma. La computadora es indistintamente la fuente o destino de los datos transmitidos; ella puede ser una estación de trabajo o un servidor. Según las normas internacionales a este elemento integrante del sistema de transmisión de datos se le denomina oficialmente como Equipo Terminal de Datos o por sus siglas en inglés DTE. El medio de transmisión es el medio físico a través del cual se transportan los datos desde la computadora fuente a la computadora destino. La tarjeta de red o el módem es el elemento integrante del sistema de comunicación por computadora encargado, entre otras cosas, de transmitir y recibir los datos. Es esta tarjeta la que toma los datos que le entrega la computadora y los coloca en el medio de transmisión. También realiza el proceso inverso, toma los datos que le llegan por el medio de transmisión y se los entrega a la computadora destinataria. Justamente sobre los medios de transmisión que se utilizan en las redes de computadoras vamos a profundizar a continuación.
- 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.
- Existen dos tipos de cable coaxial: de banda base (50 ohmios) para la transmisión digital y de banda ancha (75 ohmios) para la transmisión analógica. Existen dos formas de conectar computadoras a un cable coaxial. La primera consiste en cortar el cable en dos partes e insertar una “unión T” que es un conector que reconecta el cable pero al mismo tiempo, provee una tercera conexión hacia la computadora. La segunda forma de conexión se obtiene utilizando un “conector de tipo vampiro”, que es uno que produce un orificio con un diámetro y profundidad muy precisas que se perfora en el cable y que termina en el núcleo del mismo. En este orificio se atornilla un conector especial que lleva a cabo la misma función de la unión en T pero sin la necesidad de cortar el cable en dos. Existen muchas discusiones sobre las ventajas y desventajas de estas técnicas de conexión. El hecho de incluir una unión en T implica realizar un corte en el cable lo cual significa desconectar la red por algunos minutos. Para una red de gran actividad, en la que constantemente se conectan nuevos usuarios, el hecho de parar el funcionamiento de la red aunque sea por unos cuantos minutos, puede ser un acto indeseable. Además, cuanto más conectores haya en el cable, existe una mayor probabilidad de que alguno de ellos tenga una mala conexión y ocasione problemas de cuando en cuando. Los conectores tipo vampiro no presentan este tipo de problemas, pero deben ser instalados con mucho cuidado. Si el orificio se hace demasiado profundo, puede llegar a romper el núcleo y producir dos partes sin conexión alguna. Si la profundidad del orificio no es suficiente, se pueden obtener errores intermitentes en la conexión.
- Fibra óptica Los desarrollos recientes en el campo de la tecnología óptica han hecho posible la transmisión de información mediante pulsos de luz. Un pulso de luz puede utilizase para indicar un bit de valor 1; la ausencia de un pulso indicará la existencia de un bit de valor 0. La luz visible tiene una frecuencia muy alta, por lo que el ancho de banda de un sistema de transmisión óptica presenta un potencial enorme. Las fibras ópticas son filamentos de vidrio de alta pureza extremadamente compactos: El grosor de una fibra es similar a la de un cabello humano. Fabricadas a alta temperatura con base en silicio, su proceso de elaboración es controlado por medio de computadoras, para permitir que el índice de refracción de su núcleo, que es la guía de la onda luminosa, sea uniforme y evite las desviaciones; entre sus principales características se puede mencionar que son compactas, ligeras, con bajas pérdidas de señal, amplia capacidad de transmisión y un alto grado de confiabilidad debido a que son inmunes a las interferencias electromagnéticas de radio-frecuencia. Las fibras ópticas no conducen señales eléctricas por tanto pueden usarse en condiciones peligrosas de alta tensión. Tienen la capacidad de tolerar altas diferencias de potencial sin ningún circuito adicional de protección y sin acarrear problemas por cortos circuitos.
- 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.
- La fibra óptica es una hebra muy fina, de un vidrio muy especial, que puede ser de solamente 125 micras de diámetro. Esta hebra de vidrio tiene aproximadamente el mismo grosor que un cabello humano. Se ha demostrado que las ondas electromagnéticas que conforman la luz tienden a viajar a través de una región que posea un índice de refracción alto. Por tanto, se fabrica el centro de la hebra de vidrio que es el núcleo (cristal de silicio) con esa perspectiva. Con el fin de retener la luz dentro de el núcleo, es necesario recubrirlo con alguna clase de material, de un índice de refracción diferente. Si no se hace, no se obtendrían las reflexiones necesarias en la unión de ambos materiales. De este modo, se ha formado otro revestimiento en el núcleo que se denomina cubierta (silicona) y que tiene un índice de refracción menor que el del propio núcleo. Finalmente, para hacerlo más robusto y prevenir daños a la cubierta, se suele formar una "protección" o "envoltura" (poliuretano) sobre la cubierta, que generalmente es de algún tipo de material plástico.