Medios de comunicación para redes de datos

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Gestión de Redes de Datos

Medios y Conectores para
Redes de Datos
• Una red es un grupo de equipos conectados entre si para
intercambiar información.
• Los equipos de una red están conectados medio físico de red.
• Existen muchos tipos de medios de comunicación se utilizan
para conectar dispositivos de red, y cada tipo ofrece
características únicas que hay que entender para determinar
la idoneidad de los medios para un determinado entorno de
red.

Jesse Padilla Agudelo
Ingeniero Electrónico
Especialista en Gestión de Redes de Datos

Medios y Conectores para
Redes de Datos
• El medio de transmisión es el canal que permite la
transmisión de información entre dos terminales en un
sistema de transmisión. Las transmisiones se realizan
empleando ondas electromagnéticas que se propagan a
través de este canal.
• Los medios de transmisión se caracterizan por operar en
rangos de frecuencia diferentes.


Clasificación de los Medios

• 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
– medios de transmisión no guiados.
• Según el sentido de la transmisión podemos encontrarnos con
3 tipos diferentes:
– Simplex
– Half-Duplex
– Full-Duplex.


Medios de transmisión guiados

• Los medios de transmisión guiados están constituidos por un
cable que se encarga de la conducción (o guiado) de las
señales desde un extremo al otro.


Medios de transmisión no guiados

• Tanto la transmisión como la recepción de información se
lleva a cabo mediante radio transmisores y antenas. A la hora
de transmitir, la antena irradia energía electromagnética en el
medio. Por el contrario en la recepción la antena capta las
ondas electromagnéticas del medio que la rodea.


Modos de Transmisión
Simplex, Half Duplex y Full Duplex
• Simplex, este modo de transmisión permite que la
información viaje en un solo sentido y de forma permanente.
• Half Duplex, en este modo de transmisión la información viaja
en dos sentidos pero solo puede hacerlo en un sentido a la
vez.
• Full Duplex, es el método de dos estaciones simultáneamente
pueden enviar y recibir datos.


Modos de Transmisión
Simplex, Half Duplex y Full Duplex


Medios Cableados

• De los medios de transmisión de red en general podemos
hablar que se dividen en dos categorías distintas:
1. Cableados (Guidos).
2. Inalámbricas (No Guidos).
• Los medios de comunicación por cable vienen en tres tipos
principales:
1. Cable de Par Trenzado.
2. Cable Coaxial.
3. Y Fibra Óptica.


Materiales para la fabricación de cables

• Los materiales utilizados para la construcción de los medios
de transmisión por cable incluyen:
• De metal (normalmente cobre), a los cables de cobre son
muy usados en redes de área local y redes de área extensa
(WAN) dado las buenas propiedades de conductividad de este
material y su costo relativamente bajo.
• Cable óptica de vidrio o de plástico, estos cables se utilizan
principalmente para las implementaciones de red a gran
escala o en largas distancias.


Cable de par trenzado

• Ahora y en el futuro previsible, cable de par trenzado es el
medio de la red de preferencia.
• Es relativamente barato, fácil de trabajar, y bien adaptado
a las necesidades de las red modernas.
• Hay dos tipos de cable de par trenzado:
1. par trenzado sin blindaje (UTP) y
2. par trenzado apantallado (STP).
• UTP es de lejos la aplicación más común de cable de par
trenzado y se utiliza para los sistemas de telefonía como de las
redes de datos.



• STP, como su nombre indica, añade protección adicional
dentro de la carcasa, por lo que hace frente a interferencias y
atenuación mejor que regulares UTP.
• Debido a esta protección, las distancias de cable de STP puede
ser mayor que para UTP, pero, por desgracia, el blindaje
adicional también hace STP más costosa que la normal UTP.


Por qué el trenzado?

• En la batalla en curso con las interferencias y atenuación que
sufren las señales al propagarse por un medio, se descubrió
que trenzar los hilos de un cable dado lugar a una
mayor integridad de la señal.
• UTP es particularmente susceptible a la diafonía, y aumentar
el número de entrelazados por centímetro en el
alambre consigue una mayor resistencia frente a las
interferencias.



• Cuando dos alambres de un circuito eléctrico se colocan uno
cerca del otro, los campos electromagnéticos externos crean
la misma interferencia en cada alambre.
• Los pares se trenzan para mantener los alambres lo más cerca
posible. Cuando esta interferencia común se encuentra en los
alambres del par trenzado, el receptor los procesa de la
misma manera pero en forma opuesta. Como resultado, las
señales provocadas por la interferencia electromagnética
desde fuentes externas se cancelan de manera efectiva.


Cable UTP

• El cableado de par trenzado no blindado


Cable UTP

• El cableado de par trenzado no blindado (UTP), como se
utiliza en las LAN Ethernet.
• Consiste en cuatro pares de alambres codificados por color
que han sido trenzados y cubiertos por un revestimiento de
plástico flexible.
• Los códigos de color identifican los pares individuales con sus
alambres y sirven de ayuda para la terminación de cables.


Cable UTP



• Existen varias categorías de cableado de par trenzado, las
categorías iniciales son más comúnmente asociados con las
transmisiones de voz.
• Las categorías se especifican en la EIA/TIA - Electronics
Industries Association/Telecommunications Industries
Association.
• EIA/TIA es una organización que se centra en el desarrollo de
estándares para componentes electrónicos, la información
electrónica, las telecomunicaciones y la seguridad en
Internet.


Categorías de Cable UTP

• Los cables se dividen en categorías según su capacidad para
transportar datos a velocidades mayores.
• Categoría 1 – Cable UTP para transporte de voz
telefónica. Debido a su sensibilidad a las interferencias y la
atenuación y su capacidad de ancho de banda bajo, el cable
UTP Categoría 1 no es práctico para las aplicaciones de red y
se usa solo para transporte de voz.
• Categoría 2 – Capaz de transmitir datos a velocidades de 4
Mbps. El Cable Categoría 2 es demasiado lento para las
redes, por lo cual no se usa para estas.



• Categoría 3 – Este tipo de cable es capaz de transmitir datos a
una velocidad de 10 Mbps. Hace años, la categoría 3 fue
el cable ideal para redes, pero debido al aumento de
velocidades de 100Mbps y mas este cable que en desuso.
• Categoría 4 – Este cable es capaz de transmitir datos a una
velocidad de 16 Mbps. El cable Categoría 4 se utilizo con
frecuencia en las redes de anillo de IBM. El cable Categoría
4 ya no se utiliza.



• Categoría 5 – Este cable se utiliza normalmente con
FastEthernet a 100 Mbps que operan con un rango de
transmisión de 100 metros. A pesar de Categoría 5 es un
popular tipo de medio, el cable es una norma obsoleta con las
nuevas aplicaciones que usan el estándar 5e.
• Categoría 5e - Este cable utilizado en las redes que funcionan
a 10/100 Mbps, incluso teóricamente especifica 1000Mbps
dependiendo de la implementación. Este cable se usa para
puntos de máximo 100 metros.


• Categoría 6 - Es un cable UTP de alto rendimiento capaz de
transmitir datos hasta 10 Gbps. Categoría 6 especifica las
distancias de cable de hasta 100 metros con la transferencia
de 10/100/1000 Mbps, y 10 Gbps en distancias más cortas.
• Categoría 6a – o Categoría 6 aumentada ofrece mejoras con
respecto a la categoría 6, Se especifica las distancias de
transmisión de hasta 100 metros y se utiliza con los
estándares de redes de 10 Gbps.
• Categoría 7 – Estándar para redes Ethernet de 10 Gbps sobre
100 metros de cableado de cobre. La diferencia particular es
el conector puede ser terminado tanto con un conector
eléctrico GG-45,(GigaGate-45) (compatible con RJ-45) como
con un conector TERA.

Cable UTP

• El cableado UTP, con una terminación de conectores RJ-45, es
un medio común basado en cobre para interconectar
dispositivos de red, como computadoras, y dispositivos
intermedios, como routers y switches de red.


Normas T568A y T568B

• Las normas T568A y T568B son especificaciones que se usan
para determinar la configuración de los pines a la hora de
ponchar un cable UTP, esta se basa en el código de colores del
cable UTP para ubicar los hilos dentro del conector RJ-45.


Configuración de los cables UTP

• Según las diferentes situaciones, es posible que los cables UTP
necesiten armarse según las diferentes convenciones para los
cableados. Esto significa que los alambres individuales del
cable deben conectarse en diferentes órdenes para distintos
grupos de pins en los conectores RJ-45.



• Cable Cruzado


Cable Cruzado
EIA/TIA 568A
EIA/TIA 568B

Jack RJ-45


Cable STP

• Otro tipo de cableado utilizado en las redes es el par trenzado
blindado (STP).
• STP utiliza dos pares o cuatro pares de alambres que se
envuelven en una malla de cobre tejida o una hoja metálica.
• El cable STP cubre todo el grupo de alambres dentro del cable
al igual que los pares de alambres individuales. STP ofrece una
mejor protección contra el ruido que el cableado UTP pero a
un precio considerablemente superior.


Cable STP


Cable FTP

• El cable FTP es un cable intermedio entre el UTP y el STP, es
un cable con una apantallado en papel aluminio que protege
todos los pares de hilos, es un cable mas robusto a las
interferencias electromagnéticas pero no es tan costoso como
un cable STP.


Cable Coaxial

• El cable coaxial consiste en un conductor de cobre rodeado de
una capa de aislante flexible.
• Sobre este material aislante hay una malla de cobre tejida o
una hoja metálica que actúa como segundo alambre del
circuito y como blindaje para el conductor interno. La segunda
capa o blindaje reduce la cantidad de interferencia
electromagnética externa. La envoltura del cable recubre el
blindaje.


Cable Coaxial

• Todos los elementos del cable coaxial rodean el conductor
central. Esta construcción se denomina ya que todos
comparten el mismo eje.


Conectores Cable Coaxial

• Conector BNC
• Conector tipo n

• Conector tipo f


Usos del Cable Coaxial

• El diseño del cable coaxial ha sido adaptado para diferentes
necesidades. El coaxial es un tipo de cable importante que se
utiliza en tecnologías de acceso inalámbrico o por cable. Estos
cables se utilizan para colocar antenas en los dispositivos
inalámbricos. También transportan energía de radiofrecuencia
(RF) entre las antenas y el equipo de radio.



• Es el medio de uso más frecuente para transportar señales
elevadas de radiofrecuencia mediante
cableado, especialmente señales de televisión por cable. La
televisión por cable tradicional, con transmisión exclusiva en
una dirección, estaba totalmente compuesta por cable
coaxial.



• Acceso de ultimo kilometro para conexión de internet a través
de redes hibridas de fibra óptica y cable coaxial, conocidas
como Redes HFC.


Peligros del Cobre

• Peligro por electricidad, uno de los posibles problemas de los
medios de cobre es que los alambres de cobre pueden
conducir la electricidad de manera no deseada. Debido a este
problema, el personal y el equipo podrían estar sujetos a
diferentes peligros por electricidad.
• Como consecuencia, las corrientes y los voltajes no deseados
pueden generar un daño a los dispositivos de red y a las
computadoras conectadas o bien provocar lesiones al
personal.


Peligros del Cobre

• Peligros de incendio, el revestimiento y aislamiento de los
cables pueden ser inflamables o producir emanaciones tóxicas
cuando se calientan o se queman. Las organizaciones o
autoridades edilicias pueden estipular estándares de
seguridad relacionados para las instalaciones de hardware y
cableado.
• Para prevenir situaciones potencialmente peligrosas y
perjudiciales, es importante instalar correctamente el
cableado de cobre según las especificaciones relevantes y los
códigos de edificación.


Seguridad sobre los medios de cobre


Fibra Óptica

• El cableado de fibra óptica utiliza fibras de plástico o de vidrio
para guiar los impulsos de luz desde el origen hacia el destino.
Los bits se codifican en la fibra como impulsos de luz.
• El cableado de fibra óptica puede generar velocidades muy
superiores de ancho de banda para transmitir datos sin
procesar.


Fibra Óptica


Fibra Óptica

• Teniendo en cuenta que las fibras utilizadas en los medios de
fibra óptica no son conductores eléctricos, este medio es
inmune a la interferencia electromagnética y no conduce
corriente eléctrica no deseada cuando existe un problema de
conexión a tierra.


Fibra Óptica

• Las fibras ópticas pueden utilizarse en longitudes mucho
mayores que los medios de cobre sin la necesidad de
regenerar la señal, ya que son finas y tienen una pérdida de
señal relativamente baja.
• Algunas especificaciones de la capa física de fibra óptica
admiten longitudes que pueden alcanzar varios kilómetros.


Fibra Óptica: Monomodo y Multimodo


Conectores de Fibra


Medios Inalámbricos

• 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.


Medios Inalámbricos

• 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.


Medios Inalámbricos: Tipos de Redes


Medios Inalámbricos: LAN Inalámbrica

• LAN Inalámbrica o WLAN


Consideraciones generales de los medios


Ancho de Banda

• La capacidad que posee un medio de transportar datos se
describe como el ancho de banda de los datos sin procesar de
los medios. El ancho de banda digital mide la cantidad de
información que puede fluir desde un lugar hacia otro en un
período de tiempo determinado. El ancho de banda
generalmente se mide en kilobits por segundo (kbps) o
megabits por segundo (Mbps).


Capacidad de transferencia útil

• La capacidad de transferencia útil es la medida de datos
utilizables transferidos durante un período de tiempo
determinado. Por lo tanto, es la medida de mayor interés para
los usuarios de la red.


Baseband

• La señales en banda base no se modulan tal cual se general la
señal digital esta es transmitida por el medio.
• La señal digital que se utiliza en la transmisión de banda
base ocupa todo el ancho de banda de la red de medios de
comunicación para transmitir una señal de datos.
• La comunicación banda base es bidireccional, permite a los
ordenadores enviar y recibir datos a través de un único
cable. Sin embargo, el envío y la recepción no puede
ocurrir en el mismo cable al mismo tiempo.


Broadband

• Las señales en banda ancha a diferencia de las señales en
banda base si se modulan, se transmite la señal digital
modulada sobre una señal analógica.
• A diferencia de las señales en banda base, las señales en
banda ancha se modulan en canales de frecuencia diferentes
lo que permite transmisiones full dúplex sobre el mismo
medio, es decir recibir transmitir al mismo tiempo.


Interferencia Electromagnética

• Como una señal de datos viaja a través de un medio
específico, que podría ser sometido a un tipo de
interferencia conocida como la interferencia electromagnética
(EMI).
• Las fuentes comunes de EMI incluyen monitores de
computadoras y accesorios de iluminación
fluorescente, básicamente, cualquier cosa que crea un campo
electromagnético.
• Los medios de cobre son propensos a EMI, mientras que los
medios de comunicación de fibra óptica con una transmisión
de luz no sufre de interferencias electromagnéticas.

Atenuación

• La atenuación es la perdida de potencia sufrida por una señal
al ser transmitida.
• La atenuación se expresa en decibeles, y puede estar dada
por la diferencia entre la potencia de llegada frente a la
potencia de transmisión. Esta también se puede presentar en
relación de voltajes.


Tarea

• Consultar las especificaciones técnicas de los siguientes
estándares y realizar un documento donde los describa con
detalle.
– IEEE 802.15.1
– IEEE 802.15.4
• Realizar un informe que explique que son las codificaciones
de línea y describa las mas importantes.


Preguntas!

• Dudas a jpadillaa@gmail.com


Bibliografía en Español

• Currículo de Cisco CCNA versión 3.1
• Currículo de Cisco CCNA Exploration versión 4.0
• Andrew Tanenbaum. (2003). Redes De Computadoras -
Cuarta Edición. Editorial Pearson.
• James F. Kurose y Keith W. Ross. Redes de Computadores: Un
Enfoque descendente basado en Internet - Segunda Edición.
Editorial Pearson.
• Pat Eyler. (2001). Redes Linux con TCP/IP - Primera Edición.
Editorial Prentice Hall.
• Behrouz A. Forouzan. (2002). Transmisión de Datos y Redes
de Comunicaciones - Segunda Edición - Editorial McGraw Hill.

Bibliografía en Ingles
• Al Anderson & Ryan Benedetii. (2009). Head Firs Networking.
Editorial O'Reilly
• Bruce Hartpence. (2011). Packet Guide to Core Network Protocols -
Primera Edicón. Editorial O'Reilly
• Craig Hunt. (2002). TCP/IP Network Administration - Tercera
Edición, Editorial O'Reilly
• Gary A. Donabue. (2011). Network Warrior - Segunda Edición.
Editorail O'Reilly
• Joe Casad. (2009). Sams Teach Yourself TCP/IP in 24 Hours - Cuerta
Edición, Editorial SAMS.
• Mike Harwood. (2011). Cert Guide CompTIA Network+ N10-004.
Editorial Pearson
• Silviu Angelescu. (2010). CCNA Certification All in One for dummies.
Editorial Wiley


Bibliografía en Ingles
• Shannon MCFarland, Muninder Sambi, Nikhil Sharmad & Sanjay
Hooda. (2011). IPv6 for Enterprise Networks - Primera Edición.
Editorial Cisco Press
• IIjitscb van Beijnum. (2002). BGP - Primera Edición. Editorial
O'Reilly.
• Jianguo Ding. (2010). Advances in Network Management - Primera
Edición. Editorial CRC.
• Priscilla Oppenheimer. (2010). Top Down Network Design - Tercera
Edición. Editorial Cisco Press.
• S.S. Shinde. (2009). Computer Network - Primera Edición. Editorial
New Age Publishers.
• Todd Lammle. (2007). CCNA: Cisco Certified Network Asocciante
Study Guide - Sexta Edición. Editorial Wiley.

Gracias


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