Este documento describe la capa física de las redes y telecomunicaciones. Explica que la capa física se encarga de la topología de red, las conexiones físicas y la transmisión de bits a través de medios como cable de cobre, fibra óptica o inalámbricos. También describe los objetivos, funciones, componentes, codificación, señalización y medios físicos utilizados en la capa física.

1. E.A.P. INGENIERIA DE SISTEMAS E INFORMÁTICA
Curso: Redes y Telecomunicaciones I
Docente: Ing. Walter Teofilo Baldeon Canchaya
Alumnos:
Anthony Villadoma
Henderson Rojas Villanueva
Walther Valdivia Uzuriaga

2. CAPA FÍSICA
 El nivel físico o capa física es la encargada de la topología de red y de las conexiones globales
de la computadora hacia la red, tanto del medio físico así como la transferencia o tramite de
la comunicación.
 La capa física o nivel físico permite obtener medios mecánicos, eléctricos, funcionales y de
procedimiento para activar, mantener y desactivar conexiones físicas.

3. OBJETIVOS DE LA CAPA FÍSICA
 El nivel físico tiene como un objetivo principal tener comunicación en medios eléctricos o
de ondas microondas pero basados en un sistema de bits o un sistema de comunicación
binaria
 Describir el propósito de la señalización y de la codificación de la capa según como se
utilizan en las redes.
 Nos permite describir las formas en que se utilizan comúnmente los medio de red
inalámbricas, de fibra óptica y de cobre.
Funcionamiento De La Capa Física
• Es la encargada de transmitir los bits a través del medio de transmisión ya sea cableado o
por ondas, permitiendo ponerlos en un trama de datos binarios lo cual serán entregados
al nivel de enlace.

4. FUNCIÓN DE LOS COMPONENTES
FÍSICOS
 Los dispositivos eléctricos de hardware, medios y conectores que transmiten y
transportan las señales que ingresan y representen los bits.
 Cable de Cobre
 Fibra Óptica
 Inalámbrico
FUNCIÓN DE LOS COMPONENTES FÍSICOS

5. IDENTIFICACIÓN DE UNA TRAMA
En la capa física establece y mantiene estándares
para las capas de fascias en comparación con los
estándares correspondientes a las otras capas de
red.
La comunicación de red en esta capa consiste en
bits codificados en esta y describa las técnicas de
codificación que se usan en la capa física.

6. CODIFICACIÓN DE UNA TRAMA
 La codificación es un método utilizado para convertir un stream de bits de datos en
un código predefinido. Los códigos son grupos de bits utilizados para ofrecer un
patrón predecible que pueda reconocer tanto el emisor como el receptor. La
utilización de patrones predecibles permite distinguir los bits de datos de los bits de
control y ofrece una mejor detección de errores en los medios.

7. Señalización De Una Trama
Los estándares de capa física deben definir qué tipo de señal representa un "1" y un "0". Esto puede ser
tan sencillo como un cambio en el nivel de una señal eléctrica, un impulso óptico o un método de
señalización más complejo.

8. A. Señalización de los bits para los medios
Los bits se representan en el medio cuando se cambian una o más de las
características:
• Amplitud
• Frecuencia
• Fase

9. B. Métodos de señalización
•Señalización NRZ/No Return to Zero:
Este método simple de señalización solo es adecuado para enlaces de datos de una velocidad lenta, esta
señalización no utiliza el ancho de banda de manera eficiente y es susceptible a la interferencia
electromagnética.

10. •Señalización Manchester:
En esta señalización en lugar de representar los bits como unos impulsos de valores simples de voltaje, el
esquema de señalización Manchester toma a los valores de los bits como una transmisión de voltajes.
Este tipo de señalización si bien no es lo más eficiente como para ser utilizada en velocidades de señalización
superiores, esta constituye el medio de señalización empleada por el Ethernet 10BASET, eso quiere decir q
ejecuta 10 megabits por segundo

11. Codificación, agrupación de bits
La capa física del dispositivo de red deber ser capaz de detectar señales legítimas de datos e ignorar
señales aleatorias sin datos que también pueden encontrarse en el medio físico. El stream de señales
que se transmite necesita iniciarse de tal forma que el receptor reconozca el comiendo y el final de la
trama.
A. Patrones de señales
Para detectar una trama se debe iniciar cada trama con un patrón de señales que represente los
bits que la capa física reconoce como un indicador del comienzo de una trama, y otro patrón de
bits señalara el final.

13. B. Grupos de códigos
La utilización de grupos de códigos genera sobrecarga debido a los bits adicionales que se transmiten se logra
mejorar la solidez de un enlace de comunicación permitiendo pasar a una gran velocidad.
Las ventajas de utilizar grupo de códigos son:
 Reducción de nivel de error en los bits.
 Limitación de la energía efectiva transmitida a los medios
 Ayuda para distinguir los bits de datos de los bits de control
 Mejoras en la detección de errores en los medios

14. C. Reducción de errores
Para detectar un bit individualmente, el receptor debe saber cómo y cuándo probar la señal en los medios;
para lo cual se requiere la sincronización de los tiempos entre el receptor y transmisor.
D. Limitación de la energía transmitida
Los símbolos garantizan el equilibrio entre la cantidad de 1 y 0 en una secuencia de símbolos, el
proceso de equilibrar la cantidad de números binarios transmitidos se denomina equilibrio
E. Distinción entre datos y control
Los grupos de códigos incluyen símbolos, los cuales son:
 Símbolos de datos: Símbolos que representan los datos de la trama cuando ésta se transmite a
la capa física.
 Símbolos de control: Códigos especiales introducidos por la capa física que se utiliza para
controlar la transmisión. Entre ellos se incluyen los símbolos de fin de la trama y de medios
inactivos.
 Símbolos no válidos: Símbolos cuyos patrones no están permitidos en los medios. El receptor de
un símbolo no válido indica un error de trama.

15. F. 4B/5B
Los grupos de códigos que se utilizan
actualmente en las redes modernas son,
por lo general, más complejos. En esta
técnica, 4 bits de datos se convierten en
símbolos de un código de 5 bits para la
transmisión a través del sistema de
medios.
En 4B/5B, cada byte que se transmitirá se
divide en parte de cuatro bits o cuartetos
y se codifica como valores de cinco bits
denominados símbolos. Estos símbolos
representan los datos que deben
transmitirse al igual que el conjunto de
códigos que permite controlar la
transmisión en los medios.

16. G. Capacidad de trasporte de datos
El ancho de banda:
 Es la capacidad que posee un medio de transporte de datos sin el proceso de los medios. El ancho de banda
digital mide la cantidad e información que puedo fluir un lugar a otro en un tiempo determinado.
Rendimiento:
 El rendimiento es la medida de transferencia de bits a través de los medios, este rendimiento no
coincide con el ancho de banda en las implementaciones físicas.

17. Capacidad de transferencia útil:
 En este caso prioriza la transferencia de bits y no de datos utilizados, esto quiere decir que se considera los
bits que se generan la sobrecarga de protocolo, lo cual representa el rendimiento sin la sobrecarga de tráfico
para establecer sesiones, acuses de recibo y encapsulaciones.

18. MEDIOS FÍSICOS
El medio físico viene a ser básicamente el "cable" que permite la
comunicación y transmisión de datos, y que define la transmisión de
bits a través de un canal. Esto quiere decir que debemos asegurarnos
que cuando un punto de la comunicación envía un bit 1, este se reciba
como un bit 1, no como un bit 0.
Tipos de Medios Físicos
 Medios de Cobre o Alámbricos
 Medios de Fibra
 Medios Inalámbricos
La capa física se ocupa de la señalización y los medios de red. Esta capa produce la
representación y agrupación de bits en voltajes, radiofrecuencia e impulsos de luz.

20. MEDIOS DE COBRE
El medio más utilizado para las comunicaciones de datos es el cableado que utiliza alambres de
cobre para señalizar bits de control y datos entre los dispositivos de red. El cableado utilizado para
las comunicaciones de datos generalmente consiste en una secuencia de alambres individuales de
cobre que forman circuitos que cumplen objetivos específicos de señalización.
El tipo de medio de cobre elegido se
especifica mediante el estándar de la capa
física necesario para enlazar las capas de
Enlace de datos de dos o más dispositivos
de red.

21. MEDIOS DE COBRE
SEÑAL E INTERFERENCIA
Los datos se transmiten en cables de cobre como impulsos eléctricos. Un detector en la interfaz de
red de un dispositivo de destino debe recibir una señal que pueda decodificarse exitosamente para
que coincida con la señal enviada.
Los valores de voltaje y sincronización en
estas señales son susceptibles a la
interferencia o "ruido" generado fuera
del sistema de comunicaciones. Estas
señales no deseadas pueden distorsionar
y corromper las señales de datos que se
transportan a través de los medios de
cobre.

22. TIPOS DE CABLE DE COBRE
CABLE DE PAR TRENZADO NO BLINDADO (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.
El trenzado cancela las señales no deseadas.
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.

23. ESTÁNDARES DE CABLEADO UTP
El cableado UTP que se encuentra comúnmente en el trabajo, las escuelas y los hogares cumple con los
estándares estipulados en conjunto por la Asociación de las Industrias de las Telecomunicaciones (TIA) y la
Asociación de Industrias Electrónicas (EIA). TIA/EIA-568A estipula los estándares comerciales de cableado
para las instalaciones LAN y es el estándar de mayor uso en entornos de cableado LAN. Algunos de los
elementos definidos son:
 Tipos de cables
 Longitudes de los cables
 Conectores
 Métodos para realizar pruebas de cable
El Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) define las características eléctricas
del cableado de cobre. IEEE califica el cableado UTP según su rendimiento. Los cables se
dividen en categorías según su capacidad para transportar datos de ancho de banda a
velocidades mayores.

24. TIPOS DE 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.
Según las diferentes situaciones, es posible que los cables UTP necesiten armarse según las diferentes
convenciones para los cableados.

25. TIPOS DE CABLE DE COBRE
CABLE COAXIAL
El cable coaxial consiste en un conductor de cobre rodeado de una capa de aislante flexible, como se muestra
en la figura.
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.
Todos los elementos del cable coaxial rodean el conductor central. Esta construcción se denomina coaxial (o
coax como abreviatura) ya que todos comparten el mismo eje.

26. USO DE 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.
Es el medio de uso más frecuente para transportar señales elevadas de radiofrecuencia mediante cableado,
especialmente señales de televisión por cable.
Actualmente, los proveedores de servicio
de cable están convirtiendo sistemas de
una a dos vías para suministrar
conectividad de Internet a sus clientes.
Este uso combinado de fibra y coaxial se
denomina fibra coaxial híbrida (HFC).

27. PARTES DEL CABLE COAXIAL Y SU CONECTOR

28. TIPOS DE CABLE COAXIAL
CABLE THINNET (ETHERNET FINO)
CABLE THICKNET (ETHERNET GRUESO)

29. TIPOS DE CABLE DE COBRE
CABLE DE PAR TRENZADO BLINDADO
(STP)
Como se muestra en la figura, STP utiliza dos 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.

30. MEDIOS DE COBRE
SEGURIDAD DE LOS MEDIOS DE COBRE
Peligros 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
Peligros de incendio
El revestimiento y aislamiento de los cables pueden
ser inflamables o producir emanaciones tóxicas
cuando se calientan o se queman

31. MEDIOS DE FIBRA
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
Algunos de los problemas de implementación
de medios de fibra óptica:
 Más costoso que los medios de cobre en la
misma distancia (pero para una capacidad
mayor)
 Se necesitan diferentes habilidades y
equipamiento para terminar y empalmar la
infraestructura de cables
 Manejo más cuidadoso que los medios de
cobre

32. PRODUCCIÓN Y DETECCIÓN DE SEÑALES ÓPTICAS
Los láseres o diodos de emisión de luz (LED) generan impulsos de luz que se utilizan para representar los datos
transmitidos como bits en los medios. Los dispositivos electrónicos semiconductores, denominados fotodiodos,
detectan los impulsos de luz y los convierten en voltajes que pueden reconstruirse en tramas de datos.
MEDIOS DE FIBRA
CONECTORES DE RED DE FIBRA ÓPTICA

33. TIPOS DE FIBRA ÓPTICA
LA FIBRA ÓPTICA MONOMODO
Transporta un sólo rayo de luz, generalmente emitido desde un láser. Este tipo de fibra puede transmitir
impulsos ópticos en distancias muy largas

34. TIPOS DE FIBRA ÓPTICA
LA FIBRA ÓPTICA MULTIMODO
A menudo utiliza emisores LED que no generan una única ola de luz coherente. En cambio, la luz de un LED
ingresa a la fibra multimodo en diferentes ángulos.

35. COMPARACIÓN DE FIBRA ÓPTICA Y MEDIOS DE COBRE

36. 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.
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.

37. TIPOS DE MEDIOS INALÁMBRICOS

38. REPRESENTACIÓN DE TRANSMISIÓN

39. CONCLUSIÓN
La Capa Física es responsable de la interconexión física de los dispositivos. Los estándares de esta capa definen las
características de la representación en frecuencias eléctricas, ópticas y radiofrecuencias de los bits que componen
las tramas de la capa de Enlace de datos que se transmiten. Los valores de bit pueden representarse mediante
impulsos electrónicos, impulsos de luz o cambios en las ondas de radio. Los protocolos de la capa física codifican
los bits para la transmisión y los decodifican en el destino.
Los estándares de esta capa también son responsables de describir las características físicas, mecánicas y eléctricas
de los conectores y medios físicos que interconectan los dispositivos de red.