medios físicos de transmisión conectividad entre ordenadores

MEDIOS FÍSICOS DE
TRANSMISIÓN CONECTIVIDAD
ENTRE
ORDENADORES
JULIO PÉREZ
FERNANDO YEVES
MANUEL CASTRO
PABLO LOSADA
FRANCISCO MUR
JUAN PEIRE
ALFONSO DURÁN
ANTONIO COLMENAR
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA, ELECTRÓNICA
Y DE CONTROL
http://www.ieec.uned.es/
UNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACIÓN A DISTANCIA
http://www.uned.es/
UNIVERSIDAD NACIONAL DE EDUCACIÓN A DISTANCIA
DEPARTAMENTO DE INGENIERÍA ELÉCTRICA, ELECTRÓNICA
Y DE CONTROL
Escuela Técnica Superior de Ingenieros Industriales
Ciudad Universitaria, s/n
28040 Madrid - España
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
ÍNDICE
ÍNDICE ______________________________________ I
INTRODUCCIÓN ______________________________ 1
1. NOCIONES BÁSICAS - PRECABLEADO ________ 3
SOPORTES DE TRANSMISIÓN ______________________________ 5
Par trenzado _____________________________________________ 6
Cable coaxial ____________________________________________ 11
Fibra óptica _____________________________________________ 19
Ondas radioeléctricas y rayos infrarrojos ____________________ 29
2. NORMALIZACIÓN _________________________ 39
INTRODUCCIÓN __________________________________________ 39
LA NORMA ISO 8802.3 (IEEE 802.3) _________________________ 41
Norma ISO 8802.3 10 base 5 ______________________________ 46
Norma ISO 8802.3 10 base 2 ______________________________ 48
Norma ISO 8802.3 10 broad 36 ____________________________ 49
Norma ISO 8802.3 1 base 5 _______________________________ 50
Norma ISO 8802.3 10 base T ______________________________ 51
Norma ISO 8802.a 10 base F ______________________________ 52
Norma ISO 8802.3 100 base VG ___________________________ 53
Norma ISO 8802.3 100 base T _____________________________ 54
NORMA ISO 8802.4 (IEEE 802.4)_____________________________ 55
NORMA ISO 8802.5 (IEEE 802.5)_____________________________ 58
NORMA IEEE 802.6 (DQDB) ________________________________ 60
ÍNDICE
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
NORMAS FDDI____________________________________________ 63
FDDI ___________________________________________________ 63
FDDI-II _________________________________________________ 69
TPDDI o CDDI ___________________________________________ 70
NORMA ISO 8802.7 (IEEE 802.7)_____________________________ 72
NORMA IEEE 802.9 ________________________________________ 73
NORMA IEEE 802.11 _______________________________________ 75
NORMAS RELATIVAS AL CABLEADO ______________________ 76
3. CATÁLOGOS DE FABRICANTES_____________ 79
ANIXTER_________________________________________________ 80
BELDEN__________________________________________________ 82
BLACK BOX ______________________________________________ 84
DIGITAL EQUIPMENT CORPORATION _____________________ 86
Cabletrón _______________________________________________ 87
HEWLETT-PACKARD _____________________________________ 89
LUCENT__________________________________________________ 91
RAD______________________________________________________ 93
ÍNDICE
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
INTRODUCCIÓN
Este trabajo, que pretende abarcar el campo de
la comunicación entre ordenadores desde el punto
físico, es decir, todo lo referente al cableado entre los
mismos, se ha estructurado de tal modo que comienza
con una descripción de los diferentes medios físicos
(tipos de cables) que hoy en día se utilizan para
resolver el problema de la conectividad entre
ordenadores, dependiendo de la topología de que se
trate y también del ambiente en el que se trabaje, ya
que de éste depende en gran medida las necesidades
existentes de protección contra las interferencias
electromagnéticas que puedan presentarse.
En los últimos apartados se citan y describen
brevemente otros medios que también permiten la
comunicación entre ellos, como es el caso de las
comunicaciones vía radio, por infrarrojos, etc.
En el último capítulo se ha incluido
información procedente de catálogos de fabricantes,
que muestran los diferentes tipos de cables que hoy en
día se pueden encontrar disponibles, así como
información técnica sobre los mismos, además de sus
direcciones en Internet.
INTRODUCCIÓN
Página 1
MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
INTRODUCCIÓN
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
1. NOCIONES BÁSICAS - PRECABLEADO
Uno de los aspectos clave a tener en cuenta
cuando se aborda el diseño de una red de área local es
el medio físico que transporta la información, ya que
condiciona la distancia, la velocidad de transferencia,
la topología e incluso el método de acceso. Los
principales medios de transmisión utilizados en las
redes de área local son: el cable de par trenzado, el
coaxial y el de fibra óptica. También se comentaran
los enlaces por radio, por su utilización en las redes
inalámbricas.
Los parámetros más significativos a considerar
en la selección del tipo de cable son los siguientes:
• Ancho de banda
• Longitud
• Fiabilidad en la transferencia
• Seguridad
• Facilidad de instalación
• Coste
El ancho de banda está definido por el
espectro de frecuencias que el medio puede transferir.
Cuanto mayor sea el ancho de banda, se puede operar
a velocidades de transmisión más elevadas, siendo el
CAPÍTULO 1. NOCIONES BÁSICAS - PRECABLEADO
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
ancho de banda función de las características del cable
y de su longitud. Por ello, es más apropiado
considerar la figura de mérito "distancia x velocidad",
si bien, a efectos de metodología se considerarán los
dos factores separadamente.
La longitud de un segmento de cable es función
del tipo de cable, arquitectura y topología de la red.
Normalmente, para cada arquitectura y tipo de cable
están definidas las distancias máximas utilizables. La
fiabilidad en la transferencia es la característica que
determina la calidad de la transmisión, normalmente
evaluada en porcentaje de errores por numero de bits
transmitidos. Está relacionada con la atenuación, así
como por la sensibilidad a las interferencias externas.
La seguridad indica el grado de dificultad con
que las señales transportadas pueden ser interceptadas.
La facilidad de instalación está relacionada
con la ligereza y diámetro del cable, así como con su
sensibilidad a las operaciones que sobre él se realicen.
En fibra óptica, por ejemplo, los optoacopladores son
elementos muy críticos, por lo que su instalación y
ajuste son complejos. Obviamente, el coste es un
criterio determinante en la selección del cable. El
cable más económico es el par trenzado, siendo la
fibra óptica el más costoso.
CAPÍTULO 1. NOCIONES BÁSICAS - PRECABLEADO
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
SOPORTES DE TRANSMISIÓN
Entre los numerosos elementos que componen
un sistema de cableado, hay uno que es
particularmente importante: el soporte físico. La
elección del soporte depende de las prestaciones
esperadas por el sistema a realizar, puesto que éstas
determinan el flujo previsto y, por tanto, el ancho de
banda necesario.
Es bastante evidente que también pueden
intervenir otros criterios, entre los cuales se puede
citar a título de ejemplo, el coste o la necesidad de
utilizar un cableado ya existente (es decir, en el caso
donde un cableado está ya presente en la organización
a la que está destinada la red).
Los principales soportes utilizados en el ámbito
de las transmisiones son el hilo metálico, el cable
coaxial, la fibra óptica y las ondas hertzianas. Tienen
características muy diferentes, tanto en materia de
ancho de banda como de volumen ocupado,
atenuación o coste. En cuanto a éste último, hay que
tener en cuenta en su evaluación no sólo el precio
intrínseco del soporte, sino también el de los equipos
necesarios para la transferencia de información sobre
él, su instalación, mantenimiento y duración.
CAPÍTULO 1. NOCIONES BÁSICAS - PRECABLEADO
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
Par trenzado
Este soporte, basado en hilos eléctricos, a
menudo se utiliza para conectar el acoplador de una
red local al terminal, o al soporte físico propiamente
dicho, en distancias cortas. Puede utilizarse para
enlaces punto a punto o multipunto.
Los hilos eléctricos pueden ser utilizados de
varias formas. Generalmente, se encuentran en forma
de par de hilos de cobre (o a veces aluminio), con un
diámetro inferior al milímetro, protegidos por una
cubierta aislante, dispuestos en espiral, que constituye
lo que comúnmente se llama par trenzado. Se trata del
soporte de transmisión más sencillo y más utilizado.
Cada par está envuelto por una cubierta de un color
determinado. Las interferencias eléctricas (diafonía)
entre los dos hilos se minimizan por el hecho de estar
trenzados.
Los pares trenzados generalmente se agrupan en
cables multipares, donde se pueden encontrar cables
de 2, 4, 6, 8, 14, 25, 28, 56, 112, 224, ó hasta 300
pares. Los cables a menudo están protegidos por una
cubierta de PVC (PoliCloruro de Vinilo) de un
espesor aproximado de 1 mm.
CAPÍTULO 1. NOCIONES BÁSICAS - PRECABLEADO
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
La atenuación observada en estos cables es
inferior a 10 dB/km para una frecuencia de 100 kHz
(el debilitamiento o atenuación es una característica
del cable, proporcional a su longitud y que varía de la
misma forma que el cuadrado de la frecuencia
utilizada). Se puede obtener una atenuación más débil
aumentando la impedancia característica del cable
(que varia aproximadamente como la inversa de la
raíz cuadrada de la frecuencia, pero que, en cambio,
es independiente de la longitud del cable); ésto se
consigue variando el espesor o la naturaleza del
aislante (así se actúa sobre la capacidad del cable).
Existen cables de diferentes calidades:
• pares trenzados blindados y sin blindar (a
menudo llamados STP, de Shielded Twisted
Pair, y UTP, de Unshielded Twisted Pair);
• pares trenzados, con y sin pantalla;
• pares trenzados protegidos contra el fuego y
el agua.
Los pares sin blindar están rodeados
simplemente por un aislante. El blindaje de un par
trenzado, constituido por una trenza metálica (de hilo
de cobre estañado), garantiza la protección contra las
radiaciones electromagnéticas externas (interferencias
a bajas frecuencias, inferiores a 10 MHz).
CAPÍTULO 1. NOCIONES BÁSICAS - PRECABLEADO
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
Debido a este blindaje, el cable puede funcionar
en entornos relativamente perturbados. Sin embargo,
el blindaje tiene el inconveniente de que la señal
pierde mas rápidamente su energía y para su buen
funcionamiento necesita la puesta a tierra de la
totalidad del blindaje, llegando hasta el terminal. Se
requiere así que toda la cadena de conexión de tierras
este correctamente realizada, sin olvidar su
mantenimiento posterior. En otras palabras, una red
blindada debe ser de muy buena calidad, de lo
contrario, se corre el riesgo de que se comporte
mucho peor que una red más barata sin blindar.
Se puede observar que muchos sistemas de
cableado no tienen previstas tomas que permitan la
prolongación de la tierra hasta el terminal, lo que le
resta casi todo su interés al blindaje. La tendencia
actual va encaminada hacia cables sin blindar, puesto
que son mucho menos caros de instalar y de mantener,
y con prestaciones completamente satisfactorias para
realizar redes locales de alto rendimiento.
El apantallado es una simplificación del
blindaje, la pantalla esta constituida por una fina
lamina de aluminio y poliéster que protege el par
trenzado contra las perturbaciones radioélectricas de
frecuencias superiores a 1 MHz.
CAPÍTULO 1. NOCIONES BÁSICAS - PRECABLEADO
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
Los cables apantallados incluyen un hilo de
continuidad de la pantalla (masa). Para que sea eficaz,
la pantalla debe estar conectada a tierra en cada uno
de sus extremos. Se puede observar que el apantallado
y el blindaje pueden ser utilizados conjuntamente.
El par trenzado puede utilizarse tanto para
transmisión
analógica
como
digital.
Es
particularmente idóneo para transmisiones de corta
distancia; si la longitud del hilo es pequeña (inferior a
1 km), puede trabajarse con un flujo de varios
centenares de kbit/s, sin que el índice de errores
adquiera valores inadmisibles. Para distancias aún
más cortas, se pueden alcanzar sin dificultad
velocidades de varios Mbit/s y hasta 100 Mbit/s. Su
reducido diámetro facilita su instalación a través de
conductos estrechos; sin embargo, en cables desde 0,4
a 1 mm de diámetro, se produce una importante
atenuación de las señales transportadas (varias
decenas de dB por MHz y km), lo que limita la
relación entre el ancho de banda y la distancia.
Los pares trenzados se utilizan sobre todo en
redes departamentales (o redes capilares) donde se
han convertido en un estándar. Se han hecho grandes
progresos sobre este tipo de soporte, permitiendo
alcanzar en la actualidad velocidades de flujo
superiores a 10 Mbit/s.
CAPÍTULO 1. NOCIONES BÁSICAS - PRECABLEADO
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
En cambio, un inconveniente de los pares
trenzados es su sensibilidad a las perturbaciones
externas. Su instalación requiere precauciones en
cuanto al aislamiento de cara a las perturbaciones
provocadas por los tendidos de red que soportan una
elevada corriente. Se puede mejorar la calidad de este
medio con una cubierta exterior.
El par trenzado se puede encontrar
principalmente en los sistemas de autoconmutación
privados, pero también se utiliza como soporte de red
local informática, como, por ejemplo, es el caso de la
red IBM. Ampliamente utilizado para la conexión de
aparatos telefónicos, es un soporte que durante mucho
tiempo no ha sido bien considerado por el sector
informático, estando actualmente su uso ampliamente
extendido.
Se le encuentra en muchas instalaciones, por
ejemplo, en Lattisnet (de Synoptics) o Starlan. La
mayoría de los sistemas de cableado departamental, es
decir, a partir de un repartidor de planta, utilizan
cuatro pares de hilos trenzados.
Por ejemplo, 4 pares de 6/10 en el caso del
cableado Bull (BCS) u Open Link, de Digital. El par
trenzado es el origen de una norma internacional, la
red IEEE 802.3 10 base T (T por Twistedpair).
CAPÍTULO 1. NOCIONES BÁSICAS - PRECABLEADO
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
Cable coaxial
El cable coaxial está constituido por dos
conductores cilíndricos concéntricos separados por un
aislante. El cable central se llama alma y el conductor
externo recibe el nombre de trenza metálica o malla.
Los ingenieros en electrónica han demostrado que la
relación entre los diámetros de los dos conductores
debe ser de 3,6.
Los diferentes cables están designados por los
diámetros de los dos conductores utilizados en mm.
Los dos más normales son los cables 2,6/9,5 mm y
1,2/4,4 mm, cuyas características de atenuación se
resumen en la tabla 1.1.
Tabla 1.1. Atenuación de cables coaxiales.
a) Cable 2,6/9,5 mm
b) Cable 1,2/4,4 mm
Frecuencia
Atenuación
Frecuencia
Atenuación
1 MHz
2,35 dB/km
1 MHz
5,25 dB/km
2,5 MHz
3,71 dB/km
4 MHz
10,50 dB/km
8,3 MHz
6,77 dB/km
6 MHz
12,85 dB/km
12 MHz
8,15 dB/km
12 MHz
18,20 dB/km
CAPÍTULO 1. NOCIONES BÁSICAS - PRECABLEADO
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
Estos tipos de cables se utilizan en frecuencias
hasta los 12 MHz. Para las frecuencias mayores (hasta
60 MHz), se han creado dos nuevos tipos de pares: el
cable 3,7/13,5 mm, (con atenuación de 13,65 dB/km a
60 MHz), y el cable 2,8/10,2 mm, (cuya atenuación es
de 18 dB/km a 60 MHz).
El cable coaxial es un soporte que tiene un
ancho de banda muy amplio, pudiendo soportar un
trafico muy elevado (del orden de los 100 Mbit/s). Es
muy utilizado y permite, gracias a su autoaislamiento,
limitar las perturbaciones debidas a ruidos externos.
Sin embargo, si éstos adquieren magnitudes
importantes, pudiera ser necesario incorporar algún
tipo de blindaje. Igual que los pares trenzados, los
cables coaxiales pueden ser agrupados para formar
cables de mayor capacidad, pudiendo por ejemplo,
tener dos cables coaxiales dentro de una misma
cubierta de PVC. El cable coaxial se emplea también
para largas distancias.
Existen diferentes estructuras de cables, entre
las cuales se pueden citar:
• el cable twinaxial, que incluye dos
conductores internos en una misma cubierta
en lugar del único clásico.
• el cable triaxial, que consta de tres
conductores internos.
CAPÍTULO 1. NOCIONES BÁSICAS - PRECABLEADO
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
Por las mismas razones expuestas para los hilos
metálicos, cuanto menor es la distancia de recorrido,
mayor será el flujo binario que puede soportar. Para
dar una idea de estas velocidades, en un cable coaxial
de buena calidad con una longitud de 1 km, se pueden
alcanzar flujos superiores a los l00 Mbit/s. Sin
embargo, no deben sobrepasarse ciertos limites, al
aumentar la atenuación de la señal con la frecuencia.
El cable coaxial es un soporte muy utilizado
todavía en el ámbito de las redes locales. Su conexión
es muy sencilla y también se presta muy bien tanto
para enlaces punto a punto como multipunto.
Básicamente, existen dos categorías:
• impedancia característica de 50 ohmios, de
tipo Ethernet “en banda base”,
• impedancia característica de 75 ohmios
(cable de TV), "banda ancha" o broadband.
a) Cable RG 11
Este cable es utilizado en un estándar
internacional, la red "10 base 5" del IEEE (ISO
8803.3), cuyo origen es la red Ethernet. Esta
denominación ilustra las características de la
red (10 Mbit/s, 500 metros con transmisión en
banda base) que ofrece un flujo de 10 Mbit/s en
segmentos de 500 metros.
CAPÍTULO 1. NOCIONES BÁSICAS - PRECABLEADO
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
El cable coaxial utilizado es un cable
grueso y pesado, de 50 ohmios de impedancia,
que consta de un conductor central rodeado por
cuatro capas de blindaje, lo que le permite ser
empleado
en
entornos
relativamente
perturbados. Este tipo de cable ofrece
características eléctricas uniformes y estables
en el tiempo. El ancho de banda obtenido (de
unos 100 MHz) permite garantizar flujos de
varias decenas de Mbit/s.
Este soporte permite realizar redes 802.3
compuestas de segmentos de 500 metros de
largo como máximo. Para constituir el sistema
de cableado, los diferentes tramos pueden ser
unidos mediante repetidores. Los parámetros
técnicos utilizados para Ethernet (tiempo de
propagación de ida y vuelta inferior a 51,2 /µs)
hacen que la longitud total de una red Ethernet
basada en coaxial resulte inferior a 2.500 m,
con 3 repetidores activos.
La conexión sobre este cable se realiza
mediante una “toma vampiro” de acceso al
cable (tipo “grifo”). La toma de tipo “grifo” se
rosca sobre el cable y se puede instalar incluso
sin interrumpir las transmisiones. Puede ser
desmontada y colocada en otro lugar sin más.
CAPÍTULO 1. NOCIONES BÁSICAS - PRECABLEADO
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
Sin embargo, el cable coaxial grueso es
un soporte de dimensiones importantes
(diámetro de 5 a 10 mm), presentando una
flexibilidad reducida (su radio de curvatura
ronda los 25 cm) y cuyo precio es elevado.
b) Cable RG 58
Este
cable
coaxial,
denominado
igualmente cable Ethernet “fino”, es más
delgado que el anterior. Se utiliza en la norma
”10 base 2”, (10 Mbit, 200 m en banda base) o
cheapernet (Ethernet a bajo precio).
Este cable, menos protegido que el
anterior, se aplicó en aplicaciones de oficina,
donde
los
problemas
de
protección
electromagnética no son graves. El cable
utilizado en cheapernet es un hilo fino de color
marrón o gris, no blindado (thinwire, o cable
RG 58). Este soporte ofrece menor resistencia
al ruido electromagnético y provoca una
atenuación de la señal más importante, lo que
limita los segmentos de la red cheapernet a 185
metros. Sin embargo, su diámetro (5 mm) y su
flexibilidad (radio de curvatura de 5 cm)
facilitan mucho la instalación así como su paso
por los conductores existentes.
CAPÍTULO 1. NOCIONES BÁSICAS - PRECABLEADO
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
Al contrario del cable coaxial grueso, su
utilización no necesita cable de derivación para
dar servicio a los equipos. Cheapernet, red
preconizada por Digital, permite obtener una
red Ethernet más barata, pero de distancia y
numero de conexiones limitados. El empalme a
este cable necesita un conector BNC en T: para
poner tomas en T hay que cortar el cable e
insertar la T. El equipo que se va a enganchar se
conecta en la parte baja de la T. El
procedimiento ofrece mas seguridad que las
tomas de tipo “grifo” pero requiere un
conocimiento previo de los puntos de conexión.
El cable RG 58 se utiliza en algunos sistemas
de cableado, especialmente propuesto por la
empresa Digital.
c) Cable de banda ancha (CATV)
El empleo de este tipo de cable se utilizó
inicialmente en la transmisión de cadenas de
televisión por cable. La industria del CATV
(Community
Antenna
TeleVision)
es
particularmente importante en los Estados
Unidos, así como en otros países en los que
existen redes cableadas. Se utiliza para el
transporte de imágenes animadas; además de
otras aplicaciones, como son, por ejemplo, la
CAPÍTULO 1. NOCIONES BÁSICAS - PRECABLEADO
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
vigilancia o la enseñanza asistida por ordenador
(EAO). Las frecuencias clásicas transportadas
por este tipo de cable están comprendidas entre
5 kHz y 300 MHz, pudiendo sobrepasarse
incluso los 500 MHz.
En la televisión por cable se utilizan
transmisiones analógicas para el envío de
programas. Por termino medio, a un cable se le
exige que sea capaz de transmitir 30 programas
de televisión en color con una mínima
distorsión. Esta industria prospera, habiéndose
instalado millones de kilómetros de cable. El
precio de venta del cable CATV es
relativamente pequeño, utilizándose también
para redes digitales.
Entre sus ventajas se pueden citar:
• utilización de una técnica robusta, a
toda prueba, que responde a normas
estrictas y que puede trabajar en
entornos hostiles;
• un ancho de banda elevado que
permite transportar comunicaciones de
las más variadas características: flujos
esporádicos, señales analógicas de
tipo vídeo, comunicaciones síncronas,
etc.
CAPÍTULO 1. NOCIONES BÁSICAS - PRECABLEADO
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
• posibilidad de transportar señales
independientes y de diferentes tipos,
simultáneamente, utilizado la técnica
de multiplexación de frecuencia;
• disponibilidad comercial de aparatos
de audio, vídeo, transmisión de datos
y de UHF/VHF que pueden ser
conectados directamente sobre ellos;
• experiencia demostrable en numerosas
redes de distribución;
• fácil reparación en caso de corte;
• fácil instalación: posibilidad de
conectar equipos sobre el cable sin
problemas a través de tomas de tipo
“grifo” o tomas en T.
Este tipo de cable presenta también
algunos inconvenientes:
• la necesidad de utilizar modems para
cada equipo en las bandas de
frecuencia utilizadas, lo que implica
costes importantes;
• los protocolos de acceso al cable son a
menudo complejos;
• la heterogeneidad de los materiales y
de las modulaciones de transmisión
impide la integración del conjunto.
CAPÍTULO 1. NOCIONES BÁSICAS - PRECABLEADO
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
Fibra óptica
La fibra óptica está considerada aún como una
tecnología relativamente nueva con respecto a los
otros soportes. Su ya extendida utilización, se
encuentra en plena evolución.
Contrariamente a los soportes anteriores, en los
que la señal de información se transmite en forma de
corriente eléctrica modulada, se utiliza un haz de luz
modulado. Una guía cilíndrica de diámetro muy
pequeño (de 10 a 300 µm), recubierta por un aislante,
transporta la señal luminosa. El haz de luz se propaga
por el núcleo de la fibra. El diámetro exterior varía
entre 100 y 500 µm.
Hubo que esperar hasta los años 60 y a la
invención del láser para que este tipo de transmisión
se desarrollase.
Existen tres tipos de fibras, diferenciándose por
el índice de refracción de los materiales que la
constituyen y el diámetro de su núcleo:
• fibra multimodo de índice escalonado;
• fibra multimodo de índice gradual;
• fibra monomodo.
CAPÍTULO 1. NOCIONES BÁSICAS - PRECABLEADO
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
a) Fibras multimodo de índice escalonado
Las fibras multimodo de índice
escalonado están fabricadas a partir de vidrio
con una atenuación de 30 dB/km, o plásticas,
con una atenuación de 100 dB/km. Tienen un
ancho de banda que llega hasta los 40 MHz por
kilometro.
En estas fibras, el núcleo está constituido
por un material uniforme cuyo índice de
refracción es claramente superior al de la
cubierta que lo rodea. El paso desde el núcleo
hasta la cubierta conlleva por tanto una
variación brutal del índice, de ahí su nombre de
índice escalonado.
Si se considera un rayo luminoso que se
propaga siguiendo el eje de la fibra y un rayo
luminoso que debe avanzar por sucesivas
reflexiones, ni que decir tiene que a la llegada,
esta segunda señal acusará un retardo, que será
tanto más apreciable cuanto más larga sea la
fibra óptica. Esta dispersión es la principal
limitación de las fibras multimodo de índice
escalonado.
CAPÍTULO 1. NOCIONES BÁSICAS - PRECABLEADO
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
Su utilización a menudo se limita a la
transmisión de información a cortas distancias,
algunas decenas de metros y flujos poco
elevados. Su principal ventaja reside en el
precio más económico.
b) Fibras multimodo de índice de gradiente
gradual
Las fibras multimodo de índice de
gradiente gradual tienen un ancho de banda que
llega hasta los 500 MHz por kilómetro. Su
principio se basa en que el índice de refracción
en el interior del núcleo no es único y decrece
cuando se desplaza del núcleo hacia la cubierta.
Los rayos luminosos se encuentran enfocados
hacia el eje de la fibra. Estas fibras permiten
reducir la dispersión entre los diferentes modos
de propagación a través del núcleo de la misma.
La fibra multimodo de índice de
gradiente gradual de tamaño 62,5/125 µm
(diámetro del núcleo/diámetro de la cubierta)
está normalizado, pero se pueden encontrar
otros tipos de fibras:
• multimodo de índice escalonado
100/140 µm;
CAPÍTULO 1. NOCIONES BÁSICAS - PRECABLEADO
Página 21
MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
• multimodo de índice de gradiente
gradual 50/125 µm;
• multimodo de índice de gradiente
gradual 85/125 µm.
c) Fibras monomodo
Potencialmente, este último tipo de fibra
ofrece la mayor capacidad de transpone de
información. Tiene un ancho de banda del
orden de los 100 GHz/km. Si bien los mayores
anchos de banda se consiguen con esta fibra,
también es la más compleja de instalar.
Sólo pueden ser transmitidos los rayos
que tienen una trayectoria que sigue el eje de la
fibra, por lo que se la ha dado el nombre de
monomodo, (modo de propagación, o camino
del haz luminoso, único).
Son fibras que tienen el diámetro del
núcleo en el mismo orden de magnitud que la
longitud de onda de las señales ópticas que
transmiten, es decir, de unos 5 a 8 µm. Si el
núcleo esta constituido de un material cuyo
índice de refracción es muy diferente al de la
CAPÍTULO 1. NOCIONES BÁSICAS - PRECABLEADO
Página 22
MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
cubierta, entonces se habla de fibras monomodo
de índice escalonado.
Los elevados flujos que se pueden
alcanzar constituyen la principal ventaja de las
fibras monomodo, ya que sus pequeñas
dimensiones implican un manejo delicado y
entrañan dificultades de conexión que aún no se
controlan completamente.
d) Características de las fibras ópticas
Generalmente, las fibras ópticas se
agrupan para formar cables ópticos de 2, 4, 6,
144 ó 900 fibras. Se trata de un soporte
particularmente eficaz para enlaces digitales
punto a punto. Los enlaces multipunto
realizados mediante acopladores o estrellas
ópticas se encuentran aún en el ámbito de
laboratorio.
Sobre fibra óptica se puede transmitir en
banda base (la información es transmitida por
presencia o ausencia de intensidad luminosa) o
en analógico (por modulación de la amplitud de
la intensidad luminosa).
La fibra óptica presenta muchas ventajas:
CAPÍTULO 1. NOCIONES BÁSICAS - PRECABLEADO
Página 23
MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
• un ancho de banda muy elevada, lo
que permite flujos muy altos (del
orden del GHz);
• pequeño tamaño, 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 kilometro, lo que
resulta unas nueve veces menos que el
de un cable convencional;
• presenta una inmunidad completa a las
perturbaciones que provengan de
origen electromagnético, lo que
implica una calidad de transmisión
muy buena, ya que la señal es inmune
a las tormentas, chisporroteo, etc.;
• 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 de un elevado nivel de
confidencialidad;
• un aislamiento galvánico natural del
cable;
CAPÍTULO 1. NOCIONES BÁSICAS - PRECABLEADO
Página 24
MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
• no produce interferencias;
• insensibilidad a los parásitos, por lo
que se utiliza principalmente en
entornos industriales muy perturbados
(por ejemplo, en los túneles del
metropolitano).
Esta
propiedad
también permite la coexistencia por
los mismos conductos de cables
ópticos no metálicos con los cables de
energía eléctrica;
• una atenuación lineal muy pequeña, lo
que
permite
salvar
distancias
importantes sin elementos activos
intermedios;
• un valor pequeño de atenuación
independiente de la frecuencia;
• gran resistencia mecánica (resistencia
a la tracción, lo que facilita la
instalación);
• resistencia al calor, al frío y a la
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.
CAPÍTULO 1. NOCIONES BÁSICAS - PRECABLEADO
Página 25
MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
Sin
embargo,
presenta
algunos
inconvenientes:
• no presenta difusión natural (se trata
de un soporte unidireccional);
• los equipos terminales son costosos;
• la necesaria especialización del
personal encargado de realizar las
soldaduras y empalmes.
e) Sistemas de conexión
En cuanto a los sistemas de conexión,
una conexión óptica necesita un emisor y un
receptor óptico. Se pueden considerar diferentes
tipos de componentes.
La información digital es modulada por
un emisor de luz que puede ser:
• un diodo electroluminiscente: LED
(Light Emitting Diode), que no
incluye cavidad láser;
• un diodo láser;
• un láser modulado.
El fenómeno de dispersión es menos
acentuado si se utiliza un láser; por
consiguiente, éste permite obtener una potencia
CAPÍTULO 1. NOCIONES BÁSICAS - PRECABLEADO
Página 26
MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
óptica superior a la de los LED, pero con un
coste mayor. Además, la vida útil de un láser es
inferior a la de un diodo electroluminiscente.
Sin embargo, su utilización es necesaria en el
caso de la fibra monomodo.
Se distinguen dos tipos de receptores:
• los diodos PIN (Positive Intrinsic
Negative);
• los diodos de avalancha.
Son los componentes extremos (emisores
y receptores) los que limitan la velocidad que se
puede alcanzar con las fibras. Las conexiones
permanentes son realizadas uniendo los
extremos finales (por soldadura, pegado, etc.),
las provisionales se realizan por medio de
conectores o bornes que permiten múltiples
conexiones y desconexiones.
Existen numerosas redes que utilizan la
fibra óptica, como, por ejemplo, la Matracom
6500 (antigua Carthage). Algunas aplicaciones
representan un mercado potencial para la fibra
óptica, como pueden ser:
• aplicaciones militares, que requieren
un alto nivel de seguridad;
CAPÍTULO 1. NOCIONES BÁSICAS - PRECABLEADO
Página 27
MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
• aplicaciones en entornos industriales,
que trabajan en ambientes muy
perturbados;
• aplicaciones en redes a bordo de naves
(aviones, barcos, etc.), que tienen
problemas de espacio y peso.
CAPÍTULO 1. NOCIONES BÁSICAS - PRECABLEADO
Página 28
MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
Ondas radioeléctricas y rayos infrarrojos
Estas técnicas, al contrario que las anteriores,
están exentas de los problemas del soporte: no hay
soporte físico.
a) Ondas radioeléctricas
Las ondas radioeléctricas corresponden a
frecuencias comprendidas entre los 10 kHz y
300 GHz. Pueden ser difundidas o directivas.
En el primer caso, un emisor puede
transmitir a receptores geográficamente
dispersos. Para la transmisión de datos, la
calidad de las emisiones es pequeña.
En el segundo caso, por encima de los
500 MHz y hasta los 40 GHz aproximadamente
(haces hertzianos), la transmisión tiene lugar de
un emisor único hacia un destinatario también
único. Estos haces son utilizados especialmente
en transmisiones vía satélite.
La necesidad de direccionar la radiación
exigida para concentrar la energía y el ancho de
banda de la señal obligan a utilizar solamente
CAPÍTULO 1. NOCIONES BÁSICAS - PRECABLEADO
Página 29
MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
frecuencias superiores a 0,8 GHz para los
enlaces hertzianos. Este tipo de ondas se
propagan como los rayos de luz. Dado que la
curvatura terrestre resulta un obstáculo, incluso
en ausencia de cualquier relieve, es necesario
disponer de repetidores cada 100 km por
termino medio.
Por encima de los 40 GHz se pueden
utilizar los guiaondas. En efecto, para
longitudes de onda inferiores al centímetro, las
gotas de agua de la atmósfera forman una
barrera y las series pueden resultar muy
atenuadas.
El principio del guiaondas es el siguiente:
la señal es radiada por una pequeña antena,
como un emisor, en el interior de un conducto
metálico que guía las ondas electromagnéticas y
las dirige hasta el receptor.
El ancho de banda utilizable es superior a
los 50 GHz, lo que puede permitir una vía de
flujo binario diez veces superior a la permitida
por los haces hertzianos. Sin embargo, la
implementación de los guiaondas puede resultar
muy compleja.
CAPÍTULO 1. NOCIONES BÁSICAS - PRECABLEADO
Página 30
MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
No obstante, se pueden utilizar estas
ondas (> 40 GHz) en espacios abiertos,
especialmente en entornos de redes locales: se
implantan redes sin hilos (en el ámbito de cada
sala o habitación) unidas entre ellas por una red
filiar que permita atravesar paredes y suelos. En
cuanto a las diferentes clases de ondas, se
emplean las denominaciones que se muestran
en la Tabla 1.2.
Tabla 1.2. Diferentes clases de ondas.
Frecuencias
Denominación
Denominación anglosajona
(ondas ...)
30 kHz - 300 kHz
kilométricas
VLF (Very Low Frequencies)
300 kHz - 3 MHz
hectométricas
MF (Middle Frequencies)
3 MHz - 30 MHz
decamétricas
HF (High Frequencies)
30 MHz - 300 MHz métricas
VHF (Very High Frequencies)
300 MHz - 3 GHz
decimétricas
UHF (Ultra High Frequencies)
3 GHz - 30 GHz
centimétricas
SHF (Supra High Frequencies)
30 GHz - 300 GHz
milimétricas
EHF (Extremely High Frequencies)
La atribución de una u otra banda de
frecuencia (o longitudes de onda) para uno u
otro servicio está en función de la situación
existente, de las ganas de contentar a todo el
mundo y de reservar las longitudes de onda más
CAPÍTULO 1. NOCIONES BÁSICAS - PRECABLEADO
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
apropiadas para el uso que se contempla. Las
gamas más importantes de distribución de las
ondas se pueden ver reflejadas en la Tabla 1.3.
Tabla 1.3. Gamas más importantes de distribución de ondas.
Gama
Aplicación
10 kHz - 160 kHz
comunicaciones radiotelegráficas
160 kHz - 255 kHz
radiodifusión (grandes ondas)
255 kHz - 525 kHz
comunicaciones radiotelegráficas
525 kHz - 1.605 kHz
radiodifusión
1.605 kHz - 5.950 kHz
radiotelefonía
29,7 MHz - 41 MHz
radiotelefonía
41 MHz - 41 MHz
televisión
68 MHz - 87,5 MHz
enlaces radiotelefónicos
(modulación de frecuencia)
87,5 MHz - 100 MHz
radiodifusión
100 MHz - 162 MHz
enlaces radiotelefónicos
162 MHz - 216 MHz
televisión
216 MHz - 470 MHz
radiotelefonía
470 MHz - 860 MHz
televisión y radar
860 MHz - 960 MHz
transmisión por haces hertzianos
Por encima de los 960 MHz se encuentra
una división complicada entre radiotelefonía,
transmisión por haces hertzianos, radares,
comunicación vía satélite, etc.
CAPÍTULO 1. NOCIONES BÁSICAS - PRECABLEADO
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
En particular, las gamas de frecuencias de
3,4 GHz a 4,2 GHz y 7,25 a 7,75 GHz están
reservadas a las telecomunicaciones en sentido
satélite-tierra y las gamas de frecuencias de
5,725 GHz a 6,425 GHz y 7,9 a 8,4 GHz se
reservan a las telecomunicaciones en el sentido
tierra-satélite. Las transmisiones de datos por
ondas radioeléctricas, es decir, hasta
aproximadamente los 500 MHz, apenas se
producen. En efecto, numerosas experiencias
han demostrado que apenas se pueden
sobrepasar flujos de 100 kbit/s, realmente poco
en comparación con el espacio espectral
ocupado a estas frecuencias.
En cambio, los haces hertzianos permiten
flujos muy grandes y su empleo es interesante
entre lugares alejados entre los cuales otro tipo
de cableado resultaría demasiado caro, o bien
para conectar equipos portátiles.
Sin embargo, los equipos de los extremos
son caros y el modo de transmisión vulnerable
(sensibilidad a las perturbaciones externas, a la
polución de las ondas). Se utilizan para enlaces
entre edificios.
CAPÍTULO 1. NOCIONES BÁSICAS - PRECABLEADO
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
b) Enlaces por infrarrojos
Los enlaces por infrarrojos (> 300 GHz)
están, como las ondas radioeléctricas de
frecuencias superiores a los 40 GHz,
principalmente limitadas al perímetro de una
sala (se trata de una emisión directiva,
perturbada por los obstáculos). Raramente se
utilizan para enlaces entre edificios y, llegado el
caso, la emisión se efectúa mediante un láser.
Para aplicaciones interiores se utilizan los
diodos LED.
A este tipo de soporte, reservado
principalmente para enlaces a larga distancia, se
le esta prestando atención desde hace algún
tiempo en aplicaciones de redes locales.
En efecto, se observa que aparecen en el
mercado numerosas CLAN (Cableless o
Cordless Local Area Networks: redes locales
sin hilos) cuya mejor baza reside en su gran
flexibilidad (los elementos son fácilmente
reubicables). Esta flexibilidad ofrece grandes
posibilidades, tales como la instalación
provisional o en locales que no ofrezcan
ninguna infraestructura de cableado.
CAPÍTULO 1. NOCIONES BÁSICAS - PRECABLEADO
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
Sin embargo, estas redes locales
radioeléctricas no pueden hacer la competencia
a las redes cableadas debido a su precio poco
competitivo y al reducido numero de
frecuencias disponibles.
Existen algunos fabricantes que ofrecen
redes de este tipo:
• Motorola, con la red Altair. Es una red
monofrecuencia (18 GHz) que soporta
Ethernet; su alcance es de 30 a 100 m;
tiene un ancho de banda de 10 Mbit/s,
y soporta hasta 32 terminales.
• NCR, con la red WaveLAN, que
utiliza un método de acceso parecido
al de Ethernet: CSMA/CA (Carrier
Sense Multiple Access with Collision
Avoidance). En los Estados Unidos,
WaveLAN funciona en una banda de
frecuencias que ronda los 915 MHz
(902-928 MHz). En Europa, NCR ha
presentado una versión de WaveLAN
que trabaja en la banda de los 2,4 y
2,5 GHz, recomendada por el instituto
ETSI (European Telecommunications
Standards Institute), incluida en el
marco de la norma AIRLAN. En
Francia, la instalación de una red de
CAPÍTULO 1. NOCIONES BÁSICAS - PRECABLEADO
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
este tipo requiere la autorización de la
DRG (Direction de la Réglementation
Générale), en razón de las frecuencias
utilizadas que actualmente están
reservadas para fines militares. Dado
que la red WaveLAN soporta Ethernet
y Token Ring, utiliza la técnica de
ensanche del espectro; tiene un
alcance que puede llegar a los 180 m,
y soporta un centenar de terminales
con un flujo de 2 Mbit/s.
• Olivetti, con la red NET3 (Net Cube),
presenta una red conforme a la norma
DECT (Digital European Cordless
Telecommunications). NET3 utiliza
dos bandas de frecuencias distintas:
1,88 GHz y 1,9 GHz, soporta una
treintena de terminales y ofrece un
flujo de 1 Mbit/s con un alcance que
llega al centenar de metros.
• BICC Communications, con la red
InfraLAN, que esta basada en la
transmisión por infrarrojos. InfraLAN
es utilizada para enlaces entre
edificios, soporta Token Ring y
permite flujos de 4 Mbit/s a 16 Mbit/s
a una distancia de un kilómetro.
CAPÍTULO 1. NOCIONES BÁSICAS - PRECABLEADO
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
El interés apuntado para este tipo de
redes no sólo se está plasmando en el desarrollo
de una serie de normas, sino también por
proyectos europeos que investigan en este
campo, como es el caso del proyecto RACE
10.43, o de los diversos proyectos dentro del
área de Telematics.
CAPÍTULO 1. NOCIONES BÁSICAS - PRECABLEADO
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
CAPÍTULO 1. NOCIONES BÁSICAS - PRECABLEADO
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
2. NORMALIZACIÓN
INTRODUCCIÓN
Ya anteriormente se adelantaban las actividades
de normalización del Comité IEEE 802 para redes
locales. A continuación, se van a describir más
detalladamente estas normas.
Las funciones de nivel 1 (nivel físico) del
modelo de referencia OSI, se realizan mediante un
aparato denominado MAU (Medium Access Unit,
unidad de acceso al soporte). Estas funciones
especialmente incluyen:
• la codificación y decodificación de datos;
• la sincronización;
• el reconocimiento de tramas.
A nivel de transmisión entre el soporte físico y
el medio propiamente dicho, hay dos técnicas que
actualmente son objeto de normalización:
• transmisión en banda base;
• transmisión en banda ancha, sobre cable tipo
CATV.
CAPÍTULO 2. NORMALIZACIÓN
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
Las velocidades de transmisión estándar para la
red local son de 1, 5, 10 y 20 Mbit/s. El nivel MAC
(Medium Access Control) ofrece un servicio de acceso
al soporte que está definido por la norma ISO 10 039.
Existe, como para todos los niveles primarios de
servicio, para permitir que el nivel LLC (Logical Link
Control) solicite los servicios de transmisión del nivel
MAC.
El nivel ISO 8802.1 trata de la relación entre la
arquitectura de las redes locales con el modelo ISO y,
en particular, de la división del nivel de enlace en dos
subniveles: MAC y LLC. El control de la emisión y
de la recepción de las tramas es realiza por el nivel
LLC que ha sido objeto del estándar ISO 8802.2.
En este apartado se van a presentar algunas de
las normas propuestas para las redes locales, así como
los trabajos de la ANSI para el FDDI. Algunas de
estas normas se encuentran aun en fase de desarrollo.
Sin embargo, se cree indispensable hacer un recorrido
por ellas, ya que estas redes a menudo son la base de
muchos sistemas de cableado.
CAPÍTULO 2. NORMALIZACIÓN
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
LA NORMA ISO 8802.3 (IEEE 802.3)
La norma ISO 8802.3, que deriva de
proposición IEEE 802.3, describe una red local
banda base a 1 Mbit/s ó 10 Mbit/s, utilizando
método de acceso de tipo CSMA/CD. En ella
definen:
• las características mecánicas y eléctricas
la conexión de un equipo al soporte
comunicación;
• la gestión lógica de las tramas;
• el control de acceso al soporte
comunicación.
la
en
un
se
de
de
de
En realidad, no hay una norma única, sino seis
normas ISO 8802.3. Estas seis normas definen las
condiciones de uso de la técnica misma de acceso, el
CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access/Collision
Detection), del que se va exponer su principio básico
de funcionamiento.
El soporte especificado en 1a norma es, bien el
cable coaxial, bien el par de hilos trenzados, cuya
longitud no debe sobrepasar una distancia (sin
repetidor) especificada y que depende de la calidad
del cable, siendo el código utilizado el Manchester.
CAPÍTULO 2. NORMALIZACIÓN
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
Las diferencias entre las seis normas provienen
del cableado utilizado y, por tanto, de las velocidades
que se pueden alcanzar y las longitudes máximas sin
repetidor. Estas seis normas son:
• ISO 8802.3 10 base 5
• ISO 8802.3 10 base 2
• ISO 8802.3 10 broad 36
• ISO 8802.3 1 base 5
• ISO 8802.3 10 base T
• ISO 8802.3 10 base F
Hay otras dos normas en desarrollo:
• ISO 8802.3 100 base VG
• ISO 8802.3 100 base T
La técnica CSMA/CD, normalizada por la ISO,
actualmente es la técnica de acceso aleatorio más
utilizada. Consiste en escuchar la red no sólo antes de
la emisión, sino durante la transmisión: un acoplador
preparado para emitir, que haya deseado el canal libre,
transmite y continua atento al canal, si se produce una
colisión, abandona tan pronto como sea posible su
transmisión y envía señales especiales llamadas bits
de atasco con el fin de que todos los acopladores se
enteren de la colisión. Posteriormente, intentará de
nuevo su emisión siguiendo un algoritmo, que estará
presente en la cadena.
CAPÍTULO 2. NORMALIZACIÓN
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
Esta política conlleva una ganancia de eficacia
en comparación con la técnica de simple escucha de la
portadora antes de la emisión, CSMA (Carrier Sense
Multiple Access), puesto que hay detección inmediata
de las colisiones y cancelación de la transmisión en
curso. Los acopladores emisores reconocen que se ha
producido una colisión, comparando la señal emitida
con la que pasa por la línea. Por tanto, las colisiones
ya no son reconocidas porque no se reciba
confirmación, sino por detección de interferencias.
Este método de detección de acceso es
relativamente simple; sin embargo, requiere técnicas
de codificación lo suficientemente desarrolladas como
para poder reconocer fácilmente cuando se produce
una superposición de señales. Se utilizan técnicas de
codificación diferencial, como el código Manchester
diferencial.
La técnica de reanudación preconizada por la
normalización es la siguiente: cuando una estación
inicia el proceso de enviar información, no puede
dejar de emitir mientras no se compruebe la ausencia
de colisiones.
De lo contrario, la estación podría
desconectarse creyendo haber realizado con éxito su
transmisión.
CAPÍTULO 2. NORMALIZACIÓN
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
El peor de los casos antes de detectar una
colisión es cuando las dos estaciones están situadas en
los extremos de la red y cuando la colisión se produce
justo en el momento en que la señal llega al receptor.
Es necesario que la señal recorra todo el cable,
después vuelve a la estación emisora.
El tiempo máximo antes de detectar la colisión
es, pues, el doble del tiempo de propagación sobre el
cable o, lo que es lo mismo, el tiempo de ida y vuelta
del cable. Dado que la longitud mínima de la trama se
ha definido en 64 bytes, ésto representa 512 bits a
emitir a la velocidad de 10 Mbit/s. De ello se deduce
que una estación no puede desconectarse durante este
periodo de 51,2 µs, que es el tiempo de ida y vuelta
sobre el cable. En realidad, este valor es el único
inconveniente de una red Ethernet a 10 Mbit/s: el
tiempo de propagación de ida y vuelta de la señal no
debe sobrepasar los 51,2 µs.
El paso por repetidores puede penalizar el
tiempo de propagación; en un repetidor, la señal debe
ser almacenada y después emitida de nuevo. El tiempo
que la señal tarda en atravesar un repetidor a menudo
es relativamente largo.
Se puede comprobar que la distancia máxima
en el caso de que no hubiera repetidor, sería
CAPÍTULO 2. NORMALIZACIÓN
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
aproximadamente de 10 kilómetros, a la velocidad de
la señal eléctrica (200.000 km/s). La longitud
recorrida en el soporte sería, por tanto, de 5 km. Si se
añaden repetidores, resulta difícil sobrepasar los 3 km.
Hay que señalar que si se hubiera utilizado fibra
óptica para montar la red Ethernet, la distancia
recorrida hubiera sido aún menor: dado que la
velocidad de la luz en una fibra óptica multimodo es
de 100.000 km/s, la distancia máxima hubiera sido de
2,5 km en ausencia de repetidores. Por el contrario, en
monomodo, donde se alcanzan los 280.000 km/s, la
distancia total asciende a casi el triple.
Hay que destacar también que si se quisiera
desarrollar una red Ethernet de alta velocidad, con una
velocidad de 100 Mbit/s, siendo la longitud mínima de
la trama de 64 bytes, la distancia máxima entre las dos
estaciones más alejadas resulta ridículamente
pequeña: del orden de los 250 a 300 metros. Luego,
cuanto más rápida es una red, mejor debe soportar la
conexión de equipos. Por esta razón, la normalización
se orienta más bien hacia técnicas de registro cuando
se trabaja con flujos muy elevados. Antes de abordar
estas técnicas, se van a presentar las seis normas que
regulan la CSMA/CD.
CAPÍTULO 2. NORMALIZACIÓN
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
Norma ISO 8802.3 10 base 5
La primera norma, ISO 8802.3 10 base 5, indica
una técnica CSMA/CD (8802.3), con una velocidad
de transmisión de 10 Mbit/s, una emisión en banda
base y una distancia máxima sin repetidor de señal de
500 metros. Fue la primera en ser normalizada y
corresponde a la clásica Ethernet de cable amarillo.
Este cable coaxial de 75 ohmios es un cable blindado
de muy buena calidad. La red Ethernet, desarrollada
por Xerox, nació de investigaciones efectuadas a
principios de los años 70 basadas en técnicas de
acceso aleatorio. La estructura topología de la red es
de tipo multipunto en bus.
Cuando deben conectarse muchas estaciones, se
interconectan varios buses entre sí. Se pueden unir dos
buses alejados por un enlace punto a punto de 1 km
aproximadamente como máximo. Los datos son
difundidos hacia el conjunto de las estaciones de la
red por repetidores entre los buses.
La red Ethernet proporciona el primer nivel de
protocolo de la arquitectura ISO y casi la totalidad del
segundo: los errores de transmisión son detectados,
pero no hay mecanismos de recuperación para
corregirlos.
CAPÍTULO 2. NORMALIZACIÓN
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
La capa de nivel 2 (nivel de enlace de datos) del
modelo de referencia OSI define un formato de trama
que permite controlar el direccionamiento y la
detección de errores a nivel del canal físico.
La red Ethernet puede albergar hasta 1.024
estaciones. Para la promoción de este producto, Xerox
se asocio con Digital e Intel. En la actualidad,
prácticamente todos los grandes de la informática
incluyen en su catalogo una red Ethernet.
CAPÍTULO 2. NORMALIZACIÓN
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
Norma ISO 8802.3 10 base 2
La segunda norma, ISO 8802.3 10 base 2, aún
se la conoce con el nombre de Cheapernet, o Ethernet
fina (Thin Ethernet). Las características de flujo y de
transmisión son las mismas que las de Ethernet
amarilla, técnica CSMA/CD a 10 Mbit/s en banda
base, pero con una distancia máxima sin repetidor de
200 m. La diferencia se encuentra en el cable coaxial
utilizado, que es de 50 ohmios, fino y sin blindar: el
RG 58 (cable negro). El coste del cableado es mucho
menos elevado que el impuesto por Ethernet con su
cable amarillo. Esta es la causa de que la distancia
máxima que puede recorrer la señal sin regeneración
sea tan solo de 200 metros, según establece la norma
ISO 8802.3 10 base 2, aunque, en realidad, la
distancia máxima exacta es de 180 metros. Puede
tener 5 segmentos como máximo por red y 4
repetidores consecutivos.
Otra diferencia que contribuye a bajar el precio
de esta Ethernet barata radica en el transceptor, que ha
sido diseñado para ir directamente con la toma, lo que
evita intercalar una interface.
CAPÍTULO 2. NORMALIZACIÓN
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
Norma ISO 8802.3 10 broad 36
Esta tercera norma utiliza siempre el
CSMA/CD a una velocidad de 10 Mbit/s, pero con un
cable coaxial blindado de 75 ohmios; es decir, con un
cable de banda ancha (broadband) y para una
distancia de 3.600 metros sin ningún repetidor. Son
necesarios modems para modular las señales que se
transmitan. La distancia máxima entre dos estaciones
es exactamente de 3.750 metros y el número máximo
de estaciones por red es de 1.024. La calidad de
transmisión mejora con las distancias cortas.
Las frecuencias utilizadas van desde 41,75 a
59,75 MHz en emisión y 234 a 252 MHz en
recepción.
CAPÍTULO 2. NORMALIZACIÓN
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
Norma ISO 8802.3 1 base 5
La norma ISO 8802.3 1 base 5 utiliza siempre
el método de acceso CSMA/CD pero a una velocidad
de emisión de 1 Mbit/s en banda base sobre un par de
hilos trenzados.
Hay que subrayar que aquí ya no se utiliza el
cable coaxial. Esta norma corresponde a la red
Starlan, cuya arquitectura es en estrella alrededor de
un nodo llamado hub (concentrador). Los hubs están
conectados entre sí, formando los niveles de una
arquitectura en árbol.
Al tratarse de una conexión con par de hilos y
no de una con cable coaxial, el valor 5 indica el
número máximo de nodos que se pueden intercalar
entre el usuario (la periferia) y el nodo raíz del árbol y
no la distancia máxima que puede existir entre ellos.
Como la distancia entre dos nodos típicamente
es de 200 metros (en las redes comercializadas), la
distancia total desde el usuario hasta el nodo central es
de 1.000 metros. Como dos ramas del árbol pueden
estar a 180 grados una de la otra, es posible alcanzar
una distancia máxima de 2 kilómetros.
CAPÍTULO 2. NORMALIZACIÓN
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
Norma ISO 8802.3 10 base T
La quinta norma, ISO 8802.3 10 base T, es
igualmente una norma para Starlan, pero a 10 Mbit/s,
adaptada a la comunicación sobre las redes
departamentales, cuyo cableado esté formado por
pares de hilos trenzados sin blindar (de 0,5 a 0,6 mm
de diámetro). Se trata también de una estructura
arborescente, pero el numero de nodos que se pueden
intercalar ya no está especificado. La distancia
máxima viene determinada por la técnica de acceso
que, por sí misma tiene sus limitaciones que deben ser
respetadas, como la de tipo CSMA/CD, que impone la
distancia máxima de la red. La distancia entre
repetidores es de 200 metros.
CAPÍTULO 2. NORMALIZACIÓN
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
Norma ISO 8802.a 10 base F
Esta sexta técnica afecta a una red de 10 Mbit/s
de fibra óptica, con una topología idéntica a la de
Starlan. El cable de doble fibra puede tener varios
diámetros: 50/125, 62,5/125, 100/140. Los nodos son
reemplazados por estrellas pasivas o activas que
difunden las señales. La distancia entre repetidores es
de 2,5 km.
El transceptor está adaptado a la fibra óptica y
permite detectar numerosas averías hacia la parte
terminal. Su utilización está recomendada en entornos
perturbados y/o para obtener un nivel de seguridad
mayor que en las redes Ethernet.
CAPÍTULO 2. NORMALIZACIÓN
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
Norma ISO 8802.3 100 base VG
Esta norma ISO 8802.3 100 base VG (802.12
del IEEE) permite aumentar muy considerablemente
la velocidad de comunicación de la red Ethernet
pasando a 100 Mbit/s. Esta red Fast Ethernet, o
Ethernet rápida, es siempre en banda base con una
distancia entre hubs de 100 metros y una topología
idéntica a la de la red ISO 8802.3 10 base T. La
distancia máxima de esta red es de unos 500 metros.
Los acopladores de esta red son incompatibles con la
primera generación de 10 Mbit/s.
El método de acceso difiere del que tiene la
Ethernet clásica, eliminando los riesgos de colisión
por un mecanismo de petición de permiso para emitir
(Demand Priority Access Method). Ya no se utiliza el
código Manchester, sino un código por bloques:
5B/6B.
CAPÍTULO 2. NORMALIZACIÓN
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
Norma ISO 8802.3 100 base T
Esta propuesta está en vías de resultar la nueva
norma Ethernet. La norma ISO 8802.3 100 base T
(802.14 del IEEE) deriva de la red ISO 8802.3 10
base T, sin embargo, la clase de cable que se utilice no
ha sido determinada hasta ahora.
Los trabajos a este respecto parecen menos
avanzados que los de la norma anterior, sin embargo,
estos productos podrían ser anunciados muy pronto.
Una treintena de sociedades, entre ellas 3COM,
participan en estos trabajos.
CAPÍTULO 2. NORMALIZACIÓN
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
NORMA ISO 8802.4 (IEEE 802.4)
La norma ISO 8802.4 describe la
implementación de una red local en bus utilizando un
control de acceso de tipo testigo. Esta norma ha sido
principalmente
adoptada
para
aplicaciones
industriales. En este marco particular, es necesario
disponer de redes capaces de responder a las
demandas de flujos con una seguridad determinada y
tener un cableado pasivo, para evitar altos índices
residuales de error. El testigo aporta el reparto
equitativo del soporte, siendo el bus el encargado de
suministrar el soporte pasivo.
En esta norma se han especificado:
1) Un cable coaxial CATV de 75 ohmios de
tipo RG6 ó RG11 a 1 Mbit/s utilizando el
código Manchester con protección contra
violación de código.
2) Un cable coaxial de 75 ohmios de tipo RG6
a 1 Mbit/s, 5 Mbit/s ó 10 Mbit/s, que utiliza
una técnica de banda ancha con un solo
canal y una técnica de modulación de
frecuencia continua o FSK continua
(Continuos Frequency Shift Keying), donde
las correspondencias entre el flujo y el ancho
del canal se incluyen en la lista siguiente.
CAPÍTULO 2. NORMALIZACIÓN
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
• 1 Mbit/s para el canal de 1,5 MHz;
• 5 Mbit/s para el canal de 6 MHz;
• 10 Mbit/s para el canal de 12 MHz.
3) Un cable coaxial CATV de 75 ohmios (RG6
semirrígido), que utiliza una técnica de
banda ancha sobre canales entre 5 y 10 MHz
para una velocidad de 5 Mbit/s y entre 10 y
20 MHz para una velocidad de 10 Mbit/s. El
código es de tipo modulación de frecuencia
coherente o FSK coherente (Coherent
Frequency Shift Keying).
En este sistema ”Token Bus”, un testigo pasa de
un emisor a otro según un bucle lógico. El último es el
sucesor del emisor. Es decir, que cada acoplador debe
conocer cual es su sucesor, así como su predecesor en
el bucle lógico. El testigo es de tipo “direccionado”:
en el momento del paso del testigo, se le proporciona
la dirección del receptor.
Sobre la estructura bus, que ha sido escogido
por su aspecto pasivo, la señal se difunde hacia el
conjunto de los acopladores activos. Estos toman una
copia al paso de la trama que circula por el bus. Sólo
el acoplador que reconoce su dirección conserva la
copia de la trama.
CAPÍTULO 2. NORMALIZACIÓN
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
Una estación que recibe el testigo que le es
direccionado adquiere el derecho para emitir y sólo la
estación que posee el testigo tiene este derecho. Si el
receptor del testigo no tiene nada que emitir, lo envía
a su sucesor. En este último caso, el acoplador crea
una trama de control con la dirección del receptor. Si
no, pasará el testigo, una vez terminada su
transmisión, a la estación que le sucede sobre el anillo
lógico. Esta norma se utiliza en el entorno de redes
industriales donde el aspecto de “tiempo real” es
particularmente necesario.
CAPÍTULO 2. NORMALIZACIÓN
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
NORMA ISO 8802.5 (IEEE 802.5)
La norma ISO 8802.5, cuyo enunciado deriva
del “Token Ring“ de IBM, describe la implementaron
de una red local en bucle o anillo, cuyo acceso está
controlado por un testigo, a 4 Mbit/s y 16 Mbit/s. En
el presente caso, el testigo no está “direccionado”.
Para Token Ring a 4 Mbit/s, el principio del
método de acceso es el siguiente: una trama que posee
un bit específico, o bit testigo, circula continuamente
por el anillo. Cuando este bit está a 0, el testigo está
libre, y si es 1, está ocupado. Una estación puede
recoger el testigo si éste pasa con el valor “0”. En este
caso, la estación cambia la señal a “0” a “1” y a
continuación rellena la estructura de la trama
conforme pasa por el acoplador. Cuando el testigo se
presenta de nuevo tras dar una vuelta por el bucle, el
acoplador cambia el testigo reemplazando el valor “1”
por el valor “0”.
La estación siguiente puede tomar el testigo o
dejarlo pasar. Se observa que puede producirse cierta
perdida de tiempo si el tiempo de propagación sobre
el soporte físico es largo: cada vez que se toma el
testigo, hay que esperar una vuelta completa para que
éste sea liberado.
CAPÍTULO 2. NORMALIZACIÓN
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
La norma tiene previstos niveles de prioridad
para las tramas y el testigo para permitir a cualquier
estación emitir una trama urgente en caso de tráfico
importante. IBM ha impuesto el par trenzado como
estándar de hecho para su Token Ring. Los dos flujos
propuestos corresponden a dos tipos de calidades de
soporte:
• si el soporte está compuesto de dos pares
trenzados sin blindar, el flujo máximo
soportado será de 4 Mbit/s;
• si el soporte esta compuesto de dos pares
trenzados blindados, el flujo máximo será de
16 Mbit/s.
El numero máximo de estaciones soportadas en
el sistema Token Ring es de 256.
CAPÍTULO 2. NORMALIZACIÓN
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
NORMA IEEE 802.6 (DQDB)
Estas redes, aunque forman parte de las redes
metropolitanas o MAN (Metropolitan Area Network),
también pueden servir de red de edificio para
constituir autenticas ”espinas dorsales” de flujo
elevado.
La red DQDB (Distributed Queue Dual Bus) ha
sido elegida por el instituto IEEE en el grupo de
trabajo IEEE 802.6, como red básica para las
comunicaciones llamadas metropolitanas, es decir,
sobre un gran campus o en una ciudad. Por tanto, el
Comité IEEE 802.6 ha adoptado esta proposición
como una red de tipo MAN.
En realidad, la proposición es mucho más
amplia y puede desarrollarse para cualquier distancia.
Se ha elegido la capacidad útil de 144 Mbit/s para que
se pueda adaptar a las redes digitales de servicios
integrados (RDSI) de banda ancha. La norma DQDB
utiliza dos soportes unidireccionales siguiendo una
topología en bus.
Los dos extremos tienen sentidos de
transmisión opuestos. Los nodos están conectados
sobre los dos buses para, por un lado, tomar la
CAPÍTULO 2. NORMALIZACIÓN
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
información procedente de las estaciones que están
por detrás y, por otro lado, para emitir hacia las
extensiones que están por delante. La comunicación
utiliza un único bus, al que el destinatario puede estar
unido, salvo en el caso de difusión de mensajes. Una
información difundida será, por tanto, emitida sobre
los dos buses.
El soporte utilizado puede ser fibra óptica o
cable coaxial; de cualquier forma, esta técnica
necesita un soporte activo (el medio debe tener la
posibilidad de ser interrumpido para introducir en él
un registro de desplazamiento). La técnica de acceso
asociada no es una disciplina Ethernet, sino un
método que evita las colisiones sobre bus.
En cada extremo de los dos cables se sitúa un
generador de tramas cuya finalidad es emitir muy
regularmente una estructura de trama, que sincroniza
las diferentes estaciones conectadas. En los elementos
o slots de esta trama, los nodos pueden depositar bytes
síncronos.
El número y tamaño de los elementos de trama
dependen de la capacidad de soporte. Para obtener un
canal síncrono, el usuario debe reservar un slot
sabiendo que el flujo obtenido por la reserva de un
byte es de 64 kbit/s.
CAPÍTULO 2. NORMALIZACIÓN
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
La técnica propuesta para el acceso al canal
asíncrono se llama QP (Queue Packet); se realiza
gracias a un contador que, cuando está a 0, indica que
el nodo puede transmitir en el próximo slot libre. Los
slots que han sido reservados para comunicaciones
síncronas en modo circuito no se contabilizan, siendo
transparentes para el método de acceso.
La red DQDB es una buena solución para unir
paneles de distribución. Permite, del mismo modo que
el bucle sincronizado o la estructura FDDI, conectar a
la vez vías informáticas y circuitos telefónicos hacia
el conmutador (PABX) y los ordenadores centrales
(mainframes o hosts) de la empresa.
CAPÍTULO 2. NORMALIZACIÓN
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
NORMAS FDDI
Las redes FDDI (Fiber Distributed Data
Interface, interface de datos distribuidos por fibra)
también forman parte de las redes de tipo MAN.
Se representan aquí por las mismas razones que
la red DQDB.
FDDI
La técnica FDDI propuesta por el Comité
X3T9.5 del ANSI ha sido normalizada por el ISO.
Esta propuesta, que especifica los niveles físicos y
MAC de un bucle basado en el concepto de testigo
sobre fibra óptica, consiste a nivel MAC en un
protocolo de acceso que permite que fuentes síncronas
y asíncronas compartan el soporte.
El ancho de banda máximo de una red FDDI es
de 100 Mbit/s, su topología es un doble anillo que
puede alcanzar 200 km de circunferencia, sobre el
cual se pueden conectar en torno a 500 estaciones
(estando cada estación conectada a cada uno de los
anillos).
CAPÍTULO 2. NORMALIZACIÓN
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
La norma FDDI se descompone en:
• un nivel físico, PL (Physical Layer),
dividido en dos subniveles: el PMD
(Physical Medium Dependent) y el PHY
(PHYsical Layer Protocol);
• un nivel de enlace de datos, DLL (Data Link
Layer), dividido en dos subniveles: el MAC
(Medium Access Control) y el LLC (Logical
Link Control);
• un estándar de gestión de estación, SMT
(Station Management), que suministra el
control necesario, a nivel de la estación, para
gestionar los procesos situados en los
diversos niveles de FDDI.
a) Nivel físico
El nivel físico PL (Physical Layer) está
constituido por dos subniveles, que se
especifican a continuación:
• El subnivel PMD (Physical Medium
Dependent), que ofrece todos los
servicios
necesarios
para
las
comunicaciones digitales punto a
punto entre las estaciones de una red
FDDI, es decir, para la transmisión de
oleadas de bits codificadas de una
estación a otra. El PMD define y
CAPÍTULO 2. NORMALIZACIÓN
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
caracteriza los emisores y receptores
ópticos, los inconvenientes de código
impuestos por el soporte, los cables,
los conectores, el balance energético,
los repetidores ópticos y otras
características físicas. El subnivel
PMD es objeto de una norma, la ISO
9314.3. En esta norma están definidos:
• el soporte, para el cual hay dos
posibilidades: la fibra óptica
multimodo de 62,5/125 µm de
diámetro, siendo el balance óptico
de 11 dB, o bien la fibra óptica
monomodo. La utilización de la
fibra óptica monomodo permite
establecer enlaces de una treintena
de kilómetros entre las estaciones,
enlaces limitados a 2 kilómetros
con las fibras multimodo. El
soporte está constituido por dos
fibras a fin de asegurar la fiabilidad
de la red.
• La longitud de onda de 1.300 nm;
• el emisor es de tipo LED;
• el conector es de tipo doble
conector, ST.
CAPÍTULO 2. NORMALIZACIÓN
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
• El subnivel PHY (PHYsical Layer
Protocol), es objeto de la norma ISO
9313.1, permitiendo la conexión entre
el PMD y el DDL. El nivel PHY es
responsable de la sincronización y de
la codificación y decodificación. Se
utilizan dos niveles de codificación: el
PHY
convierte
los
símbolos
procedentes del MAC en bits
codificados en NRZ, siendo el código
utilizado un código de grupo de tipo
4B/5B, (un grupo de 4 bits de datos
está codificado en un grupo de 5 bits
codificados en NRZ, que a su vez
están codificados en una secuencia de
5 bits codificados en NRZI).
b) El subnivel MAC (ISO 9314.2)
Este subnivel está destinado a ser
utilizado sobre una red de altas prestaciones.
Este protocolo está pensado para ser operativo a
100 Mbit/s sobre un bucle en anillo basado en
testigo y un soporte de fibra óptica, pudiendo
cubrir distancias de varias decenas de
kilómetros. El acceso al soporte está controlado
por un testigo; una estación que haya capturado
el testigo lo retransmite inmediatamente por el
CAPÍTULO 2. NORMALIZACIÓN
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
soporte una vez que haya terminado su
transmisión. Se han diferenciado dos clases de
servicios sobre una red FDDI.
• servicio síncrono,
• servicio asíncrono.
La clase de servicio síncrono responde a
aplicaciones que necesitan un ancho de banda
de alta capacidad y/o un tiempo de propagación
en el encaminamiento determinado, con
problemas si varían estos tiempos.
La clase de servicio asíncrono satisface
los inconvenientes de trafico de tipo asíncrono,
presentando cierta cantidad de ancho de banda
compartido por todas las estaciones que utilicen
este método.
Con el fin de ofrecer un servicio
satisfactorio al trafico síncrono, el tiempo de
rotación del testigo esta controlado. Es decir,
que el tiempo total utilizado por el testigo para
recorrer toda la red debe resultar inferior a un
umbral determinado por las aplicaciones que
utilicen la red. Un valor determina el tiempo de
rotación del testigo: el TTRT (Target Token
Rotation Time), que se establece durante la
inicialización de la red. El valor TTRT se carga
CAPÍTULO 2. NORMALIZACIÓN
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
en un temporizador, llamado TRT (Token
Rotation Timer) que controla la adquisición del
testigo para la transmisión de las tramas en
espera. El testigo puede ser capturado para
transmitir una trama síncrona de forma
independiente del valor del TRT, mientras que
sólo se seleccionará para transmitir una trama
asíncrona si el tiempo del TRT no ha expirado.
Opcionalmente, se pueden distinguir
varios niveles de prioridad dentro del tráfico
asíncrono de una estación, lo que permite
controlar el ancho de banda ofrecido a estas
diferentes fuentes asíncronas. Cuanto más
elevada sea la prioridad de una estación, mayor
es el ancho de banda disponible para las fuentes
asíncronas de esa prioridad.
c) El subnivel SMT
Este subnivel proporciona servicios tales
como el control de inicialización del sistema, la
gestión de la configuración, la desconexión de
los órganos en fallo y la conexión del nuevo
elemento asociado, así como los procedimientos
de planificación.
CAPÍTULO 2. NORMALIZACIÓN
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
FDDI-II
En 1985 surgió la necesidad de una red local
capaz de soportar simultáneamente voz y datos. El
protocolo FDDI-I se reveló inadecuado para este tipo
de aplicación, principalmente en redes con gran
numero de nodos. Por ello, se propuso una nueva
versión del bucle FDDI, principalmente a iniciativa de
especialistas en telecomunicaciones, como la British
Telecom y AT&T, también basada sobre bucles de
fibra óptica. A fin de ofrecer una calidad de servicio
adecuada para la voz, el protocolo FDDI-II utiliza una
técnica de conmutación híbrida, de esta forma, la
norma FDDI-II ofrece los procedimientos de
conmutación de circuitos para tráficos de voz y vídeo
y, de conmutación de paquetes, para los datos.
FDDI-II es una propuesta de norma americana
de la ANSI (Comité X3T9.5) para una red local de
100 Mbit/s de capacidad con una longitud de más de
50 km. Se trata de un doble bucle, con control de
acceso por testigo. FDDI-II es una extensión de la
norma FDDI-I, que añade una trama síncrona, donde
el ancho de banda está constituido por la trama
asíncrona y 16 canales síncronos que contienen 96
“cyclic groups” de 16 bytes. El flujo síncrono alcanza,
98,304 Mbit/s (16 x 96 x 8 / 125 µs).
CAPÍTULO 2. NORMALIZACIÓN
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
TPDDI o CDDI
La norma FDDI ha sido ideada hace más de
doce años para ser utilizada exclusivamente con fibra
óptica; sin embargo, sus principios pueden aplicarse a
los pares trenzados.
La utilización de la FDDI sobre pares
trenzados: TPDDI (Twisted Pair Distributed Data
Interface), llamada incluso CDDI (Copper Distributed
Data Interface), permite reducir considerablemente el
coste de las conexiones. Las distancias son claramente
más cortas: de una treintena a un centenar de metros,
dependiendo de la calidad de los pares metálicos.
TPDDI puede descomponerse en dos subclases:
• TPDDI sobre STP (Shielded Twisted Pair),
para la utilización de FDDI sobre pares
trenzados blindados. Algunas empresas,
comoCabletron, Chipcom y Synoptics, ya se
han inclinado hacia la realización de tarjetas
de este tipo. Estas tarjetas permiten la
comunicación a 100 Mbit/s sobre un cable
de par trenzado blindado;
• TPDDI sobre UTP (Unshielded Twisted
Pair), para la utilización de FDDI sobre
pares trenzados sin blindar. Se han hecho
algunas declaraciones referentes a la
CAPÍTULO 2. NORMALIZACIÓN
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
realización de una red FDDI sobre este tipo
de pares. AT&T, Apple Computer,
Cabletron, Fibronics y Ungermann-Bass,
que incluso se han asociado en un grupo
llamado UTPF (Unshielded Twisted Pair
Foundation), con el fin de potenciar los
productos FDDI sobre UTP.
De esta forma, cabría esperar al menos dos
normas ANSI relativas a la FDDI sobre pares
trenzados: la primera que sería para la utilización del
par trenzado blindado (tipo 1 y 2 de IBM) y la
segunda para el par trenzado sin blindar, previsto para
distancias inferiores a 100 m.
CAPÍTULO 2. NORMALIZACIÓN
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
NORMA ISO 8802.7 (IEEE 802.7)
La norma ISO 8802.7 surgió de estudios
realizados en Gran Bretaña a partir del proyecto
“Cambridge Ring”. El método de acceso utilizado se
ha denominado técnica del “empty slot” o elemento de
trama vacío. El Cambridge Ring es, como su nombre
indica, un anillo, sobre el cual gira un conjunto de
varias tramas que se pueden comparar como los
"vagones" de un tren. Los vagones pueden ir “llenos”
o “vacíos” (un bit de control indica este estado). Los
acopladores que vean pasar por delante de ellos un
vagón vacío pueden reservárselo para depositar en él
su información.
Esta técnica también lleva el nombre de “slotted
ring”. El numero de “vagones” que circulan por el
anillo depende del tamaño de la red, de la capacidad
de transmisión, del número de estaciones conectadas y
de la longitud del cable físico. La velocidad de la red
debe ser elevada para que puedan circular varios
“vagones” a la vez. Pueden seleccionarse velocidades
de 10 Mbit/s y 50 Mbit/s.
CAPÍTULO 2. NORMALIZACIÓN
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
NORMA IEEE 802.9
Este proyecto de norma afecta a redes locales
que integran voz y datos: IVDLANS (Integrated
Voice and Data Local Area Networks). Las
especificaciones definen un nivel físico y un nivel
MAC.
El soporte está constituido por dos pares
trenzados sin blindar, uno utilizado en emisión y el
otro par en recepción. El conector especificado es la
toma RDSI RJ45. Hay tres subniveles definidos para
el nivel físico:
• el subnivel PMD (Physical Medium
Dependent), que define la interfaz mecánica
y eléctrica con el soporte;
• el subnivel PS (Physical Signaling), que
especifica con claridad la sincronización de
las tramas;
• el subnivel MUX (Multiplexing function),
que tiene a cargo las interfaces de voz y
datos. Una trama síncrona de 64 bytes
circula sobre cada par que constituye el
soporte. Los servicios de voz/datos son
suministrados por seis canales denominados
canales C, P, PD, D, Bl y B2.
CAPÍTULO 2. NORMALIZACIÓN
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
Los canales C y B ofrecen circuitos
conmutados; el canal P ofrece un servicio de paquetes
sin conexión; el canal D es un canal utilizado para los
circuitos conmutados.
CAPÍTULO 2. NORMALIZACIÓN
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
NORMA IEEE 802.11
Esta norma se refiere a las redes locales por
radio, las CLAN (Cableless Local Area Networks o
Cordless Local Area Networks). Es muy probable que
estas redes locales que utilizan caminos hertzianos
sean frecuentes a partir del ano 2000. Su instalación
es costosa, pero presentan numerosas ventajas,
especialmente una gran facilidad de reconfiguración y
una gran flexibilidad. En los Estados Unidos se ha
revelado como un mercado muy prometedor. Tan sólo
se cita esta norma a titulo de referencia, los trabajos a
este respecto aún no están lo suficientemente
avanzados. Hay dos estándares que se encuentran en
fase de discusión:
• 802.3 “sin hilos”;
• 802.5 “sin hilos”.
Hay que destacar que la ETSI tiene una norma
que se encuentra en su etapa final de desarrollo y que
afecta a este tipo de redes: AIRLAN, que utiliza la
transferencia de información por ondas de radio a una
frecuencia de 2,4 GHz.
CAPÍTULO 2. NORMALIZACIÓN
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
NORMAS RELATIVAS AL CABLEADO
En lo que respecta al cableado propiamente
dicho, se están llevando a cabo trabajos de
normalización desde 1988 por la ISO y el IEC. En las
especificaciones desarrolladas por este grupo de
trabajo se definen 5 categorías de pares trenzados:
• Categorías 1 y 2: cables utilizados para voz
y datos a velocidades reducidas.
• Categoría 3: cables que pueden soportar
flujos que no sobrepasen los 16 Mbit/s,
generalmente utilizados para la transmisión
de voz y datos hasta 10 Mbit/s.
• Categoría 4: cables que pueden soportar
flujos que no sobrepasen los 20 Mbit/s,
generalmente utilizados para la transmisión
de datos hasta los 16 Mbit/s.
• Categoría 5: cables que pueden soportar
flujos que no sobrepasen los 100 Mbit/s,
generalmente utilizados para la transmisión
de voz y datos. En esta categoría se están:
• el cable de pares trenzados sin blindar
UTP (Unshielded Twisted Pair), con una
impedancia característica de 100 ohmios,
utilizado por Lucent (AT&T) en su
sistema de cableado PDS;
CAPÍTULO 2. NORMALIZACIÓN
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
• el cable de pares trenzados blindados
STP (Shielded Twisted Pair), con una
impedancia característica de 150 ohmios,
utilizado por IBM en su sistema de
cableado ICS.
Desde 1990 existe ya una norma americana
sobre los sistemas de cableado y que define:
• para la topología sería una estrella
jerarquizada;
• para la distancia máxima entre el repartidor
el conector terminal, ésta sería de 100
metros;
• para los tipos de cables, éstos serían dos
cables de pares trenzados, el UTP
(Unshielded Twisted Pair), cable sin blindar
de 100 ohmios de impedancia (24 AWG ó
0,51 mm) y el STP (Shielded Twisted Pair),
cable blindado de 150 ohmios de impedancia
(22 AWG ó 0,64 mm). También esta
prevista la posibilidad de utilizar fibra óptica
multimodo 62,5/125 µm así como el cable
coaxial de 50 ohmios.
En la actualidad, hay un estándar de hecho que
intenta imponerse: el cable L120, preconizado por
France Telecom.
CAPÍTULO 2. NORMALIZACIÓN
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
Este cable tiene una impedancia de 120 ohmios
y presenta grandes cualidades, sin embargo, la mayor
parte de los productos activos que existen en el
mercado están diseñados para 100 ó 150 ohmios, y en
opinión de sus detractores, la utilización de este cable
induciría al desarrollo de productos adaptados.
Especialmente, AT&T, partidaria del UTP, se opone a
este cable apantallado, cuyas numerosas cualidades,
sin embargo, interesan mucho a los usuarios.
CAPÍTULO 2. NORMALIZACIÓN
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
3. CATÁLOGOS DE FABRICANTES
A continuación se han incluido una serie de
resúmenes correspondientes a catálogos de algunos
fabricantes de equipos de transmisión. En dichos
catálogos se realizan descripciones técnicas de
diferentes soportes físicos para la transmisión de
información, asimismo se incluyen información con
los diferentes tipos de cables que se han comentado a
lo largo de este trabajo, entre las que se pueden
encontrar las principales aplicaciones que aconseja el
fabricante para cada uno de ellos, las características
que presentan y el precio que actualmente tienen en el
mercado.
Las empresas de las que proceden los datos que
se incluyen a continuación son las siguientes:
• Anixter
• Belden
• Black Box
• Digital
• Hewlett-Packard
• Lucent
• RAD
suministrando para cada uno de ellos la dirección de
contacto así como su URL (dirección en Internet).
CAPÍTULO 3. CATÁLOGOS DE FABRICANTES
Página 79
MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
ANIXTER
Guía
para
la
realización de cableado
estructurado “Guide to
Structured Cable” de
Anixter, en la que se
incluye
de
forma
detallada la descripción
de
las
arquitecturas
estándar para el cableado
estructurado de sistemas,
especificaciones técnicas
de
los
principales
componentes, principales
vendedores y sistemas,
así como configuraciones
de cableado estructurado, guías de implementación y
un pequeño sumario.
Esta guía es una de las más completas
existentes, aunque se encuentra un poco
desactualizada, siendo además difícil de conseguir.
Anixter Distribución
Avenida del Partenón 4/6
28042 Madrid - España
CAPÍTULO 3. CATÁLOGOS DE FABRICANTES
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
http://www.anixteremea.com/
http://www.anixter.com/
CAPÍTULO 3. CATÁLOGOS DE FABRICANTES
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
BELDEN
Belden es
uno
de
los
fabricantes
de
cables
más
importantes. Este
catálogo, del año
1.995,
muestra
toda una variedad
de cables, para
todo tipo de
aplicaciones,
como son el
vídeo,
audio,
comunicaciones
para voz, etc. La
división del catálogo se realiza es función del tipo de
cable, especificando para cada uno las aplicaciones a
las que se destina. También se incluye una sección
dedicada a las redes de área local, en la que se
muestra todo tipo de cableado que se utiliza en dicho
tipo de interconexión. Finalmente, dedica otra sección
a la fibra óptica en la que se incluye además de los
distintos tipos de conductores, una información
técnica en la que se especifican los distintos tipos que
existen, las características de los mismos, etc.
CAPÍTULO 3. CATÁLOGOS DE FABRICANTES
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
Belden Electronics S.A.R.L.
Immeuble le Cesar
20, Place Louis Pradel
69001 Lyon - Francia
http://www.belden.com/
CAPÍTULO 3. CATÁLOGOS DE FABRICANTES
Página 83
MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
BLACK BOX
El catálogo de
Black Box del año
1.996/97, está dividido
en secciones, y muestra
todo tipo de material y
productos relacionados
con
comunicaciones,
equipos de protección,
redes de área local,
dispositivos
para
impresión,
modems,
equipos conmutadores,
equipos convertidores,
amplificadores de línea,
etc. Cabe destacar en
este catálogo que se encuentra escrito en castellano y
con una gran cantidad de fotografías y esquemas que
permiten tener de una forma bastante clara una
primera idea del producto que se está mostrando. Otro
dato importante que se incluye el precio del producto.
Black Box Comunicaciones S.A.
Polígono Industrial Alcobendas
Avda. de la Industria, 32
28108 Alcobendas, Madrid - España
CAPÍTULO 3. CATÁLOGOS DE FABRICANTES
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
http://www.blackbox.es/ (español)
http://www.blackbox.com/
CAPÍTULO 3. CATÁLOGOS DE FABRICANTES
Página 85
MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
DIGITAL EQUIPMENT CORPORATION
Una guía para
la interconexión de
sistemas abiertos de
Digital, en la que se
incluye información
sobre las redes de
área local (LAN), las
estrategias y normas
de implementación,
consideraciones
y
consejos de tipo
general.
También
contiene información
sobre la tecnología
FDDI y la topología
Ethernet, los servicios de red y la arquitectura propia
de Digital “DNA: Digital Networking Architecture” y
la arquitectura de gestión de red denominada EMA.
Recientemente la empresa Cabletrón ha
adquirido la división de comunicaciones de Digital.
Digital Equipment Corporation
c/Cerro del Castañar, 72
28032 Madrid - España
CAPÍTULO 3. CATÁLOGOS DE FABRICANTES
Página 86
MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
http://www.networks.digital.com/
Cabletrón
Cabletron Systems, Inc.
Edificio AGF Seguros
c/Albacete Nº 5
28027 Madrid- España
CAPÍTULO 3. CATÁLOGOS DE FABRICANTES
Página 87
MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
http://www.cabletron.com/
CAPÍTULO 3. CATÁLOGOS DE FABRICANTES
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
HEWLETT-PACKARD
La guía de
Hewlett-Packard
"Network
Design
Guide - Designing
HP Advance Stack
Workgroup
Networks" presenta
de
una
forma
amplia y técnica la
problemática
del
diseño de redes de
área local, por lo
que se ha incluido
en este capítulo,
aunque no se dedica
en específico al tema del cableado, (incluye una
sección dedicada al tema de elegir el cableado).
Presenta diversas consideraciones interesantes
del diseño de redes empresariales, así como una
amplia visión de la necesidad de la gestión de red.
Hewlett-Packard
Ctra. N-VI, km. 16,5
28230 Las Rozas, Madrid - España
CAPÍTULO 3. CATÁLOGOS DE FABRICANTES
Página 89
MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
http://www.hp.com/ahp/Networking/
CAPÍTULO 3. CATÁLOGOS DE FABRICANTES
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
LUCENT
Una de las primeras guía multimedia en el
campo de las comunicaciones, la guía de Lucent
"Product Guide - Systimax Structured Cabling
System" permite conocer de una forma detallada las
normas y recomendaciones del diseñador de Cableado
Estruturado, Lucent, y de sus productos existentes
para el desarrollo e implementación de esta tecnología
en las redes de comunicaciones empresariales, dentro
de la familia de productos Systimax.
Lucent Technologies
Ronda de Valdecarrizo, 14-N2
28760 Tres Cantos, Madrid, España
CAPÍTULO 3. CATÁLOGOS DE FABRICANTES
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
http://www.lucent.com/netsys/systimax/
http://www.lucent.com/
CAPÍTULO 3. CATÁLOGOS DE FABRICANTES
Página 92
MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
RAD
La
empresa
RAD presenta una
completa guía sobre
equipos y cableado
para redes locales y
comunicaciones,
denominada
"Soluciones
de
Acceso para Redes
Corporativas
y
Carriers" incluyendo
una amplia gama de
productos, tanto de
cableado como de
equipos de red, y
siendo una de sus más interesantes características el
estar traducida al castellano.
RAD FRANCE
Immeuble l'European
98, alle des Champs-Elyses
91042 Evry cedex - Francia
CAPÍTULO 3. CATÁLOGOS DE FABRICANTES
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MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN - CONECTIVIDAD ENTRE ORDENADORES
http://www.rad.com/index_es.htm (español)
http://www.rad.com/
CAPÍTULO 3. CATÁLOGOS DE FABRICANTES
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