Medios transmisión - ingeniería de sistemas y automática

Dpto. Ingeniería
Div. Ingeniería de Sistemas y Automática
Redes de Computadores
MEDIOS DE TRANSMISIÓN
Redes LAN/WAN
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1
Medios de Transmisión
Objetivos
n
n
Presentar los medios guiados y no guiados utilizados
en la transmisión de datos
¿Qué vamos a estudiar?
n
Medios de transmisión guiados
n
n
n
n
Par trenzado
Cable coaxial
Fibra óptica
Medios de transmisión no guiados
n
n
n
n
Microondas terrestres
Microondas por satélite
Ondas de radio
Infrarrojos
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2
Medios de Transmisión
Bibliografía
n
n
n
"Redes de Computadoras", A. Tannenbaum, PrenticeHall
“Comunicación de Datos, Redes de Computadores y
Sistemas Abiertos”, F. Halsall, Addison Wesley, 1998
“Comunicaciones y Redes de Computadores”, W.
Stallings, Prentice-Hall, 1997
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Medios de Transmisión
Medios de transmisión guiados
n
n
n
La comunicación se realiza mediante ondas
electromagnéticas
Las ondas se confinan en un medio sólido
Medios guiados:
n
n
n
Par trenzado
Cable coaxial
Fibra óptica
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Medios de Transmisión
Par trenzado
n
Dos alambres de cobre trenzados para reducir la
interferencia eléctrica
n
n
n
Típicamente se utilizan haces en los que se encapsulan
varios pares mediante una envoltura protectora.
Los pares adyacentes dentro de una misma envoltura
protectora se trenzan con pasos de torsión diferentes.
Se utiliza tanto para transmisión digital como
analógica:
n
n
Transmisión analógica: se necesitan amplificadores cada
5 ó 6 km.
Transmisión digital: para señales digitales se requieren
repetidores cada 2 ó 3 km.
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Medios de Transmisión
Tipos de par trenzado
n
UTP: Unshielded Twisted Pair
n
n
n
n
FTP: Foiled Twisted Pair
n
n
n
n
n
Par trenzado sin apantallar
Muy sensible a interferencias
Formado por 4 pares trenzados
Par trenzado encintado
Recubrimiento metálico que protege el conjunto de pares del cable
Utilizado cuando existen interferencias electromagnéticas
Formado por 4 pares
STP: Shielded Twisted Pair
n
n
n
n
n
Par trenzado apantallado
Cada par va envuelto por una malla metálica
El conjunto de pares se recubre por otra malla
Robusto a interferencias
Formado por dos pares
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Medios de Transmisión
Categorías
n
n
La norma EIA/TIA 568 divide los cables de par
trenzado en categorías
Destacan:
n
Categoría 3:
n
n
n
Categoría 4:
n
n
n
Ancho de banda de 16MHz a 100m de distancia máxima
Velocidades de hasta 16Mbps
Ancho de banda de 20MHz a 100m de distancia máxima
Velocidades de hasta 20Mbps
Categoría 5:
n
n
Ancho de banda de 100MHz a 100m de distancia máxima
Velocidades de hasta 100Mbps
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Medios de Transmisión
Parámetros de un par trenzado
n
n
Para describir las limitaciones de un par trenzado se utilizan
dos parámetros: la atenuación y la diafonía.
Atenuación:
n
n
Pérdida de la energía de la señal al propagarse
Diafonía:
n
n
Se produce por la inducción que provoca un
conductor en otro cercano.
Existen 2 tipos de diafonía:
n
n
Paradiafonía. Diafonía en extremo cercano. Se produce cuando
un par transmite y el otro recibe. Parte de la potencia transmitida
se induce en el par receptor en el extremo cercano, que es donde
la potencia es mayor y donde la señal que se recibe está
atenuada.
Telediafonía. Diafonía en extremo lejano. Es el mismo efecto que
la paradiafonía, pero en el extremo lejano del par trenzado.
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Medios de Transmisión
Cable coaxial
n
Estructura:
n
Conductor cilíndrico externo (malla) que rodea a un cable conductor
(vivo). Entre ambos existe un material no conductor. El conductor
externo es cubierto con una funda
Conductor
interno
n
Funda
protectora
Televisión, telefonía a larga distancia, redes de área local
Características:
n
n
n
Conductor
externo
Aplicaciones:
n
n
Material
aislante
Mayores frecuencias y velocidades de transmisión que el par trenzado
Menos susceptible que el par trenzado a interferencias y a diafonía
Limitaciones:
n
Atenuación, ruido térmico y ruido de intermodulación
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Medios de Transmisión
Fibra óptica
n
n
Fibra ultradelgada de vidrio o silicio fundido capaz de
conducir energía de naturaleza óptica
Estructura:
Núcleo
(vidrio)
Revestimiento
(vidrio)
n
Cubierta
(plástico)
Propagación:
n
n
El revestimiento posee un índice de refracción menor
que el del núcleo
La luz se propaga mediante reflexiones en el
revestimiento de la fibra
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Medios de Transmisión
Tipos de fibras
n
Atendiendo al cambio del valor del índice de
refracción:
n
n
Fibras ópticas de índice de escala (stepped-index) →
cambio abrupto
Fibras ópticas de índice gradual (graded-index o gradex)
→ cambio gradual parabólico
Fibra óptica
de índice de
escala
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Fibra óptica
de índice
gradual
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Medios de Transmisión
Tipos de transmisión de una haz
n
Monomodo
n
n
n
n
La luz recorre una única trayectoria en el interior del
núcleo
Gran ancho de banda
Para minimizar el número de reflexiones el núcleo es lo
más estrecho posible → fabricación complicada
Multimodo
n
n
n
Diámetro del núcleo mayor que en las fibras monomodo
Mayor número de trayectorias de luz resultantes de las
distintas reflexiones → dispersión de las componentes →
disminución de la velocidad de propagación
Tipos: multimodo de índice gradual y multimodo de
índice de escala
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Medios de Transmisión
Tipos de fibras ópticas (i)
n
Fibras multimodo de índice de escala
n
n
n
n
n
Fibras monomodo de índice de escala
n
n
n
n
n
Diámetro núcleo: 50-60µm
Diámetro recubrimiento: 125 µm
Dispersión elevada
Aplicaciones: transmisión de datos a baja velocidad o cables
industriales de control
Diámetro núcleo: 1-10µm
Diámetro recubrimiento: 125 µm
Dispersión baja
Ancho de banda: varios GHz
Fibras monomodo de índice gradual
n
n
n
Diámetro núcleo: 50-60µm
Diámetro recubrimiento: 125 µm
Velocidad mayor que en las fibras multimodo de índice de escala →
reduce su dispersión
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Medios de Transmisión
Tipos de fibras ópticas (ii)
Fibra multimodo de índice de escala
Fibra multimodo de índice gradual
Fibra monomodo
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Medios de Transmisión
Ventajas fibra óptica
n
Mayor ancho de banda
n
n
Menor tamaño y peso
n
n
n
n
Velocidades de transmisión de hasta 2Gbps para decenas
de kms
Reducción de la infraestructura necesaria
Disminución de costes
Menor atenuación
Aislamiento electromagnético
n
n
No afectan los campos electromagnéticos externos
No son vulnerables a interferencias, ruido impulsivo o
diafonía
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Medios de Transmisión
Sistemas de fibra óptica
n
Sistemas de fibra óptica:
n
Tipos de fuentes de luz: diodos LED (diodo emisor de
luz) y diodos láser
n
n
n
Emiten pulsos de luz cuando se les aplica una corriente
eléctrica
Receptores: fotodiodo que genera un pulso eléctrico
cuando recibe un rayo de luz
Aplicaciones
n
n
n
Transmisiones a larga distancia
Transmisiones metropolitanas
Acceso a bucles de abonado
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Medios de Transmisión
Medios de transmisión no guiados
n
Proporcionan un medio de transmitir las señales
pero sin confinarlas
n
n
n
n
Atmósfera, espacio exterior
Transmisión inalámbrica
Transmisión y recepción mediante antenas
Tipos de configuraciones:
n
Direccional
n
n
n
La antena de transmisión emite la energía
electromagnética concentrándola en un haz
La antena emisora y receptora deben estar alineadas
Omnidireccional
n
n
La antena emite en todas las direcciones
La señal puede ser recibida por varias antenas
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Medios de Transmisión
Rangos de frecuencias
n
Microondas
n
n
n
n
Ondas de radio
n
n
n
2 – 40 GHz
Comunicaciones direccionales
Enlaces punto a punto y comunicaciones vía satélite
30 Mhz – 1 GHz
Aplicaciones omnidireccionales
Infrarrojos
n
n
3x1011 – 2x1014 Hz
Aplicaciones de índole local
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Medios de Transmisión
Microondas terrestres
n
Las antenas se sitúan a una altura considerable para
conseguir mayor separación entre ellas y salvar
obstáculos
Onda
terrestre
Superficie de
la tierra
n
Aplicaciones
n
n
Servicios de telecomunicación a grande distancia:
transmisión de televisión y voz
Enlaces a corta distancia entre edificios
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Medios de Transmisión
Microondas por satélite
n
n
Satélite de comunicaciones
n Estación que retransmite microondas
n Enlace entre receptores /
transmisores terrestres: estaciones
base
n Recibe la señal en una banda de
frecuencia (canal ascendente) y la
retransmite en otra (canal
descendente)
n Geoestacionario
Aplicaciones
n
n
Difusión de televisión
Transmisión telefónica a larga
distancia
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Medios de Transmisión
Ondas de radio
n
Ondas de radio
n
n
n
n
Son omnidireccionales
No necesitan antenas parabólicas
Las antenas no es necesario que estén alineadas
Infrarrojos
n
n
n
Se utilizan transmisores/receptores (transceivers) que
modulan luz infrarroja no coherente
Los transceivers deben estar alineados
No pueden atravesar paredes (a diferencia de las
microondas)
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Resumen
Medios de Transmisión
Interconexión
de Redes
Medios
de Transmisión
Tipos de Redes
Guiados
WAN
Redes de
No
Guiados
Conmutación
de Paquetes
Características
Par Trenzado
Microondas
Terrestres
Red RTC
Cable Coaxial
Microondas
Red X.25
por Satélite
Frame
Ondas
de Realy
Radio
Red RDSI
Fibra Óptica
ATM
Infrarrojos
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