Teleproceso y Redes

CANALES DE COMUNICACIÓN
Existe una gran variedad de medios para la transmisión de información de una máquina a otra.
Normalmente se utilizan diferentes medios físicos para realizar una transmisión, entre los medios más usuales
tenemos:
• PAR TRENZADO
• CABLE COAXIAL
• FIBRAS OPTICAS
• MICROONDAS
• SATELITES
Par trenzado
Es el medio de transmisión más antiguo pero también es el que es más ampliamente utilizado. Consiste en dos
alambres de cobre aislados, en general de 1 mm de espesor. Los alambres se entrelazan en forma helicoidal, la
forma trenzada del cable se utiliza para reducir la interferencia eléctrica con respecto a los pares cercanos que
se encuentran a su alrededor.
La aplicación más común del par trenzado es en el sistema telefónico, casi todos los teléfonos están
conectados a la oficina de la compañía telefónica a través de un par trenzado. La distancia que se puede
recorrer por medio de estos cables es de varios kilómetros, pero es necesario repetidores en largas distancias.
Los pares trenzados se pueden utilizar para la transmisión analógica y para la transmisión digital, y su ancho
de banda depende del calibre del alambre y la distancia que recorre.
Cable coaxial
Existen dos tipos de cable coaxial que se utilizan con frecuencia para la transmisión de información, uno es el
cable de 50 ohms, que se utiliza para la transmisión digital y el otro cable es de 75 ohms, que se utiliza para la
transmisión analógica.
El cable coaxial consta de un alambre de cobre duro en su parte central, es decir, que constituye el núcleo, el
cual se encuentra rodeado por un material aislante. Este material aislante está rodeado por un conductor
cilíndrico que frecuentemente se presenta como una malla de plástico protector.
La construcción del cable coaxial produce buena combinación de un gran ancho de banda y una excelente
inmunidad al ruido. El ancho de banda que se puede obtener depende de la longitud del cable; para cables de 1
km es factible obtener velocidades de datos de hasta 10 Mbps, y en cables de longitudes menores es posible
obtener velocidades superiores.
Los cables coaxiales se emplean ampliamente en redes de área local y para transmisiones de larga distancia
del sistema telefónico.
Fibras ópticas
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El gran avance en el desarrollo de la tecnología óptica han hecho posible la transmisión de información
mediante pulsos de luz, fig. 2.6. Un pulso de luz puede utilizarse para indicar un bit de valor 1; la ausencia de
un pulso indicará la existencia de un bit de valor 0. La luz visible tiene una frecuencia de 10 a la 8 Mhz, por lo
que el ancho de banda de un sistema de transmisión óptica representa un potencial mucho mayor.
Un sistema de transmisión óptica tiene tres componentes: el medio de transmisión, la fuente de luz y el
detector.
El medio de transmisión es una fibra ultra−delgada de vidrio o silicio fundado. La fuente de luz puede ser un
LED (diodo emisor de luz), o un diodo láser; cualquiera de los dos emite pulsos de luz cuando se le aplica
una corriente eléctrica. El detector es un fotodiodo que genera un pulso eléctrico en el momento en el que
recibe un rayo de luz.
Al colocar un LED o un diodo láser en el extremo de una fibra óptica, y un fotodiodo en el otro, se tiene
una transmisión de datos unidireccional que acepta una señal eléctrica, la convierte y la transmite por medio
de pulsos de luz y después, reconvierte la salida en una señal eléctrica en el otro extremo receptor.
Microondas
La transmisión de datos por rayos infrarrojos, láser, microondas o radio no necesita de ningún medio físico,
cada una de estas técnicas se adapta a la perfección a ciertas aplicaciones.
El hecho de colocar un transmisor y receptor láser o infrarrojo en la parte superior de un edificio resulta
mucho más económico y fácil de instalar a comparación de otros medios de transmisión.
La comunicación mediante láser o infrarrojo es por completo digital, altamente directiva y casi inmune a
cualquier problema de derivación u obstrucción. Sin embargo la lluvia o la neblina pueden ocasionar
interferencia en la comunicación dependiendo de la longitud de onda elegida.
En aplicaciones para comunicaciones de larga distancia se ha utilizado muy ampliamente la transmisión por
radio de microondas. Las antenas parabólicas se pueden montar sobre torres para enviar un haz de señales a
otra antena que se encuentre a decenas de kilómetros de distancia,
Las señales de una antena pueden dividirse y propagarse, siguiendo trayectorias ligeramente diferentes,
hacia la antena receptora. Cuando estas señales que se encuentran desfasadas, se recombinan, puede haber
interferencia entre ellas de tal manera que se reduce la intensidad entre ellas.
La transmisión mediante microondas se lleva a cabo en una escala de frecuencia que va desde 2 a 40 Ghz,
correspondiendo a longitudes de onda de 15 y 0.75cm, respectivamente.
Satélites
La comunicación mediante satélite tiene algunas propiedades que la hacen atractiva en diferentes aplicaciones.
Este tipo de comunicación puede imaginarse como si un enorme repetidor de microondas estuviese localizado
en el cielo. Este medio está constituido por uno o más dispositivos receptor−transmisor, cada uno de los
cuales escucha una parte del espectro, amplificando la señal de entrada y, después la retransmite a otra
frecuencia, para evitar los efectos de interferencia con las señales de entrada.
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El flujo dirigido hacia abajo puede ser muy amplio y cubrir una parte significativa de la superficie de la
tierra, o puede ser tan estrecho y cubrir una área de cientos de kilómetros a diámetro.
Un satélite típico divide su ancho de banda de 500 Mhz en aproximadamente una docena de
receptores−transmisores, cada uno con un ancho de banda de 36 Mhz. Cada satélite esta equipado con
múltiples antenas y receptores−transmisores.
Las señales que van o vienen del satélite viajan a la velocidad de la luz (300 000 km/s). El tiempo de
tránsito de extremo a extremo oscila entre los 250 y 300 ms, dependiendo de la distancia que existe entre el
usuario y la estación terrestre, así como de la elevación del satélite con respecto al horizonte.
Redes Inflarojas
Las redes de luz infrarroja están limitadas por el espacio y casi generalmente la utilizan redes en las que las
estaciones se encuentran en un solo cuarto o piso, algunas compañías que tienen sus oficinas en varios
edificios realizan la comunicación colocando los receptores/emisores en las ventanas de los edificios. Las
transmisiones de radio frecuencia tienen una desventaja: que los países están tratando de ponerse de acuerdo
en cuanto a las bandas que cada uno puede utilizar, al momento de realizar este trabajo ya se han reunido
varios países para tratar de organizarse en cuanto a que frecuencias pueden utilizar cada uno.
La transmisión Infrarroja no tiene este inconveniente por lo tanto es actualmente una alternativa para las
Redes Inalámbricas. El principio de la comunicación de datos es una tecnología que se ha estudiado desde los
70´s, Hewlett−Packard desarrolló su calculadora HP−41 que utilizaba un transmisor infrarrojo para enviar la
información a una impresora térmica portátil, actualmente esta tecnología es la que utilizan los controles
remotos de las televisiones o aparatos eléctricos que se usan en el hogar.
El mismo principio se usa para la comunicación de Redes, se utiliza un transreceptor que envía un haz de Luz
Infrarroja, hacia otro que la recibe. La transmisión de luz se codifica y decodifica en el envío y recepción en
un protocolo de red existente. Uno de los pioneros en esta área es Richard Allen, que fundó Photonics Corp.,
en 1985 y desarrolló un Transreceptor Infrarrojo. Las primeros transreceptores dirigían el haz infrarrojo de luz
a una superficie pasiva, generalmente el techo, donde otro transreceptor recibía la señal. Se pueden instalar
varias estaciones en una sola habitación utilizando un área pasiva para cada transreceptor. La FIG 1.1 muestra
un transreceptor. En la actualidad Photonics a desarrollado una versión AppleTalk/LocalTalk del transreceptor
que opera a 230 Kbps. El sistema tiene un rango de 200 mts. Además la tecnología se ha mejorado utilizando
un transreceptor que difunde el haz en todo el cuarto y es recogido mediante otros transreceptores. El grupo de
trabajo de Red Inalámbrica IEEE 802.11 está trabajando en una capa estándar MAC para Redes Infrarrojas.
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Satelites modos de radiación inflarojos
Las estaciones con tecnología infrarroja pueden usar tres modos diferentes de radiación para intercambiar la
energía Optica entre transmisores−receptores: punto−a−punto cuasi−difuso y difuso (F
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En el modo punto−a−punto los patrones de radiación del emisor y del receptor deben de estar lo más cerca
posible, para que su alineación sea correcta. Como resultado, el modo punto−a−punto requiere una
línea−de−vista entre las dos estaciones a comunicarse. Este modo es usado para la implementación de redes
Inalámbricas Infrarrojas Token−Ring. El Ring físico es construido por el enlace inalámbrico individual
punto−a−punto conectado a cada estación.
A diferencia del modo punto−a−punto, el modo cuasi−difuso y difuso son de emisión radial, o sea que cuando
una estación emite una señal Optica, ésta puede ser recibida por todas las estaciones al mismo tiempo en la
célula. En el modo cuasi−difuso las estaciones se comunican entre si, por medio de superficies reflejantes . No
es necesaria la línea−de−vista entre dos estaciones, pero si deben de estarlo con la superficie de reflexión.
Además es recomendable que las estaciones estén cerca de la superficie de reflexión, esta puede ser pasiva ó
activa. En las células basadas en reflexión pasiva, el reflector debe de tener altas propiedades reflectivas y
dispersivas, mientras que en las basadas en reflexión activa se requiere de un dispositivo de salida reflexivo,
conocido como satélite, que amplifica la señal óptica. La reflexión pasiva requiere más energía, por parte de
las estaciones, pero es más flexible de usar.
En el modo difuso, el poder de salida de la señal óptica de una estación, debe ser suficiente para llenar
completamente el total del cuarto, mediante múltiples reflexiones, en paredes y obstáculos del cuarto. Por lo
tanto la línea−de−vista no es necesaria y la estación se puede orientar hacia cualquier lado. El modo difuso es
el más flexible, en términos de localización y posición de la estación, sin embargo esta flexibilidad esta a
costa de excesivas emisiones ópticas.
Por otro lado la transmisión punto−a−punto es el que menor poder óptico consume, pero no debe de haber
obstáculos entre las dos estaciones. En la topología de Ethernet se puede usar el enlace punto−a−punto, pero
el retardo producido por el acceso al punto óptico de cada estación es muy representativo en el rendimiento de
la red. Es más recomendable y más fácil de implementar el modo de radiación cuasi−difuso. La tecnología
infrarroja esta disponible para soportar el ancho de banda de Ethernet, ambas reflexiones son soportadas (por
satélites y reflexiones pasivas)
EVITADO DE INTERFERENCIA ELECTROMAGNETICA:
A la hora de establecer la ruta del cableado de los closets de alambrado a los nodos es una consideración
primordial evitar el paso del cable por los siguientes dispositivos:
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• Motores eléctricos grandes o transformadores (mínimo 1.2 metros).
• Cables de corriente alterna
• Mínimo 13 cm. para cables con 2KVA o menos
• Mínimo 30 cm. para cables de 2KVA a 5KVA
• Mínimo 91cm. para cables con mas de 5KVA
• Luces fluorescentes y balastros (mínimo 12 centímetros). El ducto debe ir perpendicular a las luces
fluorescentes y cables o ductos eléctricos.
• Intercomunicadores (mínimo 12 cms.)
• Equipo de soldadura
• Aires acondicionados, ventiladores, calentadores (mínimo 1.2 metros).
• Otras fuentes de interferencia electromagnética y de radio frecuencia.
Banda Base
Para la transmisión de señale en red se ha utilizado este sistema por que la señal que introducimos en dicho
sistema no es modulada, ósea que la introducimos en el cable tal y como la tenemos sin necesidad de
modificarla o modularla para la transmisión, con esto conseguimos claramente unos bajos costes en los
equipos de transmisión dado la simplicidad de los mimos.
Este sistema tiene el inconveniente de las transmisiones a larga distancias y aquellas que deben discurrir por
lugares donde hayan equipos que emitan interferencias tanto de radio como magnéticas u otro tipo.
El único problema está en que éste sistema utiliza toda la base de transmisión , lo que no permite utilizar dos
señales en un mismo cable.
Banda Ancha
Este sistema permite la canalización de varias señales por un mismo cable, en realidad podemos tener varios
canales de transmisión debido a que la transmisión en estos cables es normalmente modulada, esto es en
realidad un señal que la llamaremos portadora y dentro de la cual van los distintos canales.
Supongamos que tenemos una señal que dentro de ella podemos transmitir hasta 30 canales, de modo que el
fabricante nos dice que si transmitimos a 100 tenemos un canal y cada 10 abajo , ósea 90,80,70, etc. tenemos
distintos canales, de esta forma solo tenemos que tener un sistema que sea capaz de separar las frecuencias y
entonces sacaremos los canales, esto lo conseguimos por los llamado modems o tarjetas de conexión.
El mayor problema de este sistema reside en que la señal la debemos transmitir modulada, necesitamos
equipos que nos las modulen al salir del terminal y después al entrar en otro terminal las desmodulen, esto
conlleva un gasto añadido al coste del sistema
Transmisión vía satélite nivel físico
Un satélite artificial puede ubicarse a 36 mil Km. en órbita sobre la tierra y a esa distancia tiene la propiedad
de mantenerse sobre una misma área, lo cual es muy útil para enviarle señales. Con la tecnología actual, se
pueden colocar satélites cada dos grados, lo cual permite poner sobre una misma línea hasta 180 satélites
alrededor de la tierra. Se pueden poner dos o más satélites más cerca de dos grados si trabajan en fecuencias
diferentes.
Las partes más importantes del satélite son sus "transponders", que se encargan de recibir la señal que viene
de la tierra y de repetir la señal de regreso con una frecuencia diferente y sobre un área preprogramada.
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Se han destinado ciertas frecuencias para las transmisiones comerciales. La banda C fue la primera y ya está
saturada, la banda Ku no está saturada pero por su frecuencia es fácilmente interferida por la lluvia, por lo
cual se instalan estaciones terrestres extras para darle la vuelta a las tormentas. La banda Ka es la más cara y
menos usada y también se perjudica con la lluvia. Existen otras bandas pero son para uso militar.
Una desventaja de los satélites es el retraso inherente al viaje de ida y vuelta, el cual puede variar de 250 a 540
milisegundos, y este valor no se puede evitar y afecta, sobre todo, a la puesta a punto inicial de una conexión,
ya que una vez establecida el flujo de datos se considera secuencial.
MODEM
Un módem es un dispositivo insertado entre un equipo terminal de datos (DTE), tal como un ordenador, y el
medio de transmisión (cable telefónico, cable de fibra, radio,...). Así bien, convierte impulsos eléctricos en
tonos audibles.
La invención del télefono en 1876, marcó la pauta de la comunicación remota entre personas. A partir de este
momento, el hombre, ha intentado explotar de la posibilidad de entablar enlaces con otras personas de lugares
distantes.
La aparición de la computadora marcó otro reto al talento del hombre en materia de comunicaciones, y el
desafío consistía en transmitir datos digitalizados de una computadora a otra, y de una región a otra distante.
En 1954, la empresa British Telecom desarrollo el primer dispositivo capaz de transmitir datos por vía
telefónica, que convertía las señales digitales de las computadoras en tonos de audito y viceversa.
El primer módem conocido como tal tenía la capacidad de transmitir datos a la moderada velocidad de 110
bits por segundo (bps); a finales de la década de los setenta la tecnología incrementó esta velocidad a 600 bps,
aunque existen modems comerciales de 33,600bps, y pronto estarán disponibles los superveloces modems de
Bell que pueden transmitir a 64,000 bps. Para tener una idea de la velocidad del módem es necesario saber
que a 300 bps el módem recibe o transmite, cerca de 30 caracteres por segundo, lo cual equivale a transmitir
una hoja de máquina de escribir por minuto; a la velocidad estándar de 2400 bps, se transmite un archivo de
100 Kb (cerca de 70 hojas carta) en sólo 7 u 8 minutos.
Un pulso por segundo es un baudio, nombre que debe al antiguo código digital de cinco unidades Baudot, y
puede contener varios bits de datos. El código Baudot se sustituyó hace muchos años por el código ASCII.
Las bajas velocidades de los primeros modems no variaron durante mucho tiempo, hasta que fue necesario
conectarlos a otras máquinas, como ordenadores o para intercambio entre ordenador y teléfono. Debido a
estas demandas, en los últimos diez años la velocidad de los modems ha ido aumentando constantemente, con
la única limitación de la parte analógica de la red telefónica, alcanzándose valores de 33.6/56 Kbit/s.
Cómo funciona el módem
Un módem es un dispositivo que tiene la capacidad de convertir los impulsos eléctricos de una computadora,
unos y ceros en tonos audibles para transmitirlos mediante una línea telefónica, y convertir los tonos audibles
transmitidos por una línea telefónica de otro módem en impulsos eléctricos para ser leídos y almacenados en
los medios magnéticos de una computadora.
A esta conversión de señales se le llama modulación (la señal digital es convertida en una señal analógica de
sonidos), y demodulación (cuando esta
señal analógica de sonidos es nuevamente convertida en información digital), por lo cual, el dispositivo capaz
de realizar estas conversiones se le conoce como modulador/demodulador, y su abreviatura es módem, pero
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que a menudo se conoce como equipo de comunicación de datos (DCE).
El circuito adaptador mecánico y eléctrico de un módem está definido por el estándar de normalización
RS232D / CCITT V.24 para comunicaciones serie entre ordenadores y dispositivos periféricos. Los modems
se fabrican cumpliendo las recomendaciones del CCITT (Comité Consultivo Internacional de Telegrafía y
Telefonía), también conocidas como las series−V, y que tienen un margen de operatividad que varía entre la
V.21 a 200 baudios y la moderna V.42 y la V.fast a 33.6 / 56 Kbit/s.
Las funciones de un módem son tan simples como:
Modular una señal en banda base para transmitirla a través de la línea telefónica o vía radio.
Demodular una señal modulada que llega desde la línea telefónica o enlace de radio, para recuperar la
información de la señal en banda base.
Hoy en día, el consumidor tiene la posibilidad de elegir entre una línea telefónica analógica y digital. Las
velocidades de transmisión en las líneas analógicas pueden alcanzar los 33.60 bit/s desde el usuario hasta la
línea telefónica y 56.000 bit/s desde la línea telefónica al usuarios. Diremos, como nota aclaratoria, que la
velocidad en baudios es igual a la velocidad de bit cólo cuando cada señal (o pulso) equivale a un bit, como en
el sistema binario.
Para comprender como funcionan los modems en la transmisión de voz, datos e imágenes debemos
comprender primero el concepto de señal analógica.
Todos estamos familiarizados con los receptores de TV, radio, grabadoras, etc.; estos aparatos producen
analogías. Por ejemplo, un televisor reproduce las escenas captadas por una cámara, lo que vemos es una
analogía de lo que está sucediendo en un estudio, lo mismo ocurre con la radio, un disco y otros dispositivos.
El módem también produce analogías de señales digitales, es decir, recibe una señal, la interpreta y reproduce
una analogía.
Es común encontrar usuarios que utilizan el módem sólo para conectarse a un boletín electrónico o para
recibir datos sin que ellos se atrevan a intentar conectarse con algún otro usuario. A continuación trataremos
de explicar qué significa cada uno de los términos que siempre acompañan al software del módem, así como
el uso de los diferentes protocolos de comunicación que utilizan estos dispositivos.
JACKET BLINDAJE
PAR TRENZADO
INDIVIDUAL
CONDUCTORES
AISLADOS
JACKET BLINDAJE
CONDUCTOR
AISLAMIENTO DIELECTRICO
JACKET TUBO
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FIBRAS
OPTICAS
Usuario A
Módem
Módem
Usuario B
20 kms
20 kms
50 kms
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