Medios de Transmisión

Medios de Transmisión

MIGDONIO DEDIEGO JARAMILLOMIGDONIO DEDIEGO JARAMILLOREDES LOCALES BASICO – Abril de 2013REDES LOCALES BASICO – Abril de 2013

Trabajo Colaborativo 1Trabajo Colaborativo 1

De lo anterior se infiere un concepto y es el de la comunicación, la cual se entiende como la transferencia de información, para nuestro caso en forma de datos, de un punto a otro. La información no es más que un patrón físico al cual se le ha asignado un significado comúnmente acordado el cual debe ser capaz de ser enviado por un transmisor y capaz de ser detectado y entendido por un receptor.Para transmitir se hace necesario contar con señales eléctricas o por medio de señales ópticas a través de un canal de comunicación o medio de transmisión.

UNAD – REDES LOCALES BASICO – Abril de 2013Medios de Transmisión

Definición*:Definición*:Por término medio de transmisión, se entiende el material físico cuyas propiedades de tipo electrónico, mecánico, óptico, o de cualquier otro tipo se emplea para facilitar el transporte de información entre terminales distante geográficamente, podríamos decir que los medios de transmisión son el componente que conecta físicamente las estaciones de trabajo a los recursos de una red.

Conceptos Básicos

*Tomado del Texto guía de la actividad


Este video muestra los elementos Este video muestra los elementos básicos de la comunicación:básicos de la comunicación:

Conceptos Básicos

Si no reproduce dar clic en este enlace: http://www.youtube.com/watch?v=hnmIpKCn_04


Tipos de Medios de Transmisión

Medios Confinados:- Alambre.- Cable Coaxial.- Cable Par Trenzado.- Fibra Óptica.- Guía de Onda.

Medios No-Confinados- Todo lo que se transmite por el aire.- Radio AM/FM.- Televisión UHF/VHF.- Telefonía Celular.- Satélite. - Microondas.- Espectro Disperso.

Por lo general a los medios confinados los denominamos comúnmente alámbricos, pero no es una forma correcta de hacerlo en tanto existen medios como la fibra óptica que no corresponden necesariamente a un alambre como mecanismo para transmitir las señales.



Se entenderá entonces a un medio confinado como aquel que está limitado por el material o por su componente primario, que comúnmente es: cobre, fibra de vidrio, contenedores metálicos, entre otros más.

La aplicación de estos medios es común en la cotidianidad, en tanto son usados a diario en nuestros hogares: TV por cable, teléfono fijo, timbres, pulsadores eléctricos para abrir puertas.



Para el caso de los medios no confinados o no físicos, el aire juega un papel vital, ya que estos medios utilizan al aire para radiar las señales emitidas por radio frecuencia a través de la fuente, esparciéndose hasta encontrar a su receptor.

El medio, aire, es conocido técnicamente como el espectro radioeléctrico o electromagnético. Comúnmente conocemos a este tipo de medios como medios inalámbricos; del inglés wireless o sin alambres.


Medios Físicos o ConfinadosCon la aparición del telégrafo se popularizo el uso del alambre expuesto. La composición de los alambres fue al principio de hierro (acero) y después fue desplazado por el cobre, ya que este material es un mejor conductor de las señales eléctricas y soporta mejor los problemas de corrosión causados por la exposición directa a la intemperie. La resistencia al flujo de corriente eléctrica de los alambres abiertos varía grandemente con las condiciones climáticas lo que llevó a buscar su reemplazo.

Las propiedades de transmisión de estos alambres dependen de su geometría y material, es por ello que se ha generado la necesidad de estandarizarlos; en Usa se usa la norma AWG (Wire Gauge Standard), basada en el diámetro del alambre: A mayor diámetro, mayor resistencia. Los grosores típicos de los conductores utilizados en cables eléctricos para uso residencial son del 10-14 AWG. Los conductores utilizados en cables telefónicos pueden ser del 22,24 y 26 AWG. Los conductores utilizados en cables para aplicaciones de REDES son el 24 y 26 AWG. Entre más grande sea el valor AWG menor será el grosor o diámetro del conductor. El conductor 18 tiene más grosor que el cable 40, por ejemplo.

Alambre

Diámetro mm

Diámetro pulgada

sAWG

0.254 0.010 30

0.330 0.013 28

0.409 0.016 26

0.511 0.020 24

0.643 0.025 22

0.812 0.032 20

1.020 0.040 18

1.290 0.051 16

1.630 0.064 14

2.050 0.081 12

2.590 0.102 10

Tabla de Conversión Milímetros y Pulgadas a AWG(conductores sólidos)

El alambre ha sido rezagado a la transmisión eléctrica dado que es el equivalente a una autopista de un solo carril, comparado con otros medios físicos o la mezcla de este mismo.


Medios Físicos o Confinados

El cable par trenzado está compuesto de conductores de cobre aislados por papel o plástico y trenzados en pares. Esos pares son después trenzados en grupos llamados unidades, y estas unidades son a su vez trenzadas hasta tener el cable terminado que se cubre por lo general por plástico.

PAR TRENZADO

Una de las principales ventajas del par trenzado es que disminuye la diafonía, además de que es un conductor económico, flexible y relativamente fácil de conectar. La desventaja más significativa a la hora de ser usado como medio de comunicación es que debe usarse en distancias limitadas, ya que la señal se va atenuando y puede llegar a ser imperceptible; para resolver esto se implementan repetidores de señal.

Existen dos tipos de cable par trenzado, el UTP (Unshielded Twisted Pair Cabling), o cable par trenzado sin blindaje y el cable STP (Shielded Twisted Pair Cabling), o cable par trenzado blindado:



A continuación se lista un sumario de los tipos de cable UTP:

Categoría 1 - Voz solamente.

Categoría 2 - Datos 4 Mbps.

PAR TRENZADO

Categoría 3 - UTP con impedancia de 100 ohm y características eléctricas que soportan frecuencias de transmisión de hasta 16 MHz. Definida por la especificación TIA/EIA 568-A specification. Puede ser usado con 10Base-T, 100Base-T4, and 100Base-T2.

Categoría 4 - UTP con impedancia de 100 ohm y características eléctricas que soportan frecuencias de transmisión de hasta 20 MHz. Definida por la especificación TIA/EIA 568-A . Puede ser usado con 10Base-T, 100Base-T4, and 100Base-T2.

Categoría 5 - UTP con 100 ohm de impedancia y características eléctricas que soportan frecuencias de transmisión de hasta 100 MHz. Definida por la especificación TIA/EIA 568-A specification. Puede ser usado con 10Base-T, 100Base-T4, 100Base-T2, y 100Base-TX. Puede soportar 1000Base-T, pero el cable debe ser probado para asegurar que cumple con las especificaciones de la categoría 5e (CAT 5 enhanced "mejorada"). CAT 5e es un nuevo estándar que soportará velocidades aún mayores de 100 Mbps y consiste de un cable par trenzado STP con 100 ohm de impedancia y características eléctricas que soportan frecuencias de transmisión de hasta 100 MHz. Sin embargo, tiene especificaciones mejoradas como NETX (Near End Cross Talk), PSELFEXT (Power Sum Equal Level Far End Cross Talk), y atenuación.


Medios Físicos o ConfinadosEn geometría la palabra coaxial hace referencia a que dos o más formas comparten un eje en común; es el análogo lineal tridimensional de concéntrico.Dicho cable consiste de un alambre interior que se mantiene fijo en un medio aislante que después lleva una cubierta metálica. La capa exterior evita que las señales de otros cables o que la radiación electromagnética afecte la información conducida por el cable coaxial

COAXIAL

Los más usados en redes son:

10Base510Base5Conocido también como cable coaxial grueso (Thick coaxial) y sirve como dorsal para una red tipo LAN. Utiliza transceptores (transceivers) y AUI (Attachment Unit interface) para conectar la tarjeta de red con la dorsal de cable coaxial.Tasa de transmisión: 10 MbpsLongitud máxima: 500 metros por segmentoImpedancia: 50 ohm Diámetro del conductor: 2.17 mmNodos por segmento: 100 Long. maxima (con repetidores): 1500 metros.

10BASE210BASE2Conocido también como cable coaxial delgado (thin coaxial) utilizado para redes tipo LAN. Utiliza conectores tipo BNC para conectar la tarjeta de red con la dorsal.Tasa de transmisión: 10 MbpsLongitud máxima: 180 metros por segmentoImpedancia: 50 ohm, RG58Diámetro del conductor: 0.9 mmNodos por segmento: 30 Long. maxima (con repetidores): 1500 metros.



La fibra óptica es un medio de transmisión empleado habitualmente en redes de datos; un hilo muy fino de material transparente, vidrio o materiales plásticos, por el que se envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir. El haz de luz queda completamente confinado y se propaga por el interior de la fibra con un ángulo de reflexión por encima del ángulo límite de reflexión total, en función de la ley de Snell. La fuente de luz puede ser láser o un LED.

FIBRAÓPTICA

Las fibras se utilizan ampliamente en telecomunicaciones, ya que permiten enviar gran cantidad de datos a una gran distancia, con velocidades similares a las de radio y superiores a las de cable convencional. Son el medio de transmisión por excelencia al ser inmune a las interferencias electromagnéticas, también se utilizan para redes locales, en donde se necesite aprovechar las ventajas de la fibra óptica sobre otros medios de transmisión.

Debido a la configuración de la fibra óptica, la transmisión a través de ella puede hacerse en modo simple y en multimodo.

El Modo simple o monomodo Iinvolucra el uso de una fibra con un diámetro de 5 a 10 micras. Esta fibra tiene muy poca atenuación y por lo tanto se usan muy pocos repetidores para distancias largas. Por esta razón es muy usada para troncales con un ancho de banda aproximadamente de 100 GHz por kilometro (100 GHz-km). El Multimodo se ajusta a las necesidades de transmisión, siendo usando tanto en cortas y largas distancias.



VentajasVentajas•Una banda de paso muy ancha, lo que permite flujos muy elevados (del orden del Ghz).•Pequeño tamaño, por lo tanto ocupa poco espacio.•Gran flexibilidad, el radio de curvatura puede ser inferior a 1 cm, lo que facilita la instalación enormemente.

FIBRAÓPTICA

• Inmunidad total a las perturbaciones de origen electromagnético, lo que implica una calidad de transmisión muy buena, ya que la señal es inmune a las tormentas, chisporroteo...

• 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 alto nivel de confidencialidad.

• Insensibilidad a los parásitos, lo que es una propiedad principalmente utilizada en los medios industriales fuertemente perturbados (por ejemplo, en los túneles del metro

• Atenuación muy pequeña independiente de la frecuencia, lo que permite salvar distancias importantes sin elementos activos intermedios. Puede proporcionar comunicaciones hasta los 70 km. antes de que sea necesario regenerar la señal, además, puede extenderse a 150 km. utilizando amplificadores láser.

• Gran resistencia mecánica (resistencia a la tracción, lo que facilita la instalación).• Resistencia al calor, frío, 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.• Con un coste menor respecto al cobre.• Factores ambientales.



DesventajasDesventajas

•La alta fragilidad de las fibras.•Necesidad de usar transmisores y receptores más caros.•Los empalmes entre fibras son difíciles de realizar, especialmente en el campo, lo que dificulta las reparaciones en caso de ruptura del cable.•No puede transmitir electricidad para alimentar repetidores intermedios.•La necesidad de efectuar, en muchos casos, procesos de conversión eléctrica-óptica.•La fibra óptica convencional no puede transmitir potencias elevadas.•No existen memorias ópticas.•La fibra óptica no transmite energía eléctrica, esto limita su aplicación donde el terminal de recepción debe ser energizado desde una línea eléctrica. La energía debe proveerse por conductores separados.•Las moléculas de hidrógeno pueden difundirse en las fibras de silicio y producir cambios en la atenuación. El agua corroe la superficie del vidrio y resulta ser el mecanismo más importante para el envejecimiento de la fibra óptica.•Incipiente normativa internacional sobre algunos aspectos referentes a los parámetros de los componentes, calidad de la transmisión y pruebas.

FIBRAÓPTICA


Medios Físicos o ConfinadosLa guía de onda es otro medio de comunicación también muy usado, el cual opera en el rango de las frecuencias comúnmente llamadas como microondas (en el orden de GHz.

Su construcción es de material metálico por lo que no se puede decir que sea un cable. El ancho de banda es extremadamente grande y es usada principalmente cuando se requiere bajas perdidas en la señal bajo condiciones de muy alta potencia como el caso desde una antena de microondas al receptor/transmisor de radio frecuencia.

Las aplicaciones típicas de este medio es en las centrales telefónicas para bajar/subir señales provenientes de antenas de satélite o estaciones terrenas de microondas.

No todas las guías de onda son duras, también existen guías de onda más flexibles, existe un tipo de guía de onda que fabrica una compañía que se llama ANDREW, y a este tipo de guía de onda flexible se le conoce como Heliax.

GUÍA DE ONDA


Medios No Confinados

MICROONDAS TERRESTRE

Un radioenlace terrestre o microondas terrestre provee conectividad entre dos sitios (estaciones terrenas) en línea de vista usando equipo de radio con frecuencias de portadora por encima de 1 GHz. La forma de onda emitida puede ser analógica o digital.

Las principales aplicaciones de un sistema de microondas terrestre son las siguientes:•Telefonía básica (canales telefónicos)•Datos•Telegrafo/Telex/Facsímile•Canales de Televisión.•Video•Telefonía Celular (entre troncales)



MICROONDAS TERRESTRE

Entre las ventajas de radio de microondas están las siguientes:•Por sus grandes frecuencias de operación, los sistemas de radio de microondas pueden llevar grandes cantidades de información.

• Las frecuencias altas equivalen longitudes cortas de onda, que requieren antenas relativamente pequeñas.

• Las señales de radio se propagan con más facilidad en torno a obstáculos físicos, como por ejemplo, a través del agua o las montañas altas.

• Para la amplificación se requieren menos repetidores.• Las distancias entre los centros de conmutación son menores.• Se reducen al mínimo las instalaciones subterráneas.• Se introducen tiempos mínimos de retardos.• Entre los canales de voz existe un mínimo de diafonía.• Son factores importantes la mayor confiabilidad y menores tiempos de mantenimiento.


Medios No ConfinadosLas transmisiones de laser de infrarrojo directo envuelven las mismas técnicas empleadas en la transmisión por fibra óptica, excepto que el medio en este caso es el aire libre.

El láser tiene un alcance de hasta 10 millas, aunque casi todas las aplicaciones en la actualidad se realizan a distancias menores de una milla. Típicamente, las transmisiones en infrarrojo son utilizadas donde la instalación de cable no es factible entre ambos sitios a conectar.

Las velocidades típicas de transmisión a esas distancias son 1.5 Mbps. La ventaja del láser infrarrojo es que no es necesario solicitar permiso ante las autoridades para utilizar esta tecnología. Debe de tenerse mucho cuidado, en la instalación ya que los haces de luz pueden dañar al ojo humano. Por lo que se requiere un lugar adecuado para la instalación del equipo. Ambos sitios deben de tener línea de vista.

LASERINFRARROJO

Para distancias cortas las transmisiones vía laser/infrarojo son una excelente opción.Lo cual resulta en poco tiempo más económico que el empleo de estaciones terrenas de microondas. Se utiliza bastante para conectar LANs localizadas en diferentes edificios. (Ver figura)



VÍASATÉLITE

Un satélite actúa básicamente como un repetidor situado en el espacio: recibe las señales enviadas desde la estación terrestre y las reemite a otro satélite o de vuelta a los receptores terrestres. En realidad hay dos tipos de satélites de comunicaciones:

• Satélites pasivos. Satélites pasivos. Se limitan a reflejar la señal recibida sin llevar a cabo ninguna otra tarea.

• Satélites activos. Satélites activos. Amplifican las señales que reciben antes de reemitirlas hacia la Tierra. Son los más habituales



VÍASATÉLITE

VENTAJASVENTAJAS

• 1/4 de segundo de tiempo de propagación. (retardo)

• Sensibilidad a efectos atmosféricos• Sensibles a eclipses• Falla del satélite (no es muy común)• Requieren transmitir a mucha potencia• Posibilidad de interrupción por cuestiones de

estrategia militar.

• Transferencia de información a altas velocidades (Kbps, Mbps)

• Ideal para comunicaciones en puntos distantes y no fácilmente accesibles geográficamente.

• Ideal en servicios de acceso múltiple a un gran número de puntos.

• Permite establecer la comunicación entre dos usuarios distantes con la posibilidad de evitar las redes públicas telefónicas.

DESVENTAJASDESVENTAJAS


Medios Físicos o ConfinadosWi-Fi es un mecanismo de conexión de dispositivos electrónicos de forma inalámbrica. Los dispositivos habilitados con Wi-Fi, tales como: un ordenador personal, una consola de videojuegos, un smartphone o un reproductor de audio digital, pueden conectarse a Internet a través de un punto de acceso de red inalámbrica. Dicho punto de acceso (o hotspot) tiene un alcance de unos 20 metros en interiores y al aire libre una distancia mayor. Pueden cubrir grandes áreas la superposición de múltiples puntos de acceso .

Wi-Fi

Existen diversos tipos de Wi-Fi, basado cada uno de ellos en un estándar IEEE 802.11 aprobado:•Los estándares IEEE 802.11b, IEEE 802.11g e IEEE 802.11n disfrutan de una aceptación internacional debido a que la banda de 2.4 GHz está disponible casi universalmente, con una velocidad de hasta 11 Mbit/s , 54 Mbit/s y 300 Mbit/s, respectivamente.

•En la actualidad ya se maneja también el estándar IEEE 802.11a, conocido como WIFI 5, que opera en la banda de 5 GHz y que disfruta de una operatividad con canales relativamente limpios. La banda de 5 GHz ha sido recientemente habilitada y, además, no existen otras tecnologías (Bluetooth, microondas, ZigBee, WUSB) que la estén utilizando, por lo tanto existen muy pocas interferencias. Su alcance es algo menor que el de los estándares que trabajan a 2.4 GHz (aproximadamente un 10%), debido a que la frecuencia es mayor (a mayor frecuencia, menor alcance).

•Existe un primer borrador del estándar IEEE 802.11n que trabaja a 2.4 GHz y a una velocidad de 108 Mbit/s. Sin embargo, el estándar 802.11g es capaz de alcanzar ya transferencias a 108 Mbit/s, gracias a diversas técnicas de aceleramiento. Actualmente existen ciertos dispositivos que permiten utilizar esta tecnología, denominados Pre-N.


Medios Físicos o ConfinadosLas redes Wi-Fi poseen una serie de ventajas, entre las cuales podemos destacar:Wi-Fi

Al ser redes inalámbricas, la comodidad que ofrecen es muy superior a las redes cableadas porque cualquiera que tenga acceso a la red puede conectarse desde distintos puntos dentro de un rango suficientemente amplio de espacio.

Una vez configuradas, las redes Wi-Fi permiten el acceso de múltiples ordenadores sin ningún problema ni gasto en infraestructura, no así en la tecnología por cable.

La Wi-Fi Alliance asegura que la compatibilidad entre dispositivos con la marca Wi-Fi es total, con lo que en cualquier parte del mundo podremos utilizar la tecnología Wi-Fi con una compatibilidad total.


Medios Físicos o ConfinadosPero como red inalámbrica, la tecnología Wi-Fi presenta los problemas intrínsecos de cualquier tecnología inalámbrica. Algunos de ellos son:

Wi-FiUna de las desventajas que tiene el sistema Wi-Fi es una menor velocidad en comparación a una conexión con cables, debido a las interferencias y pérdidas de señal que el ambiente puede acarrear.

La desventaja fundamental de estas redes existe en el campo de la seguridad. Existen algunos programas capaces de capturar paquetes, trabajando con su tarjeta Wi-Fi en modo promiscuo, de forma que puedan calcular la contraseña de la red y de esta forma acceder a ella.

Este problema se agrava si consideramos que no se puede controlar el área de cobertura de una conexión, de manera que un receptor se puede conectar desde fuera de la zona de recepción prevista (e.g. desde fuera de una oficina, desde una vivienda colindante).

Hay que señalar que esta tecnología no es compatible con otros tipos de conexiones sin cables como Bluetooth, GPRS, UMTS, etc.

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