CAPA FÍSICA MEDIOS DE TRANSMISIÓN … · Medios de transmisión Medio Guiado Medio no guiado La energía de la señal se propaga dentro del medio, por ejemplo, a través de cables

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Sistemas Informáticos y Redes Locales1º S.T.I.

CAPA FÍSICAMEDIOS DE TRANSMISIÓN

CAPA FÍSICAMEDIOS DE TRANSMISIÓN

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Medios guiados Medios guiados de cobre

UTP: par trenzado sin apantallar STP: par trenzado apantallado Cable coaxial

Cable de fibra óptica

Medios no guiados Sistemas inalámbricos

WiFi Bluetooth ZigBee R.F. en general.

Medios guiados Medios guiados de cobre

UTP: par trenzado sin apantallar STP: par trenzado apantallado Cable coaxial


Medios no guiados Sistemas inalámbricos

WiFi Bluetooth ZigBee R.F. en general.

Medios de transmisión

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Medios de transmisiónMedio Guiado Medio no guiado

La energía de la señal se propaga dentro del medio, porejemplo, a través de cables. La señal se propaga a través del “aire”.

Sobre todo se usa para conexiones punto a punto. En algunas ocasiones se usa como difusión (broadcast).

La señal se propaga en forma de tensión, corriente ofotones. La señal se propaga en forma de ondas electromagnéticas.

Seguridad más elevada (acceso al medio privado) Menor seguridad al ser un medio de acceso ‘público’.

Otras características del nivel físico

Señalización y codificación

Modos de transmisión

Topologías de red

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Cable de cobre de par trenzado

Es el medio de transmisión más utilizado en general paratransmitir señales eléctricas.

El cable de par trenzado básico está formado por dos hilos decobre envueltos cada uno en una funda plástica protectora.

Estos dos hilos constituyen el llamado par y van trenzados paraevitar un tipo de perturbación llamada diafonía, que consisteen interferencias producidas por conductores adyacentes.

Normalmente en datos se utilizan cables de par trenzado convarios pares

Medio de transmisión de ‘baja frecuencia’, tiene limitacionesfísicas.

Se puede clasificar en dos grandes grupos: Par/es no apantallados (Unshielded Twisted Pair - UTP). Par/es apantallados Shielded Twisted Pair (STP).

Es el medio de transmisión más utilizado en general paratransmitir señales eléctricas.

El cable de par trenzado básico está formado por dos hilos decobre envueltos cada uno en una funda plástica protectora.

Estos dos hilos constituyen el llamado par y van trenzados paraevitar un tipo de perturbación llamada diafonía, que consisteen interferencias producidas por conductores adyacentes.

Normalmente en datos se utilizan cables de par trenzado convarios pares

Medio de transmisión de ‘baja frecuencia’, tiene limitacionesfísicas.

Se puede clasificar en dos grandes grupos: Par/es no apantallados (Unshielded Twisted Pair - UTP). Par/es apantallados Shielded Twisted Pair (STP).

UTP

STP

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Cable UTP Cable de par trenzado sin apantallar El más utilizado en redes LAN actuales. Barato y fácil de

instalar Las redes LAN utilizan cable de par trenzado de cuatro

pares La distancia máxima que suele utilizarse para este tipo

cable en las redes es de 100 metros. La industria ha ido desarrollando cables que ofrecieran

cada vez mejores prestaciones. Esto se conoce comocategorías

• CAT 3 16 Mbps• CAT 5 100 Mbs• CAT 5e 100 Mbps / 1 Gbps• CAT 6 1 Gbps• CAT 7 10 Gbps (apantallado)

¡ Cuidado con confundir cable UTP con cable telefónico !

Cable de par trenzado sin apantallar El más utilizado en redes LAN actuales. Barato y fácil de

instalar Las redes LAN utilizan cable de par trenzado de cuatro

pares La distancia máxima que suele utilizarse para este tipo

cable en las redes es de 100 metros. La industria ha ido desarrollando cables que ofrecieran

cada vez mejores prestaciones. Esto se conoce comocategorías

• CAT 3 16 Mbps• CAT 5 100 Mbs• CAT 5e 100 Mbps / 1 Gbps• CAT 6 1 Gbps• CAT 7 10 Gbps (apantallado)

¡ Cuidado con confundir cable UTP con cable telefónico !


CAT7 SSTP(no es UTP)

CAT6

CAT5e

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Compuesto por pares apantallados(Shield Twisted Pair)

El apantallamiento es una lámina omalla metálica entretejida con hilitosconductores que cubre el cable y deesta manera proporcionar mayorinmunidad a las interferencias.

Se usa menos por su mayor coste yser más difícil su aplicación en unainstalación.

La categoría 7 y sus variantes usanpares apantallados sin otra opciónposible en tipo UTP.

Compuesto por pares apantallados(Shield Twisted Pair)

El apantallamiento es una lámina omalla metálica entretejida con hilitosconductores que cubre el cable y deesta manera proporcionar mayorinmunidad a las interferencias.

Se usa menos por su mayor coste yser más difícil su aplicación en unainstalación.

La categoría 7 y sus variantes usanpares apantallados sin otra opciónposible en tipo UTP.

Cable STP


CAT7 SSTP

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Cable con una sola señal, un conductor con apantallamiento para proporcionarinmunidad frente a interferencias.

Muy utilizado en el pasado en enlaces telefónicos y redes locales, actualmentesustituido por fibra y cable UTP respectivamente.

Se sigue utilizando en algunos casos como en el tramo final de usuario enoperadores de cable (vodafone-ono, Euskaltel, Telecable, etc.)

Hay varios tipos de cable coaxial en función de sus características eléctricas y sudiámetro. Los más usados actualmente son RG-6 y RG-59

Cable con una sola señal, un conductor con apantallamiento para proporcionarinmunidad frente a interferencias.

Muy utilizado en el pasado en enlaces telefónicos y redes locales, actualmentesustituido por fibra y cable UTP respectivamente.

Se sigue utilizando en algunos casos como en el tramo final de usuario enoperadores de cable (vodafone-ono, Euskaltel, Telecable, etc.)

Hay varios tipos de cable coaxial en función de sus características eléctricas y sudiámetro. Los más usados actualmente son RG-6 y RG-59

Cable de cobre coaxial

BNC “F” “N”

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Se utiliza luz en lugar de señales eléctricas El cable de fibra óptica está formado por un núcleo, un revestimiento y una o varias

cubiertas plásticas Habitualmente por una fibra sólo se transmite un canal de datos. Se puede utilizar la multiplexación por longitud de onda para tener varios canales.

Se utiliza luz en lugar de señales eléctricas El cable de fibra óptica está formado por un núcleo, un revestimiento y una o varias

cubiertas plásticas Habitualmente por una fibra sólo se transmite un canal de datos. Se puede utilizar la multiplexación por longitud de onda para tener varios canales.

El diámetro del núcleo es de entre 8 y 125 µm. El revestimiento tiene un diámetro de 125 µm. Núcleo y revestimiento están formados por fibra de vidrio o

material similar con diferente índice de refracción. La luz utilizada en la fibra óptica está en el rango de la luz

infrarroja (850 – 1550 nm)

El diámetro del núcleo es de entre 8 y 125 µm. El revestimiento tiene un diámetro de 125 µm. Núcleo y revestimiento están formados por fibra de vidrio o

material similar con diferente índice de refracción. La luz utilizada en la fibra óptica está en el rango de la luz

infrarroja (850 – 1550 nm)


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Existen dos tipos de cables de fibra óptica Fibra monomodo: nucleo/nucleo+revesitimiento - 8 /125 µm. Fibra multimodo: nucleo/nucleo+revesitimiento - 50/125µm y 62,5 /125µm.

Emisores y receptores.Los emisores reciben una señal eléctrica y la transforman en una señal óptica.Los receptores reciben la señal óptica de la fibra y la convierten a una señal eléctrica.

Emisores LED. Habitualmente utilizados en redes LAN Emisores Láser. Habitualmente utilizados en enlaces WAN Receptores: fotodiodos (diodos semiconductores sensibles a la luz)

Existen dos tipos de cables de fibra óptica Fibra monomodo: nucleo/nucleo+revesitimiento - 8 /125 µm. Fibra multimodo: nucleo/nucleo+revesitimiento - 50/125µm y 62,5 /125µm.

Emisores y receptores.Los emisores reciben una señal eléctrica y la transforman en una señal óptica.Los receptores reciben la señal óptica de la fibra y la convierten a una señal eléctrica.

Emisores LED. Habitualmente utilizados en redes LAN Emisores Láser. Habitualmente utilizados en enlaces WAN Receptores: fotodiodos (diodos semiconductores sensibles a la luz)


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Conectores Hay muchos tipos pero los más utilizados actualmente en las conexiones son:

Conector ST Conector SC

Ventajas de la fibra óptica Mayor ancho de banda, posibilidades en crecimiento y casi ilimitadas. Inmunidad a perturbaciones electromagnéticas, transmisión por luz. Menor atenuación, en función del tipo y calidad de la fibra. Cada vez más económica. Más adecuado para grandes distancias.


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Basados en el uso de ondas electromagnéticas que circulan por el “aire”. Usan áreas asignadas de el espectro radioeléctrico (frecuencias). El rango de frecuencias utilizadas en telecomunicaciones se conoce como espectro

radioeléctrico está establecido de 3 KHz a unos 300 GHz. Este espectro de radiofrecuencia se descompone en bandas:

Ondas de radio: Fáciles de generar, largas distancias, capacidad de atravesar algunosobstáculos. Entre 10 KHz y 300 MHz. Esta banda se descompone en ondas de radio de bajay alta frecuencia. No se usa mucho a nivel comercial en redes de datos.

Microondas: Usadas ampliamente en redes de datos. Casi no atraviesan obstáculos, lasfrecuencias más elevadas no lo hacen. Rango entre 300 MHz y 300 GHZ. Las tecnologíasmás usadas en comunicaciones inalámbricas trabajan en estas frecuencias.

Ondas infrarrojas: Comunicaciones de corto alcance (visual). Usadas en, por ejemplo, enmando a distancia de dispositivos electrónicos, se comenzaron a usar para datos y seabandonó la tecnología.

Medios inalámbricos

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Parte electrónica que permite transformar la información (‘unos y ceros’) en laseñal que va a circular por el medio. Electrónica de los interfaces (tarjetas) de red de los equipos informáticos. Electrónica de concentradores, conmutadores y routers. Electrónica de transceivers (equipos para intercambio de medios, por ejemplo para pasar

de par trenzado a fibra óptica).

Hardware de red

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Redes LAN Se usa cable de pares trenzados ( UTP/STP ). Los más utilizados: Categorías 5e , 6 y 7. Fibra óptica multimodo. Utilizada en enlaces troncales o cuando la distancia supera los 100

m. La fibra monomodo también está avanzando en estos enlaces. Ondas electromagnéticas. Para redes no seguras o cuando se precisa dar servicio a dispositivos

inalámbricos: Wi-Fi (IEEE 802.11g/n/ac). Bandas 2,4 GHz y 5 GHz.

Redes WAN Red de transporte: fibra óptica. Es el medio más utilizado en la red de transporte en las redes

WAN. Se utiliza sobre todo fibra monomodo. Esto incluye FTTH. Red de acceso:

Par trenzado telefónico. Utilizado para el acceso banda ancha para usuarios residencial. Seutiliza la tecnología xDSL. Se está abandonando poco a poco.

Cable coaxial. Para usuarios residenciales y empresas. Utiliza DOCSIS. En uso, conintención de eliminarlo a favor de la fibra, más caro y con mantenimiento más elevado.

Ondas electromagnéticas. Para usarlo donde otro tipo de servicio no puede llegar. Haydiferentes tecnologías: satélite (VSAT), WiMAX o redes de telefonía móvil (3G/4G)

FTTH. Fibra hasta el hogar (o empresa), en crecimiento hasta su total implantación.

Uso de medios en redes de datos

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Señales eléctricas digitales: Se establecen unas características eléctricas para transportar la señal digital: niveles de

tensión, polaridad, etc.

Parámetros de señal digital: Intervalo de bit (tiempo necesario para la transmisión de un bit). Tasa de bits o velocidad de transmisión (capacidad de transmisión en bits/sg).

Señalización / codificación: Nos indica la forma en que se codifican los datos digitales (ceros y unos) y se transforman

en una señal eléctrica. Existen múltiples sistemas de codificación para conseguir mejoresprestaciones en velocidad y eliminación de errores.

Otras características del nivel físico

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Unipolar

Manchester

NRZ-I

Sistemas de codificación (ejemplos)

CodificacionesSe estudiarán con más detalle en el módulo de Sistemas deTelefonía Fija y Móvil. Los sistemas de codificación y señalizaciónson usados en diferentes aplicaciones de telecomunicaciones:redes, de datos, telefonía, sonido y televisión digital, etc.

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Topologías de redes• Describen la forma en que los equipos se conectan entre sí.• Existe cierta flexibilidad aunque según los propósitos y el tipo de conexión física predominan algunas

sobre otras.• Algunas han quedado obsoletas o se usan en otros ámbitos (conexiones industriales,

domótica/inmótica, etc.)

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Topologías redes: Estrella / árbol• Es la más usada en redes LAN.• Pueden conectarse a otras mediante troncales convirtiéndose en mixtas o en árbol.• Es muy importante tener en cuenta los ‘cuellos de botella’ en cuanto a velocidades de red.• Se usará el ‘sentido común’ y la lógica para planificar este tipo de conexiones en una LAN.

Estrella

Árbol

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Topologías redes: Anillo• IBM la comenzó a usar en redes LAN (Token Ring), actualmente está obsoleta para este uso.• Esta tecnología permitía detectar fallos de Bus y mejoraba la gestión de colisiones (?).• Se parece a la de bus en el sentido de que solo hay un medio y es compartido.• Pueden conectarse a otras mediante troncales convirtiéndose en mixtas o híbridas.• En redes de gran envergadura pueden crearse anillos para tener redundancia de bus, en este

caso se usará para conectar equipos de comunicaciones (routers, switches,etc.).

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Topologías redes: bus• Obsoleta en redes LAN, ya que un solo conductor compartía todo el tráfico.• Usaba cable coaxial en las primeras redes LAN.• Se sigue usando en comunicaciones industriales, automoción, domótica, inmótica, etc.• Se comparte un único medio, lo cual es un punto crítico de fallo y una limitación de velocidad.• Su gran ventaja es el conexionado simple y sin necesidad de equipos extras.

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Topologías redes: malla / mesh• No usada en redes de ordenadores LAN salvo que se pretenda seguridad extra de conexión.• A veces se usan entre ordenadores para constituir un cluster (conjunto de ordenadores

trabajando para formar un ordenador más potente).• Se realiza con un cableado más complejo o mediante medios inalámbricos.• La conexión puede ser full-mesh (todos conectados con todos) o mesh (diferentes conexiones).• A veces se usa para llevar mensajes entre iguales para cubrir grandes áreas (ZigBee), sistemas

IoT, red de radio paquetes (radio packet).

Full mesh

Mesh

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Topologías de redes: mixta o híbrida• En casos de redes complejas y de gran envergadura, tipo “campus”, gran empresa o gubernamental,

se puede dar mezcla de topologías.• La parte estrella / árbol se suele usar para zonas LAN y la parte anillo o mesh para asegurar

redundancia de conexiones.

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Arquitectura y subsistemas en un SCE• La función del Servicio de Cableado Estructurado , es establecer una organización de montaje de

servicios de datos que sea práctica, flexible, de fácil mantenimiento y ampliación.• Existen normativas al respecto que se estudiarán en otros módulos.• Forman parte de el todos los elementos para la distribución de los servicios de

telecomunicaciones.• Cableado Horizontal• Distribuidor Horizontal.• Cableado Vertical o backbone.• Distribuidor Vertical• Cableado troncal o de campus.• Distribuidor / repartidor de campus.• Cuartos de telemunicaciones y de equipos.• Área de trabajo y tomas de usuario.

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Arquitectura y subsistemas en un SCE

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Estructura lógica de un Servicio Cableado Estructurado

Distribuidor Campus

Toma usuario

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D.V: Distribuidor VerticalD.H: Distribuidor Horizontal

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Subsistema de distribución horizontal Cableado horizontal Latiguillos Rosetas Patch Panel Electrónica de red

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Subsistema de distribución horizontal Cableado horizontal Latiguillos Rosetas Patch Panel Electrónica de red

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Herramientas utilizadas en un SCE Herramienta de impacto Crimpadora Téster de red Certificador

Uso herramienta impacto

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Herramientas utilizadas en un SCE Herramienta de impacto Crimpadora Téster de red Certificador

Tester de cable(test de conexión / continuidad)

Cable a verificar

LEDs de test

Certificador de conexión(test de parámetros )

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DIRECCIONES Y PUBLICACIONES DE INTERÉS

www.wikipedia.org La enciclopedia libre.

https://www.youtube.com/watch?v=fUF3WkTIYao Video cables comunicaciones submarinos

www.mityc.es/telecomunicaciones/Espectro/Paginas/CNAF.aspx Asignación de frecuencias del espectro radioeléctrico en España

Redes de comunicaciones Autor: Behrouz A. Forouzan Editorial: McGraw Hill Sistemas telemáticos Autor: Manuel Santos Editorial: Ra-Ma Redes: Administración y mantenimiento Autor: Mike Meyers Editorial: Anaya Multimedia Guías curso CCNA Autor: Cisco Systems Editorial: Pearson Educación Redes. Edición 2010 Autor: Uyless Black Editorial: Anaya Multimedia Como funcionan las redes Autor: Frank Derfler Jr./Les Freed Editorial: Anaya Multimedia

Bibliografía

Documents

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