CAPTULO 8Capa fsica del modelo OSIIntroduccin del captuloLos
protocolos de la capa superior de OSI preparan los datos desde la
red humana para realizar latransmisin hacia su destino. La capa
fsica controla la manera en que se transmiten los datos en elmedio
de comunicacin.La funcin de la capa fsica de OSI es codificar en
seales los dgitos binarios que representan lastramas de la capa de
enlace de datos, adems de transmitir y recibir estas seales a travs
de los me-dios fsicos (alambres de cobre, fibra ptica o medio
inalmbrico) que conectan los dispositivos dered.Este captulo
presenta las funciones generales de la capa fsica, al igual que los
estndares y protoco-los que administran la transmisin de datos a
travs de medios locales.En este captulo aprender a:I Explicar la
funcin de los servicios y protocolos de capa fsica en la admisin de
comunicacio-nes a travs de las redes de datos.I Describir el
propsito de la codificacin y sealizacin de la capa fsica, segn
estos mtodosse utilicen en las redes.I Describir la funcin de las
seales que se utilizan para representar bits mientras se
transportauna trama a travs de los medios locales.I Identificar las
caractersticas bsicas de los medios de cobre, de fibra y de red
inalmbrica.I Describir los usos comunes de los medios de cobre, de
fibra y de red inalmbrica.8.1 La capa fsica: Seales de
comunicacin8.1.1 Capa fsica:
ObjetivoLacapafsicadeOSIproporcionalosmediosdetransporteparalosbitsqueconformanlatrama
de la capa de enlace de datos a travs de los medios de red. Esta
capa acepta una tramacompleta desde la capa de enlace de datos y la
codifica como una secuencia de seales que setransmiten en los
medios locales. Un dispositivo final o un dispositivo intermediario
recibe los bitscodificados que componen una trama.El envo de tramas
a travs de medios locales requiere los siguientes elementos de la
capa fsica:I Medios fsicos y conectores asociadosI Una
representacin de los bits en los medios166 CCNA Exploration.
Aspectos bsicos de Networking, Versin 4.0I Codificacin de los datos
y de la informacin de controlI Sistema de circuitos del receptor y
transmisor en los dispositivos de redEn este momento del proceso de
comunicacin, la capa de transporte ha segmentado los datos
delusuario, la capa de red los ha colocado en paquetes, y luego la
capa de enlace de datos los ha encap-sulado como tramas. El
objetivo de la capa fsica es crear la seal ptica, elctrica o de
micro-ondas que representa a los bits en cada trama. Luego, estas
seales se envan por los medios unaa la vez.Otra funcin de la capa
fsica es recuperar estas seales individuales desde los medios,
restaurarlaspara sus representaciones en bits, y enviar los bits
hacia la capa de enlace de datos como una tramacompleta.8.1.2 Capa
fsica: FuncionamientoLos medios no transportan la trama como una
nica entidad. Los medios transportan seales,una por vez, para
representar los bits que conforman la trama.Existen tres tipos
bsicos de medios de red en los cuales se representan los datos:I
Cable de cobreI FibraI InalmbricoLa presentacin de los bits (es
decir, el tipo de seal) depende del tipo de medio. Para los medios
decable de cobre, las seales son patrones de pulsos elctricos. Para
los medios de fibra, las sealesson patrones de luz. Para los medios
inalmbricos, las seales son patrones de transmisiones de
radio.Identificacin de una tramaCuando la capa fsica codifica los
bits en seales para un medio especfico, tambin debe distinguirdnde
termina unatrama ydnde seinicia lasiguiente. Delo contrario,
losdispositivosdelosmedios no reconoceran cundo se ha recibido
exitosamente una trama. En tal caso, el dispositivo
dedestinoslorecibiraunasecuenciadesealesynoseracapazdereconstruirlatramacorrecta-mente.
Como se describi en el captulo anterior, indicar el comienzo de la
trama es a menudo
unafuncindelacapadeenlacededatos.Sinembargo,enmuchastecnologas,lacapafsicapuedeagregar
sus propias seales para indicar el comienzo y el final de la
trama.Para habilitar un dispositivo receptor a fin de reconocer de
manera clara el lmite de una trama, eldispositivo transmisor agrega
seales para designar el comienzo y el final de la misma. Estas
sea-les representan patrones especficos de bits que slo se utilizan
para indicar el comienzo y el final deuna trama.En las siguientes
secciones de este captulo se analizarn detalladamente el proceso de
codificacinde una trama de datos de bits lgicos a seales fsicas en
los medios, y las caractersticas de losmedios fsicos
especficos.8.1.3 Capa fsica: EstndaresLa capa fsica consiste en un
hardware creado por ingenieros en forma de conectores, medios y
cir-cuitos electrnicos. Por lo tanto, es necesario que las
principales organizaciones especializadas eningeniera elctrica y en
comunicaciones definan los estndares que rigen este hardware.Por el
contrario, las operaciones y los protocolos de las capas superiores
de OSI se llevan a
cabomedianteunsoftware,yestndiseadosporespecialistasinformticoseingenierosdesoftware.Captulo
8: Capa fsica del modelo OSI167Como vimos en el captulo anterior,
el grupo de trabajo en ingeniera de Internet (IETF) define
losservicios y protocolos del conjunto TCP/IP en las RFC.Al igual
que otras tecnologas asociadas con la capa de enlace de datos, las
tecnologas de la capafsica son definidas por diferentes
organizaciones, tales como:I Organizacin Internacional para la
Estandarizacin (ISO)I Instituto de Ingenieros Elctricos y
Electrnicos (IEEE)I Instituto Nacional Estadounidense de Estndares
(ANSI)I Unin Internacional de Telecomunicaciones (ITU)I Asociacin
de Industrias Electrnicas y Asociacin de las Industrias de las
Telecomunicaciones(EIA/TIA)I Autoridades de las telecomunicaciones
nacionales, como la Comisin Federal de Comunica-ciones (FCC) en EE.
UU.Hardware y tecnologas de la capa fsicaLas tecnologas definidas
por estas organizaciones incluyen cuatro reas de estndares de la
capafsica:I Propiedades fsicas y elctricas de los mediosI
Propiedades mecnicas (materiales, dimensiones, diagrama de pines)
de los conectoresI Representacin de los bits mediante seales
(codificacin)I Definicin de las seales de la informacin de
controlHaga clic en Seales, Conectores y Cables en la figura para
visualizar el hardware.Todos los componentes de hardware, como
adaptadores de red (NIC, tarjeta de interfaz de red), in-terfaces y
conectores, materiales y diseo de los cables, se especifican en los
estndares asociados ala capa fsica.8.1.4 Principios fundamentales
de la capa fsicaLas tres funciones esenciales de la capa fsica
son:I Los componentes fsicosI Codificacin de datosI SealizacinLos
elementos fsicos son los dispositivos electrnicos de hardware,
medios y conectores que trans-miten y transportan las seales para
representar los bits.CodificacinLa codificacin es un mtodo que se
utiliza para convertir un stream de bits de datos en un
cdigopredefinido. Los cdigos son grupos de bits utilizados para
ofrecer un patrn predecible que puedareconocer tanto el emisor como
el receptor. La utilizacin de patrones predecibles permite
distin-guir los bits de datos de los bits de control, y ofrece una
mejor deteccin de errores en los medios.Adems de crear cdigos para
los datos, los mtodos de codificacin en la capa fsica tambin
pue-den proporcionar cdigos para control, como la identificacin del
comienzo y el final de una trama.El host que realiza la transmisin
enviar el patrn especfico de bits o un cdigo para identificar
elcomienzo y el final de la trama.168 CCNA Exploration. Aspectos
bsicos de Networking, Versin 4.0SealizacinLa capa fsica debe
generar las seales inalmbricas, pticas o elctricas que representan
el 1 y el0 en los medios. El mtodo de representacin de bits se
denomina mtodo de sealizacin. Losestndares de capa fsica deben
definir qu tipo de seal representa un 1 y un 0. Esto puede sertan
sencillo como un cambio en el nivel de una seal elctrica, un
impulso ptico o un mtodo desealizacin ms complejo.En las siguientes
secciones se examinarn diferentes mtodos de sealizacin y
codificacin.8.2 Sealizacin y codificacin fsica:Representacin de
bits8.2.1 Sealizacin de bits para los mediosEventualmente, todas
las comunicaciones desde la red humana se convierten en dgitos
bina-rios que se transportan de manera individual a travs de los
medios fsicos.Si bien todos los bits que conforman una trama se
presentan ante la capa fsica como una unidad, latransmisin de la
trama a travs de los medios se realiza mediante un stream de bits
que se envanuno por vez. La capa fsica representa cada uno de los
bits de la trama como una seal. Cada sealubicada en los medios
cuenta con un plazo de tiempo especfico para ocupar los medios.
Esto sedenomina tiempo de bit. Las seales se procesan mediante el
dispositivo receptor, y se vuelvena enviar para representarlas como
bits.En la capa fsica del nodo receptor, las seales se vuelven a
convertir en bits. Luego se examinan losbits para los patrones de
bits del comienzo y el final de la trama, con el objetivo de
determinar si seha recibido una trama completa. Despus la capa
fsica enva todos los bits de una trama a la capade enlace de
datos.El envo exitoso de bits requiere algn mtodo de sincronizacin
entre el transmisor y el receptor.Se deben examinar las seales que
representan bits en momentos especficos durante el tiempo debit,
para determinar correctamente si la seal representa un 1 o un 0. La
sincronizacin se logramediante el uso de un temporizador. En las
LAN, cada extremo de la transmisin mantiene su propiotemporizador.
Muchos mtodos de sealizacin utilizan transiciones predecibles en la
seal para pro-porcionar sincronizacin entre los temporizadores de
los dispositivos receptores y transmisores.Mtodos de sealizacinLos
bits se representan en el medio al cambiar una o ms de las
siguientes caractersticas de unaseal:I AmplitudI FrecuenciaI
EtapaLa naturaleza de las seales reales que representan los bits en
los medios depender del mtodo desealizacin que se utilice. Algunos
mtodos pueden utilizar un atributo de seal para representarun nico
0 y utilizar otro atributo de seal para representar un nico 1.Por
ejemplo, con el mtodo sin retorno a cero (NRZ), un 0 puede
representarse mediante un nivelde voltaje en los medios durante el
tiempo de bit, y un 1 puede representarse mediante un
voltajediferente en los medios durante el tiempo de bit.Captulo 8:
Capa fsica del modelo OSI169Tambin existen mtodos de sealizacin que
utilizan transiciones, o la ausencia de stas, para indi-car un
nivel lgico. Por ejemplo, la codificacin Manchester indica un 0
mediante una transicin dealto a bajo voltaje en el medio del tiempo
de bit. Para un 1, existe una transicin de bajo a alto vol-taje en
el medio del tiempo de bit.El mtodo de sealizacin utilizado debe
ser compatible con un estndar para que el receptor puedadetectar
las seales y decodificarlas. El estndar incluye un acuerdo entre el
transmisor y el recep-tor sobre cmo representar los 1 y los 0. Si
no existe un acuerdo de sealizacin, es decir, si se uti-lizan
diferentes estndares en cada extremo de la transmisin, la
comunicacin a travs del mediofsico no se podr llevar a cabo.Los
mtodos de sealizacin para representar bits en los medios pueden ser
complejos. Observaremosdos de las tcnicas ms simples para
ejemplificar el concepto.Sealizacin NRZComo primer ejemplo,
examinaremos un mtodo simple de sealizacin: sin retorno a cero
(NRZ).En NRZ, el stream de bits se transmite como una secuencia de
valores de voltaje, tal como se mues-tra en la figura.Un valor de
bajo voltaje representa un 0 lgico y un valor de alto voltaje
representa un 1 lgico. Elintervalo de voltaje depende del estndar
especfico de capa fsica utilizado.Este mtodo simple de sealizacin
slo es adecuado para enlaces de datos de velocidad lenta.La
sealizacin NRZ no utiliza el ancho de banda de manera eficiente, y
es susceptible a la interfe-rencia electromagntica. Adems, los
lmites entre bits individuales pueden perderse al transmitir
enforma consecutiva secuencias largas de 1 o 0. En dicho caso, no
se detectan transiciones de voltajeen los medios. Por lo tanto, los
nodos receptores no tienen una transicin para utilizar el
resincroni-zar tiempos de bit con el nodo transmisor.Codificacin
ManchesterEn lugar de representar bits como impulsos de valores
simples de voltaje, en el esquema de codifi-cacin Manchester los
valores de bit se representan como transiciones de voltaje.Por
ejemplo, una transicin desde un voltaje bajo a un voltaje alto
representa un valor de bit de 1.Una transicin desde un voltaje alto
a un voltaje bajo representa un valor de bit de 0.Como se muestra
en la figura, se debe realizar una transicin de voltaje en la mitad
de cada tiempode bit. Esta transicin puede utilizarse para asegurar
que los tiempos de bit en los nodos receptoresse encuentren
sincronizados con el nodo transmisor.La transicin en la mitad del
tiempo de bit ser en direccin ascendente o descendente para
cadaunidad de tiempo en la cual se transmite un bit. Para los
valores de bit consecutivos, una transicinen el lmite del bit
configura la transicin adecuada de tiempo medio de bit que
representa el valordel bit.Si bien no es lo suficientemente
eficiente como para ser utilizada en velocidades de
sealiza-cinsuperiores,lacodificacinManchesterconstituyeelmtododesealizacinempleadopor
Ethernet 10BaseT (Ethernet se ejecuta a 10 megabits por
segundo).8.2.2 Codificacin: Agrupacin de bitsEn la seccin anterior
describimos el proceso de sealizacin segn la forma en la que se
represen-tan los bits en los medios fsicos. En esta seccin
utilizamos la palabra codificacin para representaruna agrupacin
simblica de bits antes de ser presentados a los medios. Al utilizar
el paso de codi-ficacin antes de ubicar las seales en los medios,
mejoramos la eficiencia mediante una transmisinde datos de mayor
velocidad.170 CCNA Exploration. Aspectos bsicos de Networking,
Versin 4.0A medida que utilizamos mayores velocidades en los
medios, existe la posibilidad de que los datosse daen. Al utilizar
los grupos de codificacin, podemos detectar errores de manera ms
eficiente.Adems, a medida que aumenta la demanda de velocidades de
datos, buscamos formas de representarms datos a travs de los medios
mediante la transmisin de menos bits. Los grupos de
codificacinproporcionan un mtodo para realizar esta representacin
de datos.La capa fsica del dispositivo de red debe ser capaz de
detectar seales legtimas de datos e ignorarseales aleatorias sin
datos que tambin pueden encontrarse en el medio fsico. El stream de
sealesque se transmite necesita iniciarse de tal forma que el
receptor reconozca el comienzo y el final dela trama.Patrones de
sealesUna forma de detectar tramas es iniciar cada trama con un
patrn de seales que represente los bitsque la capa fsica reconoce
como indicador del comienzo de una trama. Otro patrn de bits
seali-zar el final de la trama. Los bits de seales que no se
entraman de esta manera son ignorados por lacapa fsica estndar que
se utiliza.Los bits de datos vlidos deben agruparse en una trama.
De lo contrario, los bits de datos se recibirnsin ningn contexto
para darle significado a las capas superiores del modelo de
networking. La capade enlace de datos, la capa fsica o ambas pueden
proporcionar este mtodo de tramado.La figura describe algunos de
los objetivos de la sealizacin de patrones. Los patrones de
sealespueden indicar: el comienzo, el final o el contenido de una
trama. Estos patrones de seales puedencodificarse en bits. Los bits
se interpretan como cdigos. Los cdigos indican la ubicacin
dondecomienzan y finalizan las tramas.Grupos de cdigosLas tcnicas
de codificacin utilizan patrones de bits denominados smbolos. Es
posible que la capafsica utilice un conjunto de smbolos
codificados, denominado grupos de cdigos, para representarla
informacin de control o los datos codificados. Un grupo de cdigos
es una secuencia consecu-tiva de bits de cdigo que se interpretan y
asignan como patrones de bits de datos. Por ejemplo,los bits de
cdigo 10101 podran representar los bits de datos 0011.Como se
muestra en la figura, los grupos de cdigos a menudo se utilizan
como una tcnica de co-dificacin intermediaria para tecnologas LAN
de mayor velocidad. Este paso se realiza en la
capafsicaantesdegenerarsealesdevoltaje,impulsosdeluzoradiofrecuencias.Latransmisindesmbolos
mejora la capacidad para detectar errores y la sincronizacin de los
tiempos entre los dis-positivos receptores y transmisores. stas son
consideraciones de importancia al admitir la transmi-sin de alta
velocidad a travs de los medios.Aunque el uso de grupos de cdigos
agrega sobrecarga en forma de bits extra para transmitir, mejorala
solidez de un enlace de comunicaciones. Esta caracterstica se
aplica especialmente a la transmisinde datos de mayor
velocidad.Entre las ventajas de utilizar grupos de cdigos se
incluyen:I Reduccin de error en el nivel de bitsI Limitacin de la
energa efectiva transmitida a los mediosI Ayuda para distinguir los
bits de datos de los bits de controlI Mejoras en la deteccin de
errores en los mediosReduccin de los errores en el nivel de
bitsParadetectarcorrectamenteunbitindividualcomoun0
oun1,elreceptordebesabercmoycundo probar la seal en los medios.
Este paso requiere la sincronizacin de los tiempos entre elCaptulo
8: Capa fsica del modelo OSI171receptor y el transmisor. En muchas
tecnologas de la capa fsica, las transiciones en los medios
seutilizan paraesta sincronizacin.Silos
patronesdebitquesetransmitenenlos mediosnocreantransiciones
frecuentes, esta sincronizacin puede perderse y ocasionar un error
binario individual.Los grupos de cdigos se disean para que los
smbolos obliguen la introduccin de un amplionmero de transacciones
de bits en los medios para sincronizar estos tiempos. Esto se logra
utili-zando smbolos para asegurar que no se usen demasiados 1 o 0
en forma consecutiva.Limitacin de la energa transmitidaEn muchos
grupos de cdigos, los smbolos garantizan el equilibrio entre la
cantidad de 1 y 0 enuna secuencia de smbolos. El proceso de
equilibrar la cantidad de nmeros 1 y 0 transmitidos sedenomina
equilibrio DC. Este mtodo evita que se incluyan cantidades
excesivas de energa en losmedios durante una transmisin. De esta
manera, se reduce la interferencia generada desde los me-dios. En
muchos mtodos de sealizacin de medios, un nivel lgico, por ejemplo
un 1, se
repre-sentamediantelapresenciadeenergaqueseenvaalosmedios,mientrasqueelnivellgicoopuesto,
un 0, se representa como la ausencia de esta energa. La transmisin
de una secuencia largade nmeros 1 podra recalentar el lser
transmisor y los fotodiodos en el receptor, lo que podracausar
elevados ndices de error.Distincin entre datos y controlLos grupos
de cdigos incluyen tres tipos de smbolos:I Smbolos de datos:
smbolos que representan los datos de la trama cuando sta se
transmite a lacapa fsica.I Smbolos de control: Cdigos especiales
introducidos por la capa fsica que se utiliza paracontrolar la
transmisin. Entre ellos se incluyen los smbolos de fin de la trama
y de mediosinactivos.I Smbolos no vlidos: smbolos cuyos patrones no
estn permitidos en los medios. La recepcinde un smbolo no vlido
indica un error de trama.Todos los smbolos codificados en los
medios son exclusivos. Los smbolos que representan datosque se
envan a travs de la red tienen diferentes patrones de bit que los
smbolos utilizados
paracontrol.Estasdiferenciaspermitenquelacapafsicaenelnodoreceptoridentifiqueinmediata-mente
datos desde la informacin de control.Mejoras en la deteccin de
errores en los mediosAdems de los smbolos de datos y de control,
los grupos de cdigos incluyen smbolos invlidos.stos son los smbolos
que pueden crear secuencias largas de 1 o 0 en los medios. Por lo
tanto, noson utilizados por el nodo transmisor. Si un nodo receptor
recibe uno de estos patrones, la capafsica puede determinar que se
ha producido un error en la recepcin de datos.4B/5BComo ejemplo,
examinaremos un grupo de cdigos simple denominado 4B/5B. Los grupos
decdigos que se utilizan actualmente en las redes modernas son, por
lo general, ms complejos.En esta tcnica, cuatro bits de datos se
convierten en smbolos de un cdigo de cinco bits para latransmisin a
travs del sistema de medios. En 4B/5B, cada byte que se transmitir
se divide enpartes de cuatro bits o cuartetos, y se codifica como
valores de cinco bits denominados smbolos.Estos smbolos representan
los datos que deben transmitirse, al igual que el conjunto de
cdigosque permite controlar la transmisin en los medios. Los cdigos
incluyen smbolos que indican elcomienzo y el final de la transmisin
de una trama. Si bien este proceso genera una sobrecarga enlas
transmisiones de bits, tambin incorpora caractersticas que ayudan a
la transmisin de datos avelocidades superiores.172 CCNA
Exploration. Aspectos bsicos de Networking, Versin 4.04B/5B
garantiza la aplicacin de al menos un cambio de nivel por cdigo
para proporcionar sincro-nizacin. La mayora de los cdigos
utilizados en 4B/5B equilibran la cantidad de nmeros 1 y
0utilizados en cada smbolo.Como se muestra en la figura, se asignan
16 de las 32 combinaciones posibles de grupos de cdigospara los
bits de datos. Los grupos de cdigos restantes se utilizan para los
smbolos invlidos ylos smbolos de control. Seis de los smbolos se
utilizan para ejecutar funciones especiales queidentifican la
transicin desde datos de espera a datos de trama y el delimitador
de final del stream.Los 10 smbolos restantes indican cdigos
invlidos.8.2.3 Capacidad para transportar datosLos diferentes
medios fsicos admiten la transferencia de bits a distintas
velocidades. La transferenciade datos puede medirse de tres
formas:I Ancho de bandaI RendimientoI Capacidad de transferencia
tilAncho de bandaLa capacidad que posee un medio de transportar
datos se describe como el ancho de banda de losdatos sin procesar
de los medios. El ancho de banda digital mide la cantidad de
informacin quepuede fluir desde un lugar hacia otro en un periodo
determinado. El ancho de banda general-mente se mide en kilobits
por segundo (kbps) o megabits por segundo (Mbps).El ancho de banda
prctico de una red se determina mediante una combinacin de
factores: las pro-piedades de las tecnologas y los medios fsicos
elegidos para sealizar y detectar seales de red.Las propiedades de
los medios fsicos, las tecnologas actuales y las leyes de la fsica
desempeanuna funcin al momento de determinar el ancho de banda
disponible.La figura muestra las unidades de ancho de banda de uso
ms frecuente.RendimientoEl rendimiento es la medida de
transferencia de bits a travs de los medios durante un
periododeterminado. Debido a diferentes factores, el rendimiento
generalmente no coincide con el ancho debanda especificado en las
implementaciones de la capa fsica, como Ethernet.Muchos factores
influyen en el rendimiento. Entre estos factores se incluye la
cantidad y el tipo
detrfico,ademsdelacantidaddedispositivosderedqueseencuentranenlaredqueseestmi-diendo.
En una topologa multiacceso como Ethernet, los nodos compiten por
el acceso y la utiliza-cin de medios. Por lo tanto, el rendimiento
de cada nodo se degrada a medida que aumenta el usode los medios.En
una internetwork o una red con mltiples segmentos, el rendimiento
no puede ser ms rpidoque el enlace ms lento de la ruta de origen a
destino. Incluso si todos los segmentos o gran parte deellos tienen
un ancho de banda elevado, slo se necesita un segmento en la ruta
con un rendimientoinferior para crear un cuello de botella en el
rendimiento de toda la red.Capacidad de transferencia tilSe ha
creado una tercera medida para evaluar la transferencia de datos
utilizables. Dicha medi-cin se denomina capacidad de transferencia
til. La capacidad de transferencia til es la
me-didadedatosutilizablestransferidosduranteunperiododeterminado.Porlotanto,eslamedida
de mayor inters para los usuarios de la red.Captulo 8: Capa fsica
del modelo OSI173Como se muestra en la figura, la capacidad de
transferencia til mide la transferencia efectiva de losdatos del
usuario entre las entidades de la capa de aplicacin, por ejemplo,
entre el proceso de unservidor web de origen y un dispositivo con
explorador web de destino.A diferencia del rendimiento, que mide la
transferencia de bits y no la transferencia de datos utiliza-bles,
la capacidad de transferencia til considera los bits que generan la
sobrecarga del protocolo.Esta capacidad representa el rendimiento
sin la sobrecarga de trfico para establecer sesiones, acusesde
recibo y encapsulaciones.Por ejemplo, considere dos hosts en una
LAN que transfiere un archivo. El ancho de banda de
laLANesde100Mbps.Debidoalusocompartidoyalencabezadodelosmedios,elrendimientoentre
los equipos es solamente de 60 mbps. Con una sobrecarga del proceso
de encapsulacin destack TCP/IP, la velocidad real de los datos
recibidos por la computadora de destino, es decir lacapacidad de
transferencia til, es slo de 40 Mbps.8.3 Medios fsicos: Conexin de
la comunicacin8.3.1 Tipos de medios fsicosLa capa fsica se ocupa de
la sealizacin y los medios de red. Esta capa produce la
representaciny agrupacin de bits en voltajes, radiofrecuencia e
impulsos de luz. Muchas organizaciones queestablecen estndares han
contribuido a la definicin de las propiedades mecnicas, elctricas y
fsicasde los medios disponibles para diferentes comunicaciones de
datos. Estas especificaciones garanti-zan que los cables y los
conectores funcionen segn lo previsto mediante diferentes
implementacionesde la capa de enlace de datos.Por ejemplo, los
estndares para los medios de cobre se definen segn lo siguiente:I
Tipo de cableado de cobre utilizadoI Ancho de banda de la
comunicacinI Tipo de conectores utilizadosI Diagrama de pines y
cdigos de colores de las conexiones a los mediosI Distancia mxima
de los mediosLa figura muestra algunas de las caractersticas de los
medios de networking.Esta seccin tambin describir algunas de las
caractersticas importantes de los medios inalmbricos,pticos y de
cobre comnmente utilizados.8.3.2 Medios de cobreEl medio ms
utilizado para las comunicaciones de datos es el cableado que
emplea alambres decobre para sealizar bits de control y de datos
entre los dispositivos de red. El cableado utilizadopara las
comunicaciones de datos generalmente consiste en una secuencia de
alambres individualesde cobre formando circuitos que cumplen
objetivos especficos de sealizacin.Otros tipos de cableado de
cobre, que se conocen como cables coaxiales, tienen un conductor
sim-ple que circula por el centro del cable envuelto por el otro
blindaje, pero est aislado de ste. El tipode medio de cobre elegido
se especifica mediante el estndar de la capa fsica necesario para
enlazarlas capas de enlace de datos de dos o ms dispositivos de
red.Estos cables pueden utilizarse para conectar los nodos de una
LAN a los dispositivos intermedia-rios, como routers o switches.
Los cables tambin se utilizan para conectar dispositivos WAN a
un174 CCNA Exploration. Aspectos bsicos de Networking, Versin
4.0proveedor de servicios de datos, como una compaa telefnica. Cada
tipo de conexin y sus dispo-sitivos complementarios incluyen
requisitos de cableado estipulados por los estndares de la
capafsica.Los medios de networking generalmente utilizan conectores
y tomas. Estos elementos facilitan laconexin y la desconexin.
Adems, puede utilizarse un nico tipo de conector fsico para
diferen-tes tipos de conexiones. Por ejemplo, el conector RJ-45 se
utiliza ampliamente en las LAN con untipo de medio, y en algunas
WAN con otro tipo de medio.La figura muestra algunos conectores y
medios de cobre de uso comn.Interferencia de seal externaLos datos
se transmiten en los cables de cobre como impulsos elctricos. Un
detector en la
interfazdereddeundispositivodedestinodeberecibirunasealquepuedadecodificarseexitosamentepara
que coincida con la seal enviada.Los valores de voltaje y
sincronizacin en estas seales son susceptibles a la interferencia o
ruidoque se genera fuera del sistema de comunicaciones. Estas
seales no deseadas pueden distorsionary corromper las seales de
datos que se transportan a travs de los medios de cobre. Las ondas
deradio y los dispositivos electromagnticos, como luces
fluorescentes, motores elctricos y otrosdispositivos, representan
una posible fuente de ruido.Los tipos de cable con blindaje o
trenzado de pares de alambre estn diseados para minimizarla
degradacin de seales debido al ruido electrnico.La susceptibilidad
de los cables de cobre al ruido electrnico tambin puede estar
determinada por:I La seleccin del tipo o categora de cable ms
adecuado para proteger las seales de datos en unentorno de
networking determinadoI El diseo de una infraestructura de cables
para evitar las fuentes de interferencia posibles yconocidas en la
estructura del edificioI El uso de tcnicas de cableado que incluyen
el manejo y la terminacin apropiados de los cablesLa figura muestra
algunas fuentes de interferencia.8.3.3 Cable de par trenzado no
blindado (UTP)El cableado de par trenzado no blindado (UTP), como
se utiliza en las LAN Ethernet, consiste encuatro pares de alambres
codificados por color que han sido trenzados y cubiertos por un
revesti-miento de plstico flexible. Como se muestra en la figura,
los cdigos de color identifican los paresindividuales con sus
alambres, y sirven de ayuda para la terminacin de los cables.El
trenzado cancela las seales no deseadas. Cuando dos alambres de un
circuito elctrico se colo-can uno cerca del otro, los campos
electromagnticos externos crean la misma interferencia en
cadaalambre. Los pares se trenzan para mantener los alambres lo ms
cerca posible. Cuando esta inter-ferencia comn se encuentra en los
alambres del par trenzado, el receptor los procesa de la
mismamanera pero en forma opuesta. Como resultado, las seales
provocadas por la interferencia electro-magntica desde fuentes
externas se cancelan de manera efectiva.Este efecto de cancelacin
ayuda adems a evitar la interferencia proveniente de fuentes
internas,que se denomina crosstalk. Crosstalk es la interferencia
ocasionada por campos magnticos alrede-dor de los pares adyacentes
de alambres en un cable. Cuando la corriente elctrica fluye a travs
deun alambre, se crea un campo magntico circular a su alrededor.
Cuando la corriente fluye en direc-ciones opuestas en los dos
alambres de un par, los campos magnticos, como fuerzas
equivalentesCaptulo 8: Capa fsica del modelo OSI175pero opuestas,
producen un efecto de cancelacin mutua. Adems, los distintos pares
de cables quese trenzan en el cable utilizan una cantidad diferente
de vueltas por metro para ayudar a proteger elcable del crosstalk
entre los pares.Estndares de cableado UTPEl cableado UTP que se
encuentra comnmente en el trabajo, las escuelas y los hogares
cumple conlos estndares estipulados en conjunto por la Asociacin de
las Industrias de las Telecomunicacio-nes (TIA) y la Asociacin de
Industrias Electrnicas (EIA). TIA/EIA-568A estipula los
estndarescomerciales de cableado para las instalaciones LAN, y es
el estndar de mayor uso en entornos decableado LAN. Algunos de los
elementos definidos son:I Tipos de cablesI Longitudes del cableI
ConectoresI Terminacin de los cablesI Mtodos para realizar pruebas
de cableEl Instituto de Ingenieros Elctricos y Electrnicos (IEEE)
define las caractersticas elctricas delcableado de cobre. IEEE
califica el cableado UTP segn su rendimiento. Los cables se dividen
encategoras segn su capacidad para transportar datos de ancho de
banda a velocidades mayores. Porejemplo, el cable de categora 5
(Cat5) se utiliza comnmente en las instalaciones de
FastEthernet100BASE-TX. Otras categoras incluyen el cable de
categora 5 mejorado (Cat5e) y el de catego-ra 6
(Cat6).Loscablesdecategorassuperioressediseanyfabricanparaadmitirvelocidadessuperioresdetransmisin
de datos. A medida que se desarrollan y adoptan nuevas tecnologas
Ethernet de veloci-dades en gigabits, Cat5e es el tipo de cable
mnimamente aceptable en la actualidad. Cat6 es el tipode cable
recomendado para nuevas instalaciones edilicias.Algunas personas
conectan redes de datos utilizando los sistemas telefnicos
existentes. General-mente, el cableado de estos sistemas es algn
tipo de UTP de categora inferior en comparacin conlos estndares
actuales de Cat5+.La instalacin de cableado menos costoso pero de
calificacin inferior resulta poco til y limitada.Si se decide
adoptar posteriormente una tecnologa LAN ms rpida, es posible que
se requiera elreemplazo total de la infraestructura del cableado
instalado.Tipos de cables UTPEl cableado UTP, con una terminacin de
conectores RJ-45, es un medio comn basado en cobre
parainterconectar dispositivos de red, como computadoras, y
dispositivos intermediarios, como routersy switches de red.Segn las
diferentes situaciones, es posible que los cables UTP necesiten
armarse segn las distin-tas convenciones para los cableados. Esto
significa que los alambres individuales del cable debenconectarse
en diferente orden para distintos grupos de pins en los conectores
RJ-45. A continuacinse mencionan los principales tipos de cables
que se obtienen al utilizar convenciones especficas decableado:I
Cable directo de EthernetI Cruzado EthernetI Transpuesto176 CCNA
Exploration. Aspectos bsicos de Networking, Versin 4.0La figura
muestra la aplicacin tpica de estos cables, as como tambin una
comparacin de estostres tipos de cable.Es posible que el uso de un
cable de conexin cruzada o de conexin directa en forma
incorrectaentre los dispositivos no dae los dispositivos, pero no
se producir la conectividad y la comunica-cin entre los
dispositivos. ste es un error comn de laboratorio. Si no se logra
la conectividad, laprimera medida para resolver este problema es
verificar que las conexiones de los dispositivos
seancorrectas.8.3.4 Otros cables de cobreSe utilizan otros dos
tipos de cable de cobre:1. Coaxial2. Par trenzado blindado
(STP)Cable coaxialEl cable coaxial consiste en un conductor de
cobre rodeado de una capa de aislante flexible, comose muestra en
la figura.Sobre este material aislante hay una malla de cobre
tejida o una hoja metlica que acta comosegundo alambre del circuito
y como blindaje para el conductor interno. La segunda capa o
blin-daje reduce la cantidad de interferencia electromagntica
externa. La envoltura del cable recubre elblindaje.Todos los
elementos del cable coaxial rodean el conductor central. Esta
construccin se denominacoaxial (o coax, por su abreviatura) ya que
todos comparten el mismo eje.Usos del cable coaxialEl diseo del
cable coaxial ha sido adaptado para diferentes necesidades. El
coaxial es un tipo decable importante que se utiliza en tecnologas
de acceso inalmbrico o por cable. Estos cables se uti-lizan para
colocar antenas en los dispositivos inalmbricos. Tambin transportan
energa de radio-frecuencia (RF) entre las antenas y el equipo de
radio.Es el medio de uso ms frecuente para transportar seales de
radiofrecuencia elevadas
mediantecableado,especialmentesealesdetelevisinporcable.Latelevisinporcabletradicional,contransmisin
exclusiva en una direccin, estaba totalmente compuesta por cable
coaxial.Actualmente,losproveedoresdeserviciodecableestnconvirtiendosistemasdeunaadosvaspara
proporcionar conectividad de Internet a sus clientes. Para ofrecer
estos servicios, las partes decable coaxial y los elementos de
amplificacin compatibles se reemplazan por cables de fibra
pticamultimodo. Sin embargo, la conexin final hacia la ubicacin del
cliente y el cableado dentro de susinstalaciones an sigue siendo de
cable coaxial. Este uso combinado de fibra y coaxial se
denominafibra coaxial hbrida (HFC).En el pasado el cable coaxial se
utilizaba para las instalaciones Ethernet. Hoy en da el UTP
ofrececostos ms bajos y un ancho de banda mayor que el coaxial, y
lo ha reemplazado como estndar paratodas las instalaciones
Ethernet.Existen diferentes tipos de conectores con cable coaxial.
La figura muestra algunos de estos tipos deconectores.Cable de par
trenzado blindado (STP)Otro tipo de cableado utilizado en
networking es el par trenzado blindado (STP). Como se muestraen la
figura, el STP utiliza cuatro pares de alambres que se envuelven en
una malla de cobre tejida oen una hoja metlica.Captulo 8: Capa
fsica del modelo OSI177El cable STP cubre todo el grupo de alambres
dentro del cable al igual que los pares de alambresindividuales.
STP ofrece una mejor proteccin contra el ruido que el cableado UTP,
pero a un pre-cio considerablemente superior.Durante muchos aos,
STP fue la estructura de cableado de uso especfico en instalaciones
de redToken Ring. Con la disminucin en el uso de Token Ring tambin
se redujo la demanda de
cablea-dodepartrenzadoblindado.Elnuevoestndarde10GBparaEthernetincluyeunadisposicin
para el uso del cableado STP. Esta medida vuelve a generar inters
en el cableado de par trenzadoblindado.8.3.5 Seguridad de los
medios de cobrePeligro por electricidadUno de los posibles
problemas de los medios de cobre es que los alambres de cobre
pueden condu-cir la electricidad de manera no deseada. Esto puede
exponer al personal y el equipo a una variedadde peligros
elctricos.Undispositivodereddefectuosopodraconducirlascorrientesalchasisdeotrosdispositivosdered.
Adems, el cableado de red podra representar niveles de voltaje no
deseados cuando se utilizapara conectar dispositivos que incluyen
fuentes de energa con diferentes potenciales de conexin atierra.
Estos casos son posibles cuando el cableado de cobre se utiliza
para conectar redes en dife-rentes edificios o pisos que utilizan
distintas instalaciones de energa. Finalmente, el cableado decobre
puede conducir los voltajes provocados por descargas elctricas a
los dispositivos de red.Como consecuencia, las corrientes y los
voltajes no deseados pueden generar un dao a los disposi-tivos de
red y a las computadoras conectadas, o bien provocar lesiones al
personal. Para prevenir situaciones potencialmente peligrosas y
perjudiciales, es importante instalar correctamente el cableadode
cobre segn las especificaciones relevantes y los cdigos de
edificacin.Peligros de incendioEl revestimiento y el aislamiento de
los cables pueden ser inflamables o producir emanaciones
txicascuando se calientan o se queman. Las organizaciones o
autoridades edilicias pueden estipular estn-dares de seguridad
relacionados para las instalaciones de hardware y cableado.8.3.6
Medios de fibraEl cableado de fibra ptica utiliza fibras de plstico
o de vidrio para guiar los impulsos de luz desdeel origen hacia el
destino. Los bits se codifican en la fibra como impulsos de luz. El
cableado de fibraptica puede generar velocidades muy superiores de
ancho de banda para transmitir datos sin procesar.La mayora de los
estndares actuales de transmisin an necesitan analizar el ancho de
bandapotencial de este medio.Comparacin entre cableado de cobre y
de fibra pticaDebido a que las fibras de vidrio que se utilizan en
los medios de fibra ptica no son conductoreselctricos, el medio es
inmune a la interferencia electromagntica y no conduce corriente
elctricano deseada cuando existe un problema de conexin a tierra.
Las fibras pticas pueden utilizarse enlongitudes mucho mayores que
los medios de cobre sin la necesidad de regenerar la seal, ya
queson finas y tienen una prdida de seal relativamente baja.
Algunas especificaciones de la capafsica de fibra ptica admiten
longitudes que pueden alcanzar varios kilmetros.Algunos de los
problemas de implementacin de medios de fibra ptica son:I Ms
costoso (comnmente) que los medios de cobre para la misma distancia
(pero para unacapacidad mayor)178 CCNA Exploration. Aspectos bsicos
de Networking, Versin 4.0I Se necesitan diferentes habilidades y
equipos para terminar y empalmar la infraestructura decablesI
Manejo ms cuidadoso que los medios de cobreEn la actualidad, en la
mayor parte de los entornos empresariales se utiliza principalmente
la
fibrapticacomocableadobackboneparaconexionespuntoapuntoconunagrancantidaddetrficoentre
los servicios de distribucin de datos, y para la interconexin de
los edificios en el caso de loscampus compuestos por varios
edificios. Ya que la fibra ptica no conduce electricidad y
presentauna prdida de seal baja, es ideal para estos
usos.Fabricacin del cableLos cables de fibra ptica consisten en un
revestimiento exterior de PVC y un conjunto de materia-les de
refuerzo que rodean la fibra ptica y su revestimiento. El
revestimiento rodea la fibra de pls-tico o de vidrio, y est diseado
para prevenir la prdida de luz de la fibra. Se requieren dos
fibraspara realizar una operacin full duplex, ya que la luz slo
puede viajar en una direccin a travs dela fibra ptica. Los patch
cables de la fibra ptica agrupan dos cables de fibra ptica y su
termina-cin incluye un par de conectores de fibra nicos y
estndares. Algunos conectores de fibra aceptanfibras receptoras y
transmisoras en un nico conector.Produccin y deteccin de seales
pticasLos lseres o diodos de emisin de luz (LED) generan impulsos
de luz que se utilizan para represen-tar los datos transmitidos
como bits en los medios. Los dispositivos electrnicos
semiconductores,denominados fotodiodos, detectan los impulsos de
luz y los convierten en voltajes que puedenreconstruirse en tramas
de datos.Nota: La luz del lser transmitida a travs del cableado de
fibra ptica puede daar el ojo humano.Se debe tener precaucin y
evitar mirar dentro del extremo de una fibra ptica activa.Fibra
multimodo y
monomodoEntrminosgenerales,loscablesdefibrapticapuedenclasificarseendostipos:monomodoymultimodo.Lafibrapticamonomodo
transportaunslorayodeluz,generalmenteemitidodesdeunlser.Este tipo
de fibra puede transmitir impulsos pticos en distancias muy largas,
ya que la luz del lser esunidireccional y viaja a travs del centro
de la fibra.La fibra ptica multimodo normalmente utiliza emisores
LED que no generan una nica ondade luz coherente. En cambio, la luz
de un LED ingresa a la fibra multimodo en diferentes ngu-los. Los
tendidos extensos de fibra pueden generar impulsos poco claros al
recibirlos en el extremoreceptor, ya que la luz que ingresa a la
fibra en diferentes ngulos requiere distintos periodos paraviajar a
travs de la fibra. Este efecto, denominado dispersin modal, limita
la longitud de los seg-mentos de fibra multimodo.La fibra multimodo
y la fuente de luz del LED que utiliza resultan ms econmicas que la
fibramonomodo y su tecnologa de emisin basada en lser.8.3.7 Medios
inalmbricosLos medios inalmbricos transportan seales
electromagnticas mediante frecuencias de microondasy
radiofrecuencias que representan los dgitos binarios de las
comunicaciones de datos. Como mediode networking, el sistema
inalmbrico no se limita a conductores o canaletas, a diferencia de
los me-dios de fibra o de
cobre.Lastecnologasinalmbricasdecomunicacindedatosfuncionanbienenentornosabiertos.Sinembargo,
existen determinados materiales de construccin utilizados en
edificios y estructuras,Captulo 8: Capa fsica del modelo
OSI179adems del terreno local, que limitan la cobertura efectiva.
El medio inalmbrico tambin es sus-ceptible a la interferencia y
puede distorsionarse por dispositivos comunes como telfonos
inalm-bricos domsticos, algunos tipos de luces fluorescentes,
hornos de microondas y otras comunica-ciones inalmbricas.Adems, los
dispositivos y usuarios que no estn autorizados a ingresar a la red
pueden obteneracceso a la transmisin, ya que la cobertura de la
comunicacin inalmbrica no requiere el acceso auna conexin fsica de
los medios. Por lo tanto, la seguridad de la red es un componente
clave de laadministracin de redes inalmbricas.Tipos de redes
inalmbricasLosestndaresdeIEEEydelaindustriadelastelecomunicacionessobrelascomunicacionesinalmbricas
de datos abarcan la capas fsica y de enlace de datos. Los cuatro
estndares comunes decomunicacin de datos que se aplican a los
medios inalmbricos son:I IEEE estndar 802.11: comnmente denominada
Wi-Fi, se trata de una tecnologa LAN ina-lmbrica (Red de rea local
inalmbrica, WLAN) que utiliza una contencin o sistema
nodeterministaconunprocesodeaccesoalosmediosdeaccesomltiplecondeteccindeportadora/prevencin
de colisiones (CSMA/CA).I IEEE estndar 802.15: estndar de red de
rea personal inalmbrica (WPAN), comnmentedenominada Bluetooth,
utiliza un proceso de emparejamiento de dispositivos para
comuni-carse a travs de una distancia de uno a 100 metros.I IEEE
estndar 802.16: comnmente conocida como WiMAX (Interoperabilidad
mundial
paraelaccesopormicroondas),utilizaunatopologapuntoamultipuntoparaproporcionarunacceso
de ancho de banda inalmbrico.I Sistema global para comunicaciones
mviles (GSM): incluye las especificaciones de la
capafsicaquehabilitanlaimplementacindelprotocoloServiciogeneralderadioporpaquetes(GPRS)
de capa 2 para proporcionar la transferencia de datos a travs de
redes de telefonacelular mvil.Otros tipos de tecnologas
inalmbricas, como las comunicaciones satelitales, proporcionan
unaconectividad de red de datos para ubicaciones que no cuentan con
otros medios de conexin. Losprotocolos, incluso GPRS, permiten la
transferencia de datos entre estaciones terrestres y
enlacessatelitales.En cada uno de los ejemplos anteriores, las
especificaciones de la capa fsica se aplican a reas queincluyen:
datos para la codificacin de seales de radio, frecuencia y poder de
transmisin, recepcinde seales y requisitos de decodificacin, y
diseo y construccin de la antena.LAN inalmbricaUna implementacin
comn de transmisin inalmbrica de datos permite a los dispositivos
conec-tarse en forma inalmbrica a travs de una LAN. En general, una
LAN inalmbrica requiere lossiguientes dispositivos de red:I Punto
de acceso inalmbrico (AP): concentra las seales inalmbricas de los
usuarios y se co-necta, generalmente a travs de un cable de cobre,
a la infraestructura de red existente basadaen cobre, como
Ethernet.I Adaptadores NIC inalmbricos: proporcionan capacidad de
comunicacin inalmbrica a cadahost de la red.A medida que la
tecnologa fue evolucionando, surgi una gran cantidad de estndares
WLAN ba-sados en Ethernet. Se debe tener precaucin al comprar
dispositivos inalmbricos para garantizarcompatibilidad e
interoperabilidad.180 CCNA Exploration. Aspectos bsicos de
Networking, Versin 4.0Los estndares incluyen:IEEE 802.11a: opera en
una banda de frecuencia de 5 GHz y ofrece velocidades de hasta 54
mbps.Posee un rea de cobertura menor y es menos efectivo al
penetrar estructuras edilicias, ya que operaen frecuencias
superiores. Los dispositivos que funcionan conforme a este estndar
no son interope-rables con los estndares 802.11b y 802.11g que se
describen a continuacin.IEEE 802.11b: opera en una banda de
frecuencia de 2.4 GHz y ofrece velocidades de hasta 11 mbps.Los
dispositivos que implementan este estndar tienen un mayor alcance y
pueden penetrar mejorlas estructuras edilicias que los dispositivos
basados en 802.11a.IEEE 802.11g: opera en una frecuencia de banda
de 2.4 GHz y ofrece velocidades de hasta 54 mbps.Por lo tanto, los
dispositivos que implementan este estndar operan en la misma
radiofrecuencia ytienen un alcance de hasta 802.11b, pero con un
ancho de banda de 802.11a.IEEE 802.11n: el estndar IEEE 802.11n se
encuentra actualmente en desarrollo. El estndar pro-puesto define
la frecuencia de 2.4 Ghz o 5 GHz. La velocidad tpica de transmisin
de datos que seespera es de 100 mbps a 210 mbps con una distancia
de alcance de hasta 70 metros.Los beneficios de las tecnologas
inalmbricas de comunicacin de datos son evidentes, especial-mente
en cuanto al ahorro en el cableado costoso de las instalaciones, y
en la conveniencia de lamovilidad del host. Sin embargo, los
administradores de red necesitan desarrollar y aplicar proce-sos y
polticas de seguridad rigurosas para proteger las LAN inalmbricas
del dao y el acceso noautorizado.Estos estndares e implementaciones
para las LAN inalmbricas se analizarn con ms detalle en elcurso
Redes inalmbricas y conmutacin LAN.En esta actividad, el usuario
puede analizar un router inalmbrico conectado a un ISP en una
confi-guracin tpica de una empresa pequea o domstica. Se le
recomienda tambin crear sus propiosmodelos, posiblemente al
incorporar dichos dispositivos inalmbricos.8.3.8 Conectores de
mediosConectores comunes de medios de cobreLos diferentes estndares
de la capa fsica especifican el uso de distintos conectores. Estos
estnda-res establecen las dimensiones mecnicas de los conectores y
las propiedades elctricas aceptablesde cada tipo de implementacin
diferente en el cual se implementan.Si bien algunos conectores
pueden parecer idnticos, stos podran conectarse de manera
diferentesegn la especificacin de la capa fsica para la cual fueron
diseados. El conector RJ-45 definidopor ISO 8877 se utiliza para
diferentes especificaciones de la capa fsica, en las que se
incluyeEthernet. Otra especificacin, EIA-TIA 568, describe los
cdigos de color de los cables para colocarpines a las asignaciones
(diagrama de pines) para el cable directo de Ethernet y para los
cables deconexin cruzada.Si bien muchos tipos de cables de cobre
pueden comprarse prefabricados, en algunas
situaciones,especialmente en instalaciones LAN, la terminacin de
los medios de cobre puede realizarse en elsitio. Estas
terminaciones incluyen conexiones engarzadas para la terminacin de
medios Cat5 contomas RJ-45 para fabricar patch cables, y el uso de
conexiones insertadas a presin en patch panels110 y conectores
RJ-45. La figura muestra algunos de los componentes de cableado de
Ethernet.Terminacin correcta del
conectorCadavezqueserealizalaterminacindeuncableadodecobre,existelaposibilidaddequesepierda
la seal y de que se genere ruido en el circuito de comunicacin. Las
especificaciones deCaptulo 8: Capa fsica del modelo OSI181cableado
de Ethernet en los entornos de trabajo establecen cules son los
cables necesarios para co-nectar una computadora a un dispositivo
intermediario de red activa. Cuando se realizan las
termi-nacionesdemaneraincorrecta,cadacablerepresentaunaposiblefuentededegradacindelfuncionamientodelacapafsica.Esfundamentalquetodaslasterminacionesdemediosdecobre
sean de calidad superior para garantizar un funcionamiento ptimo
con tecnologasde red actuales y futuras.En algunos casos, como por
ejemplo en las tecnologas WAN, si se utiliza un cable de
terminacinRJ-45-instalado incorrectamente, pueden producirse daos
en los niveles de voltaje entre los dispo-sitivos interconectados.
Este tipo de dao generalmente ocurre cuando un cable se conecta
para unatecnologa de capa fsica y se utiliza con otra tecnologa
diferente.Conectores comunes de fibra pticaLos conectores de fibra
ptica incluyen varios tipos. La figura muestra algunos de los tipos
mscomunes:PuntaRecta(ST) (comercializadopor
AT&T):unconectormuycomnestiloBayonet,amplia-mente utilizado con
fibra multimodo.Conector suscriptor (SC): conector que utiliza un
mecanismo de doble efecto para asegurar lainsercin positiva. Este
tipo de conector se usa ampliamente con fibra monomodo.Conector
Lucent (LC): un conector pequeo que est adquiriendo popularidad en
su uso con fibramonomodo; tambin admite la fibra multimodo.La
terminacin y el empalme del cableado de fibra ptica requieren
equipo y capacitacin espe-ciales. La terminacin incorrecta de los
medios de fibra ptica produce una disminucin en lasdistancias de
sealizacin o una falla total en la transmisin.Tres tipos comunes de
errores de empalme y terminacin de fibra ptica son:I Desalineacin:
los medios de fibra ptica no se alinean con precisin al unirlos.I
Separacin de los extremos: no hay contacto completo de los medios
en el empalme o la co-nexin.I Acabado final: los extremos de los
medios no se encuentran bien pulidos, o puede verse sucie-dad en la
terminacin.SerecomiendaelusodeunReflectmetropticodedominiodetiempo(OTDR)paraprobarcada
segmento del cable de fibra ptica. Este dispositivo introduce un
impulso de luz de pruebaen el cable, y mide la retrodispersin y el
reflejo de la luz detectados en funcin del tiempo. ElOTDR calcular
la distancia aproximada en la que se detectan estas fallas en toda
la longitud delcable.Se puede realizar una prueba de campo al
emitir una luz brillante en un extremo de la fibra mientrasse
observa el otro extremo. Si la luz es visible, entonces la fibra es
capaz de transmitirla. Si bien estaprueba no garantiza el
funcionamiento de la fibra, es una forma rpida y econmica de
detectar unafibra deteriorada.182 CCNA Exploration. Aspectos bsicos
de Networking, Versin 4.08.4 Laboratorio: Conectores de medios8.4.1
Actividad de laboratorio sobre conectores de mediosLa resolucin
efectiva de problemas en la red requiere la capacidad de distinguir
visualmente entrecables de conexin directa y cables UTP de conexin
cruzada, y probar la terminacin correctao defectuosa de los
cables.Esta prctica de laboratorio ofrece la oportunidad de
realizar una prueba y evaluacin fsica de loscables UTP.Captulo 8:
Capa fsica del modelo OSI183Resumen del captuloLa capa 1 del modelo
OSI es responsable de la interconexin fsica de los dispositivos.
Los estnda-res de esta capa definen las caractersticas de la
representacin en frecuencias elctricas, pticas yradiofrecuencias de
los bits que componen las tramas de la capa de enlace de datos que
se
transmi-ten.Losvaloresdebitpuedenrepresentarsemedianteimpulsoselectrnicos,impulsosdeluzo
cambios en las ondas de radio. Los protocolos de la capa fsica
codifican los bits para la transmisin,y los decodifican en el
destino.Los estndares de esta capa tambin son responsables de
describir las caractersticas fsicas, mec-nicas y elctricas de los
conectores y medios fsicos que interconectan los dispositivos de
red.Los diversos protocolos de la capa fsica y los medios poseen
distintas capacidades para transportardatos. El ancho de banda de
datos sin procesar es el lmite mximo terico de transmisin de bits.
Elrendimientoylacapacidaddetransferenciatilsondiferentesmedidasdeunatransferenciadedatos
observada durante un periodo determinado.En esta actividad el
usuario examinar de qu manera el Packet Tracer proporciona una
representa-cin de la apariencia y ubicacin fsica de los
dispositivos de networking virtuales que ha creado enel modo de
topologa lgica.Instrucciones para las habilidades de integracin del
Packet Tracer (PDF)Para aprender msPreguntas de reflexinExplique la
forma en que pueden utilizarse los medios de cobre, de fibra ptica
e inalmbricos paraproporcionarelaccesoalaredensuacademia.
Analicequmediosdenetworkingseutilizanactualmente y cules podran
utilizarse en el futuro.Explique los factores que pueden limitar el
uso generalizado de las redes inalmbricas a pesar de losbeneficios
evidentes de esta tecnologa. Cmo pueden superarse estas
limitaciones?Examen del captuloTome el examen del captulo para
probar su conocimiento.184 CCNA Exploration. Aspectos bsicos de
Networking, Versin 4.0Sus notas del captulo
