Medios de comunicación,transmisión,cable coaxial.

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Medios de comunicación,transmisión,cable coaxial.

  1. 1. Una red de comunicación no puede existir sin un medio que conecte a la fuente con el receptor y que provea un canal a través del cual los mensajes se puedan enviar. Este medio puede ser de dos tipos: uno es en forma de cable o alambre físico y el otro es un medio de transmisión inalámbrico como el aire. Si el medio es visible, se considera un medio por conducto (conducido, guiado o “conducted media”); con este medio un equipo eléctrico u óptico envía o conduce señales por el alambre de cobre o por el cable de vidrio. El medio inalámbrico, como las ondas del aire, se considera un medio radiante (de irradiación o “radiated media”), en el que la señal se irradia por el aire utilizando un transmisor y una antena. Medio conducido: Se discutirán cuatro medios: cable aislado de dos alambres (two-wire open lines), cable de par trenzado (twisted pair wire), cable coaxial y cable de fibra óptica I. TWO-WIRE OPEN LINES:Consiste de dos cables que están aislados uno delotro; uno lleva la señal y el otro lleva la referencia (ground). El DTE que recibe determina el valor de la señal comparando la misma con la referencia. Son mejores para aplicaciones que requieren baja velocidad (menos de 19.2 kilobits per second) y distancias limitadas (menos de 50 metros). Es susceptible a la interferencia electromagnética, el ruido (noise) puede afectar a un cable. II. CABLE DE PAR TRENZADO (TWISTED PAIR WIRE):Es el medio de transmisión más común. El cable de par trenzado consiste de dos cables que han sido entrelazados entre sí (un número específico de veces por pie) y que están envueltos por una cubierta protectora. Cuando la electricidad fluye a través de un cable que está solo, se genera un campo electromagnético cuya energía puede crear interferencia en los cables que están cerca. Sin embargo, cuando dos cables se entrelazan o trenzan entre sí, el par de cables genera menos energía que uno sólo. También son menos susceptibles a la interferencia de cables vecinos. Así, al reducir la interferencia, el cable de par trenzado provee un medio de transmisión de mejor calidad que otros cables no trenzados. Cada cable de par trenzado está cubierto de un material aislante como plástico, que evita que los cables de cobre tengan contacto entre sí y que la señal de MEDIOS DE COMUNICACIÓN –MEDIOS CONDUCIDOS
  2. 2. un par de cables interfiera con la de otro par de cables. Un conjunto de par tranzados puede agruparse en un gran cable. Dado que la comunicación a través del par trenzado requiere ambos cables, cada par es considerado una línea de comunicación. Los cables de par trenzado están disponibles en dos tipos: con cobertura (“shielded twisted pair” – STP) y sin cobertura (“unshielded twisted pair” – UTP). a.Unshielded Twisted Pair – Es más susceptible a la interferencia pues no tiene el forro que evita la interferencia como el “shielded twisted pair”. El cable UTP, sin embargo, es adecuado para transmisión de voz y se utiliza regularmente en residencias y sistemas telefónicos de oficina. Las líneas UTP son agrupadas en categorías basadas en su calidad y uso. La categoría 1 de cable UTP tiene un ancho de banda estrecho (3,300 Hz), lo que es muy limitado para los requisitos actuales de comunicación. Las categorías mayores – con cables de mayor calidad – son usadas para enviar datos a mayor velocidad. Por ejemplo, el cable UTP categoría 1 está siendo reemplazado con cable UTP categoría 5, que tiene mayor capacidad de ancho de banda y provee transmisión de datos de mayor calidad. b. Shielded Twisted Pair – Cada par es colocado en un forro metálico creado con cables muy finos, que absorbe cualquier interferencia. Los cables son luego colocados en un forro plástico. Típicamente se utiliza STP cuando se necesita varios cables en un pequeño espacio o en un ambiente con muchos equipos eléctricos. Los cables STP son confiables para transmitir datos en áreas de alta interferencia porque la cobertura previene que se interfiera con los datos.
  3. 3. Cable coaxial El cable coaxial es otro medio de comunicación de datos ampliamente usado. Está compuesto por un cable de cobre (conductor interno), rodeado por un material aislante (llamado “shell”), que a su vez está envuelto por un segundo conductor (usualmente una maya de alambres finos) que le da al cable mayorprotección electromagnética que la del cable de par trenzados. Finalmente, el cable está cubierto por un material plástico llamado “jacket”. El cable coaxial, también llamado coax, es un medio de alta amplitud de banda que puede llevar miles de señales a la vez. Este tipo de cable puede transmitir datos a mayor distancia que el cable de par trenzado y es menos susceptible a la interferencia que el STP. El cable coaxial permite dos tipos de transmisiones: transmisión de base ancha (broadband) y transmisión de banda-base (base band). En la transmisión de base ancha (broadband) un solo cable es dividido eléctricamente en muchos canales, cada uno llevando diferentes transmisiones. Esta transmisión es análoga. Utiliza una onda de transmisión de alta frecuencia, la que se divide en amplitudes de bandas separadas por los protectores de banda (guardbands) para prevenir interferencia entre las señales. Usando transmisión de base ancha, una compañía de televisión por cable puede transmitir múltiples canales a los hogares individuales mediante un solo cable. Similarmente, el cable de banda ancha puede transmitir voz, video, datos y otras señales. El otro tipo de transmisión es la banda-base (base band). En ésta, solo una señal se transmite a través del cable. Las computadoras utilizan la transmisión de banda-base para enviar datos a otras computadoras en una red local. La transmisión de banda-base es digital. El cable y los conectores usados son menos costosos que los de transmisión de base ancha. La alta amplitud de banda del cable coaxial lo hace muy atractivo para una gran variedad de usos. En el pasado, el cable coaxial era usado principalmente para transmisiones de radio y televisión por cable y para enlaces entre computadoras y sus equipos auxiliares. Según ha aumentado la necesidad de líneas de teléfonos adicionales, se ha ido utilizando el cable coaxial para comunicación telefónica y de datos.
  4. 4. Sin embargo, el cable coaxial es menos utilizado que el UTP en redes de área local (LAN), pues el UTP es menos costoso y más fácil de manejar e instalar. Otra desventaja del cable coaxial es su tamaño, pues es mucho más grande y pesado que el cable de par trenzado y cable de fibra óptica. Cable de fibra óptica: El cable de fibra utiliza luz para transmitir las señales de datos. La luz transmite señales digitales usando impulsos de luz para representar 0 y 1. El cable de fibra óptica está compuesto de uno o más cables pequeños de vidrio o plástico. Cada cable, llamado fibra óptica, es tan fino como un cabello humano. De hecho, un cable de fibra óptica está compuesto de muchas fibras ópticas, cada uno rodeada de una barrera de reflexión (“cladding” ); sobre esta barrera está otra que protege a la fibra óptica; también se incluye una fibra para fortalecer el cable; y finalmente una cobertura exterior llamada “jacket”. La mayor diferencia entre el cable de fibra óptica y el par trenzado o el cable coaxial es la manera en que las señales de voz y datos se transmiten. Los cables de cobre transmiten señales eléctricas, mientras que los cables de fibra óptica transmiten señales por medio de ondas luminosas (luz). El cable de fibra óptica utiliza un diodo emisor de luz (LED – Light-emitting dio de) o un láser para enviar pulsos de luz a través de las fibras. Un LED es una luz de bajo poder creado por un diodo eléctrico, del mismo tipo de luz usado en algunos relojes digitales. Un láser provee una fuente de luz más poderosa que el LED, pero también más costosa. La luz permite que la velocidad de transmisión de la fibra óptica sea mucho mayor que la del cable de par trenzado o del cable coaxial. Los cables de fibra óptica están disponibles en tres tipos, que varían de acuerdo al método usado para transmitir la luz por el cable: 1.Fibra multi-modal de índice escalonado (Multimode step índex) – Utiliza una cobertura plástica o un “cladding” parecido a un espejo alrededor del cable para
  5. 5. reflejar la luz desde el láser o LED. Según la luz es reflejada por los lados del cable, se mueve en el cable hasta su destino. 2. Fibra multi-modal de índice gradual (Multimode gradedíndex) – En este tipo de fibra óptica el núcleo está hecho de varias capas concéntricas de material óptico con diferentes índices de refracción. El cable varía en densidad, lo que ocasiona curvatura en la luz. Tanto el fenómeno de curvatura como el de reflexión causan que la luz se mueva hacia el receptor. 3. Fibra mono-modal (Single-mode cable) – Es el tipo de cable más rápido. Utiliza un cable muy delgado rodeado por una envoltura que concentra el calor. Su principal diferencia es que envía la luz en forma directa sin necesidad de reflexión en las paredes de los cables. Ambos cables de multimodo reflejan la luz a lo largo de la envoltura mediante el efecto de reflexión (rebote) para transmitir la luz a través del cable. Es posible que algunos rayos de luz se salgan del patrón de rebote. Estos rayos viajan mayor distancia y por más tiempo para alcanzar el final del cable. Esto resulta en pérdida de fortaleza en la señal (attenuation) y en la dispersión de la señal transmitida. Ventajas del cable de fibra óptica: 1. Alta velocidad de transmisión – puede transmitir a 100 Mbps, y sigue aumentando. 2. Seguridad – Interceptar un cable de cobre es relativamente fácil, permitiendo que se pueda robar datos sin que se conozca que está ocurriendo. Interceptar un cable de fibra óptica es prácticamente imposible, dado su composición. Y si se pudiera, es fácil detectarlo por la interrupción de la luz. 3.Inmunidad a la interferencia eléctrica Por lo general, la fibra óptica es usada para enlazar redes como LAN, WAN u otros. Típicamente no se utilizan para enlazar PC individuales a LAN por el alto costo de las tarjetas de interface para las PC. Excepciones a esta regla incluyen ambientes en donde la PC está a más de 100 metros (382 pies) de la conexión de LAN más cercana, ambientes en donde la interferencia electromagnética es un problema y ambientes en los cuales es crucial la seguridad.
  6. 6. Un medio de transmisión es el canal que permite la transmisión de información entre dos terminales de un sistema de transmisión. La transmisión se realiza habitualmente empleando ondas electromagnéticas que se propagan a través del canal. A veces el canal es un medio físico y otras veces no, ya que las ondas electromagnéticas son susceptibles de ser transmitidas por el vacío. Dependiendo de la forma de conducir la señal a través del medio, los medios de transmisión se pueden clasificar en dos grandes grupos: medios de transmisión guiados y medios de transmisión no guiados. Según el sentido de la transmisión MEDIO DE TRANSMISIÓN
  7. 7. podemos encontrarnos con tres tipos diferentes: simplex, half-duplex y full-dúplex. También los medios de transmisión se caracterizan por utilizarse en rangos de frecuencia de trabajo diferentes. Los medios de transmisión guiados están constituidos por un cable que se encarga de la conducción (o guiado) de las señales desde un extremo al otro. Las principales características de los medios guiados son el tipo de conductor utilizado, la velocidad máxima de transmisión, las distancias máximas que puede ofrecer entre repetidores, la inmunidad frente a interferencias electromagnéticas, la facilidad de instalación y la capacidad de soportar diferentes tecnologías de nivel de enlace. La velocidad de transmisión depende directamente de la distancia entre los terminales, y de si el medio se utiliza para realizar un enlace punto a punto o un enlace multipunto. Debido a esto los diferentes medios de transmisión tendrán diferentes velocidades de conexión que se adaptarán a utilizaciones dispares. Dentro de los medios de transmisión guiados, los más utilizados en el campo de las comunicaciones y la interconexión de ordenadores son: El par trenzado: consiste en un par de hilos de cobre conductores cruzados entre sí, con el objetivo de reducir el ruido de diafonía. A mayor número de cruces por unidad de longitud, mejor comportamiento ante el problema de diafonía. Existen dos tipos de par trenzado: Protegido: Shielded Twisted Pair (STP) No protegido: Unshielded Twisted Pair (UTP): es un cable de pares trenzado y sin recubrimiento metálico externo, de modo que es sensible a las interferencias. Es importante guardar la numeración de los pares, ya que de lo contrario el efecto del trenzado no será eficaz, disminuyendo sensiblemente o incluso impidiendo la capacidad de transmisión. Es un cable barato, flexible y sencillo de instalar. Las aplicaciones principales en las que se hace uso de cables de par trenzado son: Bucle de abonado: es el último tramo de cable existente entre el teléfono de un abonado y la central a la que se encuentra conectado. Este cable suele ser UTP Cat.3 y en la actualidad es uno de los medios más utilizados para transporte de banda ancha, debido a que es una infraestructura que está implantada en el 100% de las ciudades. Redes LAN: en este caso se emplea UTP Cat.5 o Cat.6 para transmisión de datos, consiguiendo velocidades de varios centenares de Mbps. Un ejemplo de este uso lo constituyen las redes 10/100/1000BASE-T. El cable coaxial: se compone de un hilo conductor, llamado núcleo, y un mallazo externo separados por un dieléctrico o aislante.
  8. 8. La fibra óptica. Cable coaxial RG-59. A: Cubierta protectora de plástico B: Malla de cobre C: Aislante D: Núcleo de cobre. El cable coaxial fue creado en la década de los 30, y es un cable utilizado para transportar señales eléctricas de alta frecuencia que posee dos conductores concéntricos, uno central, llamado vivo, encargado de llevar la información, y uno exterior, de aspecto tubular, llamado malla o blindaje, que sirve como referencia de tierra y retorno de las corrientes. Entre ambos se encuentra una capa aislante llamada dieléctrico, de cuyas características dependerá principalmente la calidad del cable. Todo el conjunto suele estar protegido por una cubierta aislante. El conductor central puede estar constituido por un alambre sólido o por varios hilos retorcidos de cobre; mientras que el exterior puede ser una malla trenzada, una lámina enrollada o un tubo corrugado de cobre o aluminio. En este último caso resultará un cable semirrígido. Debido a la necesidad de manejar frecuencias cada vez más altas y a la digitalización de las transmisiones, en años recientes se ha sustituido paulatinamente el uso del cable coaxial por el de fibra óptica, en particular para distancias superiores a varios kilómetros, porque el ancho de banda de esta última Características CABLE COAXIAL
  9. 9. La característica principal de la familia RG-58 es el núcleo central de cobre. Tipos: - RG-58/U: Núcleo de cobre sólido. - RG-58 A/U: Núcleo de hilos trenzados. - RG-59: Transmisión en banda ancha (TV). - RG-6: Mayor diámetro que el RG-59 y considerado para frecuencias más altas que este, pero también utilizado para transmisiones debanda ancha. - RG-62: Redes ARCnet. Estándares La mayoría de los cables coaxiales tienen una impedancia característica de 50, 52, 75, o 93 Ω. La industria de RF usa nombres de tipo estándar para cables coaxiales. En las conexiones de televisión (por cable, satélite o antena), los cables RG-6 son los más comúnmente usados para el empleo en el hogar, y la mayoría de conexiones fuera de Europa es por conectores F. Aquí mostramos unas tablas con las características: Tipos Existen múltiples tipos de cable coaxial, cada uno con un diámetro e impedancia diferentes. El cable coaxial no es habitualmente afectado por interferencias externas, y es capaz de lograr altas velocidades de transmisión en largas distancias. Por esa razón, se utiliza en redes de comunicación de banda ancha (cable de televisión) y cables de banda base (Ethernet). El tipo de cable que se debe utilizar depende de la ubicación del cable. Los cables coaxiales pueden ser de dos tipos: El Poli cloruro de vinilo (PVC) Es un tipo de plástico utilizado para construir el aislante y la cubierta protectora del cable en la mayoría de los tipos de cable coaxial. El cable coaxial de PVC es flexible y se puede instalar fácilmente en cualquier lugar. Sin embargo, cuando se quema, desprende gases tóxicos. Plenum El plenum contiene materiales especiales en su aislamiento y en una clavija del
  10. 10. Cable coaxial de banda base: En las redes locales se suele usar el cable coaxial como bus de comunicación sobre el que se transmiten señales en banda base. El bus de cable coaxial ha de tener en cada extremo una resistencia con la impedancia característica del cable para evitar reflexiones en los mismos de la señal eléctrica que producirían interferencias e impedirían la comunicación. Ocasionalmente se utilizan en conexiones punto a punto sin necesidad del uso de terminadores. Existen dos formas de conectar ordenadores a un bus de cable coaxial: uso de conectores T o uso de conectores tipo vampiro. En el primer caso, hay que cortar cable. Estos materiales son resistentes al fuego y producen una mínima cantidad de humos tóxicos. Sin embargo, el cableado plenum es más caro y menos flexible Se puede encontrar un cable coaxial: entre la antena y el televisor; en las redes urbanas de televisión por cable (CATV) e Internet; entre un emisor y su antena de emisión (equipos de radioaficionados); en las líneas de distribución de señal de vídeo (se suele usar el RG-59); en las redes de transmisión de datos como Ethernet en sus antiguas versiones 10BASE2 y 10BASE5; en las redes telefónicas interurbanas y en los cables submarinos. Antes de la utilización masiva de la fibra óptica en las redes de telecomunicaciones, tanto terrestres como submarinas, el cable coaxial era ampliamente utilizado en sistemas de transmisión de telefonía analógica basados en la multiplexación por división de frecuencia (FDM), donde se alcanzaban capacidades de transmisión de más de 10.000 circuitos de voz. Asimismo, en sistemas de transmisión digital, basados en la multiplexación por división de tiempo (TDM), se conseguía la transmisión de más de 7.000 canales de 64 kbps El cable utilizado para estos fines de transmisión a larga distancia necesitaba tener una estructura diferente al utilizado en aplicaciones de redes LAN, ya que, debido a que se instalaba enterrado, tenía que estar protegido contra esfuerzos de tracción y presión, por lo que normalmente aparte de los aislantes correspondientes llevaba un armado exterior de acero.
  11. 11. el cable en dos partes e insertar una unión T, que vuelve a reconectar el cable y además proporciona una tercera conexión hacia el ordenador. El segundo tipo de conector consiste en hacer un orificio en el cable, de un diámetro y profundidad muy precisos, que atraviesa el cable hasta el núcleo. En el orificio se atornilla un conector especial que lleva a cabo la misma función de la unión en T, pero sin la necesidad de cortar el cable en dos. El hecho de incluir una unión en T implica realizar un corte en el cable y por tanto desconectar temporalmente la red. Para una red con un gran nivel de utilización, detenerla cada vez que se conecta un nuevo equipo puede ser un gran inconveniente. Además, cuantos más conectores haya en el cable, más probabilidad existe que alguna conexión sea defectuosa y ocasione problemas de vez en cuando. Los conectores tipo vampiro no ofrecen este problema, pero son más difíciles de instalar. Si el orificio es muy profundo puede llegar a romper el núcleo provocando falsos contactos. Por otra parte, si no es suficiente profundo, pueden provocarse falsos contactos debido al aislante. Además, los cables en este tipo de conexión son más gruesos y por tanto más caros. Cable coaxial de banda ancha: Este cableado se utiliza comúnmente para el envío de la señal de televisión por cable. El término banda ancha proviene del medio telefónico, y se refiere a frecuencias mayores a 4 kHz. Utilizan la tecnología patrón para envío de señales de televisión por cable y por ello pueden llegarse a alcanzar hasta 450 MHz de ancho de banda para longitudes de hasta 100 m. Un cable típico de 300 MHz puede, por lo general, mantener velocidades de hasta 150 Mbps. Es habitual que los sistemas de banda ancha se dividan en varios canales, por ejemplo en canales de 6 MHz para el envío de señal de televisión. Cada canal puede emplearse de forma independiente, por lo que en un mismo cable pueden coexistir señales de vídeo, voz y datos. Una diferencia clave entre los sistemas de banda base y los de banda ancha es que los últimos necesitan amplificadores que repitan la señal en forma periódica. Estos amplificadores sólo pueden transmitir señales en una dirección de manera que un ordenador que de salida a un bloque de información sólo puede alcanzar a otros ordenadores que estén "aguas abajo". Hay dos formas de solucionar este problema: uso de cable dual y uso de canales distintos.
  12. 12. En los sistemas de cable dual, se tienden dos cables idénticos paralelos. Para transmitir información el ordenador emplea uno de ellos, que envía el mensaje hacia el repetidor central (en la cabeza de la red). Una vez que el mensaje alcanza dicho repetidor se reenvía por el otro cable para que todos los ordenadores puedan leerlo. El otro sistema consiste en aplicar diferentes frecuencias para las señales que entran y salen de un ordenador, sobre un cable sencillo. La banda de baja frecuencia se emplea Para enviar información hacia el repetidor central para que éste la reenvíe hacia los ordenadores por la banda de mayor frecuencia. En el sistema de asignación baja el tráfico de llegada al repetidor usa una frecuencia de entre 5 y 30 MHz, mientras que el de salida usa una banda entre 40 y 300 MHz. En el sistema de asignación media, el tráfico entrante va entre 5 y 116 MHz, mientras que el de salida va entre 168 y 300 MHz. La adopción de estas técnicas se debe en parte a la fiabilidad y bajo coste del hardware empleado. Un sistema de banda ancha puede usarse de diferentes maneras. Por ejemplo, se puede asignar un canal para su uso exclusivo por un par de ordenadores, mientras que los demás deben competir por el uso de un canal temporal mientras dure la comunicación. Formas de Instalación La instalación del sistema de banda base es simple y económica y emplea interfaces baratas. Ofrece un sólo canal digital con velocidades de unos 10 Mbps para distancias de 1 km. Son muy empleados para el diseño de redes locales. La instalación del sistema de banda ancha requiere por lo general personal especializado. Además es necesario realizar un mantenimiento del sistema para asegurar que todos los repetidores están correctamente sintonizados. Por otra parte, un fallo en el repetidor central llevaría a la desconexión del sistema. Este resulta en general más costoso. Sin embargo, ofrece el uso de varios canales, aunque se limitan a unos 3 Mbps cada uno, y permite la transmisión simultánea de datos, voz y señales de televisión. En general, el ancho de banda adicional de estos sistemas no llega a justificar su complejidad y elevado coste, de manera que los sistemas de banda base son los de mayor uso. Ventajas. Presenta condiciones eléctricas más favorables.
  13. 13. Es capaz de llegar a anchos de banda comprendidos entre los 80 MHz y los 400 MHz (dependiendo de sí es fino o grueso. Esto quiere decir que en transmisión de señal analógica seríamos capaces de tener, como mínimo. del orden de 10.000 circuitos de voz. Presenta propiedades mucho más favorables frente a interferencias y a la longitud de la línea de datos, de modo que el ancho de banda puede ser mayor. Esto permite una mayor concentración de las transmisiones analógicas o más capacidad de las transmisiones digitales. Puede cubrir distancias relativamente grandes, entre 185 y 1500 metros dependiendo del tipo de cable usado.

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