Tareas claves en la comunicación Utilización del
Sistema de Transmisión: Uso eficaz Interfaces
Generación de la señal de manera que se pueda
propagar por el medio, para ser recepcionada en forma correcta.
Sincronización: Determinar inicio y término de la
comunicación y duración de cada dato.
Gestión de intercambio: Acuerdo de función de cada
elemento
Capa 1: Medios de Transmisión Es el camino físico
entre el transmisor y el receptor La información se
transmite por cables al variar alguna propiedad física,
como el voltaje o la corriente. En una transmisión se debe
tomar en cuenta las características: Eléctricas
Mecánicas Medio de Transmisión Procedimiento de
Transmisión.
Definiciones Medio Físico guiado: por ejemplo: par
trenzado, fibra óptica No guiado: por ejemplo: aire, agua,
vacío
Definiciones Simplex Transmisión sólo en una
dirección, ejemplo: Televisión Half duplex En ambas
direcciones, pero no al mismo tiempo ejemplo: Transmisiones de
radio Full duplex En ambas direcciones al mismo tiempo ejemplo:
teléfono
Definiciones Transmisión Serial: La información es
transmitida secuencialmente por un cable Transmisión
Paralela: Varios bits son transmitidos en forma
simultánea, por diferentes cables, uno por
señal.
Frecuencia, Espectro y Ancho de Banda Conceptos en el dominio del
tiempo Señal continua La intensidad de la señal
varía suavemente en el tiempo, sin discontinuidades
Señal Discreta La intensidad de la señal se
mantiene constante durante un intervalo de tiempo, tras el cual
cambia a otro valor constante Señal periódica
Poseen un patrón que se repite en el tiempo s(t + T) =
s(t) Señal no periódica No existe patrón que
se repita en el tiempo
Señal Continua y Señal Discreta
Señales Periódicas
Transmisión de Datos Análoga y Digital Datos
Entidad capaz de transportar información Señales
Representaciones eléctricas o electromagnéticas de
los datos Transmisión Comunicación de datos
mediante la propagación y procesamiento de las
señales Tipos de Datos Análogos Valores continuos
dentro de un intervalo. Digital Valores discretos
Datos y Señales La transmisión de los datos puede
ser: Análoga, para lo cual, se necesitan equipos
moduladores y demoduladores, que transformen la señal
digital a análoga (Modems). Digital: Se utilizan equipos
intermedios llamados DTU (Data Terminal Unit) que adecuan la
señal digital a transmitir según las
características de la transmisión y la
codificación a utilizar.
Datos y Señales Usualmente se utilizan señales
digitales para datos digitales y señales análogas
para datos análogos Se puede utilizar señales
análogas para llevar datos digitales Modem Se pueden
utilizar señales digitales para llevar datos
análogos Compact Disc
Transmisión Análoga Las señales
análogas pueden ser transmitidas independientemente del
contenido Pueden ser datos digitales o análogos Se
atenúan con la distancia Usa amplificadores para
reconstruir la señal También amplifica el
ruido
Transmisión Análoga Cuando se desea transmitir una
señal digital por un medio análogo, se debe
convertir de una señal a otra por medio de equipos
Moduladores y Demoduladores ( Modems). La señal se puede
modular según diversos estándares, donde algunos de
ellos son: Modulación FM: Se varía la frecuencia de
la señal cada vez que se transmite un bit, según el
valor de éste ( 1 ó 0). Modulación AM: Se
varía la amplitud de la señal cada vez que se
transmite un bit, según el valor de éste ( 1
ó 0). Problema de estas modulaciones. Sólo un bit
por período de la señal.
Transmisión Digital Dependiente del contenido de la
señal Distancia de transmisión limitada ya que se
atenúa o varía por el ruido y la dispersión
Utiliza repetidores, los que reciben la señal, regenera el
patrón de unos y ceros y retransmite, evitando la
atenuación El ruido no se amplifica o es no
acumulativo
Perturbaciones en la Transmisión La señal recibida
puede ser distinta a la transmitida Señales
análogas: Alteraciones aleatorias que degradan la calidad
de la señal Señales digitales: bits erróneos
Estos errores se producen por Atenuación y
distorsión de la atenuación Distorsión de
retardo Ruido
Atenuación La energía de la señal disminuye
con la distancia Respecto a la potencia de la señal
recibida: Debe ser suficiente para ser detectada Para ser
recibida sin error, debe ser mucho mayor que el ruido La
atenuación aumenta en función de la
frecuencia
Distorsión del retardo Característica sólo
de los medios guiados La velocidad de propagación
varía con la frecuencia de la señal, lo que produce
que las diferentes componentes en frecuencia llegarán en
tiempos distintos al destino, produciendo distorsión de la
señal (desplazamiento en fase)
Ruido Señales no deseadas que se insertan entre el
transmisor y receptor Ruido térmico Agitación
térmica de los electrones Uniformemente distribuido en el
espectro de frecuencias: Ruido Blanco Ruido de
Intermodulación Señales que aparecen y son la suma
o la resta de señales de frecuencia original que comparten
el medio
Ruido Crosstalk o diafonía Una señal de una
línea es captada por otra Ruido Impulsivo No continuo y
compuesto por pulsos irregulares de corta duración y gran
amplitud Pueden producirse por ejemplo por interferencias
electromagnéticas
Factores determinantes en el diseño Ancho de Banda Gran
Ancho de Banda da la posibilidad de una mayor velocidad de
transmisión de datos Deterioro en la Transmisión
Atenuación Interferencia
Modulación El proceso de modulación se utiliza para
adaptar una señal a enviar, al medio físico por el
cual va a ser transportada. Cada medio físico tiene las
modulaciones más apropiadas, según las
características intrínsecas al medio: ruido,
atenuación, velocidad, ancho de banda, impedancias,
distancias, sincronismo, probabilidades de error, etc
También se puede interpretar la modulación como un
proceso para robustecer la señal. Componentes:
Señal portadora (señal de adaptación al
medio) Señal moduladora (señal que lleva
información) (Gp:) Señal modulada (Gp:) x
Capa 1: Medios de Transmisión Medios Magnéticos
Alambre de cobre Par trenzado Cable coaxial Fibra de vidrio
(fibra óptica) Enlaces Inalámbricos
Par trenzado El propósito de torcer los alambres es
reducir la interferencia eléctrica (interferencia de los
campos electromagnéticos) de los pares cercanos.
Generalmente se colocan varios pares de alambres trenzados en un
envoltorio común. El paso de trenzado es diferente para
cada par para así reducir las interferencias aún
más.
Par trenzado Características de la transmisión:
Análogo Ej:Amplificadores cada 5km a 6km Digital
Ej:Repetidores cada 2km or 3km Distancia limitada Ancho de Banda
limitado Velocidad de datos limitada Susceptible a interferencia
y ruido
Par trenzado Las diferentes categorías de Par
telefónico existente en el mercado son: Categoría
3: Ancho de Banda: 16 Mhz, Largo del torcido de 7.5 cm to 10 cm.
Utilizado en telefonía. Categoría 4: Ancho de
Banda: 20 Mhz Categoría 5 : Ancho de Banda: 100 Mhz
(soporta redes de 100 Mbps y también de 155 Mbps), largo
del torcido de 0.6 cm a 0.85 cm Categoría 5E:Ancho de
Banda 100 MHz (Soporta Gigabit Ethernet y ATM (622 Mbps))
Categoría 6: Ancho de Banda 200 MHz Categoría 7 o
Nivel 7:Ancho de Banda 600 Mhz. Soporta Ethernet Gigabit Ethernet
a 100 mtrs.
Par trenzado Los tipos de cable par trenzado son: Unshielded
Twisted Pair (UTP): Cable de par trenzado no apantallado formado
por 4 pares trenzados individualmente y entre sí de cable
de cobre de calibre AWG 24, de 100 ? de impedancia y aislamiento
de polietileno; es el más universalmente utilizado. Cable
telefónico normal Más Barato Más
fácil su instalación Suceptible a interferencias
electromagnéticas
Par trenzado Cable FTP (Foiled Twisted Pair) Par Trenzado
Encintado o cable de par trenzado apantallado mediante un folio
de aluminio/ mylar e hilo de cobre para drenaje. Está
formado por 4 pares trenzados individualmente y entre sí
de cable de cobre de calibre AWG 24 de 100 ? de impedancia con
aislamiento de polietileno.Es una solución intermedia
entre el cable UTP y el STP. El cable FTP posee un
apantallamiento que rodea cada par, con lo que se reduce la
interferencia entre pares, aparte de un apantallamiento del
conjunto de pares. Shielded Twisted Pair (STP) Cable de par
trenzado apantallado formado por 4 pares trenzados
individualmente y entre sí de cable de cobre de calibre
AWG 22, de 150 ? de impedancia y aislamiento de polietileno
reforzado, incorpora una capa de pantalla formada por una
lámina de papel metálico y un trenzado de hilo de
cobre alrededor del cable interior, que lo protege de las
interferencias electromagnéticas o "ruidos“, es
más caro y díficil de manejar (grueso,
resistente).
Par trenzado Cable SFTP (Shielded + Foiled Twisted Pair).
Idéntico al anterior, pero con mejor apantallamiento al
añadir una trenza de cable de cobre sobre la pantalla de
aluminio del cable FTP. También en 100 ? de impedancia. Su
uso es mucho más restringido a aplicaciones en entornos
muy polucionados electromagnéticamente (ambientes
industriales agresivos).
Par trenzado Ventajas: Bajo costo Gran Ancho de Banda y distancia
Fácil instalación y mantención Gran
difusión en el mercado Diferentes aplicaciones y
escalabilidad Desventajas: No inmune al ruido
electromagnético. Menor Ancho de Banda Menor
Distancia
Cable Coaxial Alambre de cobre rígido como núcleo,
rodeado de material aislante o dieléctrico (generalmente
plástico), seguido por un conductor con un tejido
fuertemente trenzado, el cual se cubre con una envoltura
protectora de plástico. La construcción y blindaje
del cable coaxial le confieren una buena combinación de
elevado ancho de banda y excelente inmunidad al ruido
Cable Coaxial Aplicaciones: Medio más versátil
Distribución de Televisión TV Cable Transmisiones
de largas distancia y gran capacidad en telefonía Puede
llevar 10,000 canales de voz simultáneamente Está
siendo reemplazado por la fibra óptica Cortas distancias
en links de computación Local area networks
Cable Coaxial Características de la Transmisión:
Análogo Amplificadores cada pocos km Permite mayores
frecuencias, sobre 500MHz Digital Repetidores cada 1km Permite
grandes velocidades de datos pero con restricciones respecto a
los repetidores y conexionado Existen 2 tipos de cable: Uno
utilizado en transmisión de señales en redes de
área local (señales digitales) con una impedancia
de 50 ?. Y otro utilizado para la transmisión de
señales análogas como telefonía o TV-Cable,
con una impedancia de 75 ?.
Cable Coaxial Ventajas: Las tasas de transmisión son
altas, pudiendo alcanzar de 1 a 2 Gbps en cables de 1 Km. Por su
composición tiene una buena inmunidad al ruido.
Desventajas: Mayor costo Difícil instalación por su
poca flexibilidad. Alta tasa de fallas en redes de
computadores
Cable Coaxial Tx en Banda Ancha: Sistema de Cableado muy
utilizado en la Televisión por Cable La TX análoga
llega a 450 Mhz a 100 Km. El espectro se divide en canales de 6
Mhz para: TV, Data (Cable Modem), Telefonía, Audio CD.
Cubren un área mayor, por lo cual se necesita la
modulación por señales análogas. Tx Banda
Ancha: Para lograr largas distancias se utilizan amplificadores
analógicos, para reforzar la señal en forma
periódica, en los cuales se puede transmitir
señales sólo en una dirección.
Cable Coaxial Tx Banda Ancha: Para transmitir en ambas
direcciones, se utilizan dos métodos: Sistemas de Cable
Dual: 2 cables que corren en paralelo, el dispositivo head-end
(raíz del árbol de los cables) es el encargado de
transferir al otro cable. Sistema Cable Sencillo: Asigna bandas
de frecuencias diferentes para transmitir y recibir, es el
head-end, quien cambia la señal de una banda a otra.
Ejemplo: Sistema Subdividido: 5 a 30 Mhz, tráfico entrante
y 40 a 300 Mhz, tráfico saliente; Sistema dividido por la
mitad: banda entrada : 5 a 116 Mhz, banda salida: 168 a 300
Mhz.
Fibra Optica La fibra de vidrio delgada, de diámetro
inferior a 250 ?m se recubre de un forro plástico que la
proteje y permite doblarla sin romperla. Atenuaciones muy bajas
(< 0,02 dB/km) Sin interferencias
electromagnéticas
Fibra Optica Beneficios Gran capacidad Velocidades de
transmisión de datos de cientos de Gbps Tamaño y
peso pequeño Baja atenuación No le afecta el ruido
electromagnético Transmisiones a larga distancia
Transmisiones Metropolitanas Acceso a áreas rurales Bucles
de abonado (la última milla) LAN
Fibra Optica Características de la transmisión:
Actúa como una guía de onda para rango de
frecuencia de 1014 a 1015 Hz Porción de infrarrojo y
espectro de luz visible Se utilizan dos fuentes de luz diferentes
para su transmisión: Light Emitting Diode (LED) Barato
Opera en un rango mayor de temperatura Vida Media superior
Injection Laser Diode (ILD) Más eficaz Logra velocidades
de transmisión superiores Wavelength Division
Multiplexing: Multiplexación por división en
longitudes de onda
Fibra Optica Componentes del Cable de Fibra: Núcleo: A
través del cual se propaga la luz (Fibra Multimodo: 50
micras, Fibra Monomodo: 8 a 10 micras) Revestimiento de vidrio:
Posee un índice de refracción menor que el
núcleo de manera de mantener toda la luz en él.
Cubierta Plástica Delgada: Protege el revestimiento.
Generalmente se agrupan en varios pares de fibras dentro de un
envoltorio exterior, que la protege.
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