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Unidad Curricular: REDES DE COMPUTADORASModulo: FUNDAMENTOS Y COMPONENTES DE REDES

Capa Fsica:

La capa fsica de OSI proporciona los medios de transporte para los bits que conforman la trama de la capa de Enlace de datos a travs de los medios de red. Esta capa acepta una trama completa desde la capa de Enlace de datos y lo codifica como una secuencia de seales que se transmiten en los medios locales. Un dispositivo final o un dispositivo intermedio reciben los bits codificados que componen una trama.

El envo de tramas a travs de medios de transmisin requiere los siguientes elementos de la capa fsica:

Medios fsicos y conectores asociados. Una representacin de los bits en los medios. Codificacin de los datos y de la informacin de control. Sistema de circuitos del receptor y transmisor en los dispositivos de red.

En este momento del proceso de comunicacin, la capa de transporte ha segmentado los datos del usuario, la capa de red los ha colocado en paquetes y luego la capa de enlace de datos los ha encapsulado como tramas. El objetivo de la capa fsica es crear la seal ptica, elctrica o de microondas que representa a los bits en cada trama. Luego, estas seales se envan por los medios una a la vez.

Otra funcin de la capa fsica es la de recuperar estas seales individuales desde los medios, restaurarlas para sus representaciones de bit y enviar los bits hacia la capa de Enlace de datos como una trama completa.

Los 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:

Cable de cobre

Fibra Inalmbrico

La presentacin de los bits -es decir, el tipo de seal- depende del tipo de medio. Para los medios de cable de cobre, las seales son patrones de pulsos elctricos. Para los medios de fibra, las seales son patrones de luz. Para los medios inalmbricos, las seales son patrones de transmisiones de radio.

Identificacin de una trama

Cuando la capa fsica codifica los bits en seales para un medio especfico, tambin debe distinguir dnde termina una trama y dnde se inicia la prxima. De lo contrario, los dispositivos de los medios no reconoceran cundo se ha recibido exitosamente una trama. En tal caso, el dispositivo de destino slo recibira una secuencia de seales y no sera capaz de reconstruir la trama correctamente. Indicar el comienzo de la trama es a menudo una funcin de la capa de Enlace de datos. Sin embargo, en muchas tecnologas, la capa fsica puede agregar 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, el dispositivo transmisor agrega sealespara designar el comienzo y el final de una trama. Estas seales representan patrones especficos de bits que slo se utilizan para indicar el comienzo y el final de una trama.

En las siguientes secciones de este captulo, se analizarn detalladamente el proceso de codificacin de una trama de datos de bits lgicos a seales fsicas en los medios y las caractersticas de los medios fsicos especficos.

La capa fsica consiste en un hardware creado por ingenieros en forma de conectores, medios y circuitos electrnicos. Por lo tanto, es necesario que las principales organizaciones especializadas en ingeniera 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 cabo mediante un software y estn diseados por especialistas informticos e ingenieros de software. El grupo de trabajo de ingeniera de Internet (IETF) define los servicios y protocolos del conjunto TCP/IP en las RFC.

Las tecnologas de la capa fsica se definen por diferentes organizaciones, tales como:

La Organizacin Internacional para la Estandarizacin (ISO) El Instituto de Ingenieros Elctricos y Electrnicos (IEEE) El Instituto Nacional Estadounidense de Estndares (ANSI) La Unin Internacional de Telecomunicaciones (ITU)

La Asociacin de Industrias Electrnicas/Asociacin de la Industria de lasTelecomunicaciones (EIA/TIA) Autoridades de las telecomunicaciones nacionales, como la Comisin Federal deComunicaciones (FCC) en EE.UU.

Hardware y tecnologas:

Las tecnologas definidas por estas organizaciones incluyen cuatro reas de estndares de la capa fsica:

Propiedades fsicas y elctricas de los medios Propiedades mecnicas (materiales, dimensiones, diagrama de pines) de los conectores Representacin de los bits por medio de las seales (codificacin) Definicin de las seales de la informacin de control

Nota: Todos los componentes de hardware, como adaptadores de red (NIC, Tarjeta de interfaz de red), interfaces y conectores, material y diseo de los cables, se especifican en los estndares asociados con la capa fsica.

Las tres funciones esenciales de la capa fsica son:

Los componentes fsicos Codificacin de datos Sealizacin

Los elementos fsicos son los dispositivos electrnicos de hardware, medios y conectores que transmiten y transportan las seales para representar los bits.

Codificacin

La codificacin es un mtodo utilizado para convertir un stream de bits de datos en un cdigo predefinido. Los cdigos son grupos de bits utilizados para ofrecer un patrn predecible que pueda reconocer tanto el emisor como el receptor. La utilizacin de patrones predecibles permite distinguir los bits de datos de los bits de control y ofrece una mejor deteccin de errores en los medios.

Sealizacin

La capa fsica debe generar las seales inalmbricas, pticas o elctricas que representan el "1" y el "0" en los medios. El mtodo de representacin de bits se denomina mtodo de sealizacin. Los estndares de capa fsica deben definir qu tipo de seal representa un "1" y un "0". Esto puede ser tan sencillo como un cambio en el nivel de una seal elctrica, un impulso ptico o un mtodo de sealizacin ms complejo.

Transmisin de Datos:

Se define como la accin de cursar datos, a travs de un medio de telecomunicaciones, desde un lugar en que son originados hasta otro en el que son recibidos.

Consiste en el movimiento de informacin codificada, de un punto a uno o ms puntos, mediante seales elctricas, pticas, electrpticas o electromagnticas.

Los principales objetivos que debe satisfacer un sistema de transmisin de datos son:

Reducir tiempo y esfuerzo. Aumentar la velocidad de entrega de la informacin. Reducir costos de operacin. Aumentar la capacidad de las organizaciones a un costo incremental razonable. Aumentar la calidad y cantidad de la informacin.

Medios de Transmisin:

El medio de transmisin constituye el canal que permite la transmisin de informacin entre dos terminales en un sistema de transmisin. Las transmisiones se realizan habitualmente empleando ondas electromagnticas que se propagan a travs del canal. A veces el canal es un medio fsico y otras veces no, ya que las ondas electromagnticas son susceptibles de ser transmitidas por el vaco.

Caractersticas:

Normalmente los medios de transmisin vienen afectados por los factores de fabricacin, y encontramos entonces unas caractersticas bsicas que los diferencian:

Ancho de banda: mayor ancho de banda proporciona mayor velocidad de transmisin.

Problemas de transmisin: se les conoce como atenuacin y se define como alta en el cable coaxial y el par trenzado y baja en la fibra ptica.

Interferencias: tanto en los guiados como en los no guiados y ocasionan la distorsin o destruccin de los datos. El ruido viene provocado normalmente por causas naturales (ruido trmico) o por interferencias de otros sistemas elctricos (ruido impulsivo).

Espectro electromagntico: que se encuentra definido como el rango en el cual se mueven las seales que llevan los datos en ciertos tipos de medios no guiados. El espectro es el campo electromagntico en el cual se encuentran las seales (seales radiales, telefnicas, encuentra en el campo de la luz visible o la transmisin satelital en el de las microondas.

Tipos de modos de transmisin: Una transmisin dada en un canal o medio de comunicaciones entre dos equipos puede ocurrir de diferentes maneras. La transmisin est caracterizada por:

La Direccin de los Intercambios El Nmero de bits enviados simultneamente La Sincronizacin entre el transmisor y el receptor

Existen 3 modos de transmisin diferentes caracterizados de acuerdo a la direccin de los intercambios:

Conexin Simplex - Conexin Semi-dplex - Conexin Full Dplex

1. Conexin Simplex: Es una conexin en la que los datos fluyen en una sola direccin, desde el transmisor hacia el receptor.

Este tipo de conexin es til si los datos no necesitan fluir en ambas direcciones (por ejemplo: desde el equipo hacia la impresora o desde el ratn hacia el equipo...).

2. Conexin Semi-dplex Es una conexin en la que los datos fluyen en una u otra direccin, pero no las dos al mismo tiempo.

Con este tipo de conexin, cada extremo de la conexin transmite uno despus del otro. Este tipo de conexin hace posible tener una comunicacin

3. Conexin Full Dplex Dplex Es una conexin en la que los datos fluyen simultneamente en ambas direcciones. As, cada extremo de la conexin puede transmitir y recibir al mismo tiempo;

Tipos de Transmisin en Funcin del Modo de transmisin El modo de transmisin se refiere al nmero de unidades de informacin (bits) elementales que se pueden traducir simultneamente a travs de los canales de comunicacin.

Conexin Serie - Conexin Paralela

1. Conexin Paralela Las conexiones paralelas consisten en transmisiones simultneas de N cantidad de bits. Estos bits se envan simultneamente a travs de diferentes canales. La conexin paralela en equipos del tipo PC generalmente

requiere 10 alambres.

2. Conexin Serie En una conexin en serie, los datos se transmiten de a un bit por vez a travs del canal de transmisin.

Sin embargo, ya que muchos procesadores procesan los datos en paralelo, el transmisor necesita transformar los datos paralelos entrantes en datos seriales y el receptor necesita hacer lo contrario.

Tipos de medios fsicos:

La capa fsica se ocupa de la sealizacin y los medios de red. Esta capa produce la representacin y agrupacin de bits en voltajes, radiofrecuencia e impulsos de luz. Muchas organizaciones que establecen estndares han contribuido con la definicin de las propiedades mecnicas, elctricas y fsicas de los medios disponibles para diferentes comunicaciones de datos. Estas especificaciones garantizan que los cables y conectores funcionen segn lo previsto mediante diferentes implementaciones de la capa de Enlace de datos.

Por ejemplo, los estndares para los medios de cobre se definen segn lo siguiente:

Tipo de cableado de cobre utilizado. Ancho de banda de la comunicacin. Tipo de conectores utilizados. Diagrama de pines y cdigos de colores de las conexiones a los medios. Distancia mxima de los medios.

Caractersticas del Medio fsico:

Medios de Ethernet:

Medios Inalmbricos:

Medios de Cobre:

El medio ms utilizado para las comunicaciones de datos es el cableado que utiliza alambres de cobre para sealizar bits de control y datos entre los dispositivos de red. El cableado utilizado para las comunicaciones de datos generalmente consiste en una secuencia de alambres individuales de cobre que forman circuitos que cumplen objetivos especficos de sealizacin.

Otros tipos de cableado de cobre, conocidos como cables coaxiales, tienen un conductor simple que circula por el centro del cable envuelto por el otro blindaje, pero est aislado de ste. El tipo de medio de cobre elegido se especifica mediante el estndar de la capa fsica necesario para enlazar las 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 intermedios, como routers o switches. Los cables tambin se utilizan para conectar dispositivos WAN a un proveedor de servicios de datos, como una compaa telefnica. Cada tipo de conexin y sus dispositivos complementarios incluyen requisitos de cableado estipulados por los estndares de la capa fsica.

Los medios de red generalmente utilizan conectores y tomas. Estos elementos ofrecen conexin y desconexin sencillas. Adems, puede utilizarse un nico tipo de conector fsico para diferentes tipos de conexiones. Por ejemplo, el conector RJ-45 se utiliza ampliamente en las LAN con un tipo de medio y en algunas WAN con otro tipo.

Interferencia de seal externa:

Los datos se transmiten en cables de cobre como impulsos elctricos. Un detector en la interfaz de red de un dispositivo de destino debe recibir una seal que pueda decodificarse exitosamente para que coincida con la seal enviada.

Los valores de voltaje y sincronizacin en estas seales son susceptibles a la interferencia o "ruido" generado fuera del sistema de comunicaciones. Estas seales no deseadas pueden distorsionar y corromper las seales de datos que se transportan a travs de los medios de cobre. Las ondas de radio y los dispositivos electromagnticos como luces fluorescentes, motores elctricos y otros dispositivos representan una posible fuente de ruido.

Los tipos de cable con blindaje o trenzado de pares de alambre estn diseados para minimizar la degradacin de seales debido al ruido electrnico.

La susceptibilidad de los cables de cobre al ruido electrnico tambin puede estar limitada por:

Seleccin del tipo o categora de cable ms adecuado para proteger las seales de datos en un entorno de networking determinado.

Diseo de una infraestructura de cables para evitar las fuentes de interferencia posibles y conocidas en la estructura del edificio. Utilizacin de tcnicas de cableado que incluyen el manejo y la terminacin apropiados de los cables.

Cable de par trenzado no blindado(UTP):

El cableado de par trenzado no blindado (UTP), como se utiliza en las LAN Ethernet, consiste en cuatro pares de alambres codificados por color que han sido trenzados y cubiertos por un revestimiento de plstico flexible. Los cdigos de color identifican los pares individuales con sus alambres y sirven de ayuda para la terminacin de cables.

El trenzado cancela las seales no deseadas. Cuando dos alambres de un circuito elctrico se colocan uno cerca del otro, los campos electromagnticos externos crean la misma interferencia en cada alambre. Los pares se trenzan para mantener los alambres lo ms cerca posible. Cuando esta interferencia comn se encuentra en los alambres del par trenzado, el receptor los procesa de la misma manera pero en forma opuesta. Como resultado, las seales provocadas por la interferencia electromagntica desde fuentes externas se cancelan de manera efectiva.

Este efecto de cancelacin ayuda adems a evitar la interferencia proveniente de fuentes internas denominada crosstalk. Crosstalk es la interferencia ocasionada por campos magnticos alrededor de los pares adyacentes de alambres en un cable. Cuando la corriente elctrica fluye a travs de un alambre, se crea un campo magntico circular a su alrededor. Cuando la corriente fluye en direcciones opuestas en los dos alambres de un par, los campos magnticos, como fuerzas equivalentes pero opuestas, producen un efecto de cancelacin mutua. Adems, los distintos pares

de cables que se trenzan en el cable utilizan una cantidad diferente de vueltas por metro para ayudar a proteger el cable de la crosstalk entre los pares.

Estndares de cableado UTP:

El cableado UTP que se encuentra comnmente en el trabajo, las escuelas y los hogares cumple con los estndares estipulados en conjunto por la Asociacin de las Industrias de las Telecomunicaciones (TIA) y la Asociacin de Industrias Electrnicas (EIA). TIA/EIA-568A estipula los estndares comerciales de cableado para las instalaciones LAN y es el estndar de mayor uso en entornos de cableado LAN. Algunos de los elementos definidos son:

Tipos de cables:

Longitudes de los cables Conectores Terminacin de los cables Mtodos para realizar pruebas de cable

El Instituto de Ingenieros Elctricos y Electrnicos (IEEE) define las caractersticas elctricas del cableado de cobre. IEEE califica el cableado UTP segn su rendimiento. Los cables se dividen en categoras segn su capacidad para transportar datos de ancho de banda a velocidades mayores. Por ejemplo, el cable de Categora 5 (Cat5) se utiliza comnmente en las instalaciones de FastEthernet 100BASE-TX. Otras categoras incluyen el cable de Categora 5 mejorado (Cat5e) y el de Categora 6 (Cat6).

Los cables de categoras superiores se disean y fabrican para admitir velocidades superiores de transmisin de datos. A medida que se desarrollan y adoptan nuevas tecnologas Ethernet de velocidades en gigabits, Cat5e es el tipo de cable mnimamente aceptable en la actualidad. Cat6 es el tipo de cable recomendado para nuevasinstalaciones edilicias.

Algunas personas conectan redes de datos utilizando los sistemas telefnicos existentes. Generalmente, el cableado de estos sistemas es algn tipo de UTP de categora inferior en comparacin con los estndares actuales de Cat5+.

La instalacin de cableado menos costoso pero de calificacin inferior resultapoco til y limitada. Si se decide adoptar posteriormente una tecnologa LAN ms rpida, es posible que se requiera el reemplazo total de la infraestructura del cableado instalado.

Tipos de cable UTP:

El cableado UTP, con una terminacin de conectores RJ-45, es un medio comn basado en cobre para interconectar dispositivos de red, como computadoras, y dispositivos intermedios, como routers y switches de red.

Segn las diferentes situaciones, es posible que los cables UTP necesiten armarse segn las diferentes convenciones para los cableados. Esto significa que los alambres individuales del cable deben conectarse en diferentes rdenes para distintos grupos de pins en los conectores RJ-45. A continuacin se mencionan los principales tipos de cables que se obtienen al utilizar convenciones especficas de cableado:

Cable de conexin directa de Ethernet Cable de conexin cruzada de Ethernet Cable de consola

Es posible que la utilizacin de un cable de conexin cruzada o de conexin directa en forma incorrecta entre los dispositivos no dae los dispositivos pero no se producir la conectividad y la comunicacin entre los dispositivos. Si no se logra la conectividad, la primera medida para resolver este problema es verificar que las conexiones de los dispositivos sean correctas.

Tipo de CableEstndarAplicacinCable de conexindirecta de EthernetAmbos extremos T568A oambos extremos T568BConexin de un host de red a undispositivo de red como un switch o hub .Cable de conexincruzado de EthernetUn extremo T568A, otroextremo T568B.Conexin de dos hosts de red.Conexin de dos dispositivoa intermediarios de red (switch a switcho Router a router)

Se utilizan otros dos tipos de cable de cobre:

1. Coaxial

2. Par trenzado blindado (STP)

Cable coaxial:

El cable coaxial consiste en un conductor de cobre rodeado de una capa de aislante flexible, como se muestra en la figura.

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Sobre este material aislante hay una malla de cobre tejida o una hoja metlica que acta como segundo alambre del circuito y como blindaje para el conductor interno. La segunda capa o blindaje reduce la cantidad de interferencia electromagntica externa. La envoltura del cable recubre el blindaje.

Todos los elementos del cable coaxial rodean el conductor central. Esta construccin se denomina coaxial (o coax como abreviatura) ya que todos comparten el mismo eje.

Usos del cable coaxial

El diseo del cable coaxial ha sido adaptado para diferentes necesidades. El coaxial es un tipo de cable importante que se utiliza en tecnologas de acceso inalmbrico o por cable. Estos cables se utilizan para colocar antenas en los dispositivos inalmbricos. Tambin transportan energa de radiofrecuencia (RF) entre las antenas y el equipo de radio.

Es el medio de uso ms frecuente para transportar seales elevadas de radiofrecuencia mediante cableado, especialmente seales de televisin por cable. La televisin por cable tradicional, con transmisin exclusiva en una direccin, estaba totalmente compuesta por cable coaxial.

Actualmente, los proveedores de servicio de cable estn convirtiendo sistemas de una a dos vas para suministrar conectividad de Internet a sus clientes. Para ofrecer estos servicios, las partes de cable coaxial y los elementos de amplificacin compatibles se reemplazan por cables de fibra ptica multimodo. Sin embargo, la conexin final hacia la ubicacin del cliente y el cableado dentro de sus instalaciones an sigue siendo de cable coaxial. Este uso combinado de fibra y coaxial se denomina fibra coaxial hbrida (HFC).

En el pasado, el cable coaxial se utilizaba para las instalaciones Ethernet. Hoy en da, el UTP (Par trenzado no blindado) ofrece costos ms bajos y un ancho de banda mayor que el coaxial y lo ha reemplazado como estndar para todas las instalaciones Ethernet.

Existen diferentes tipos de conectores con cable coaxial.

Cable de par trenzado blindado (STP):

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Otro tipo de cableado utilizado en las redes es el par trenzado blindado (STP). STP utiliza dos pares de alambres que se envuelven en una malla de cobre tejida o una hoja metlica.

El cable STP cubre todo el grupo de alambres dentro del cable al igual que los pares de alambres individuales. STP ofrece una mejor proteccin contra el ruido que el cableado UTP pero a un precio considerablemente superior.

Durante muchos aos, STP fue la estructura de cableado de uso especfico en instalaciones de red Token Ring. Con la disminucin en el uso de Token Ring, tambin se redujo la demanda de cableado de par trenzado blindado. El nuevo estndar de 10 GB para Ethernet incluye una disposicin para el uso del cableado STP. Esta medida vuelve a generar inters en el cableado de par trenzado blindado.

Medios de Fibra:

El cableado de fibra ptica utiliza fibras de plstico o de vidrio para guiar los impulsos de luz desde el origen hacia el destino. Los bits se codifican en la fibra como impulsos de luz. El cableado de fibra ptica 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 banda potencial de este medio.

Comparacin entre cableado de cobre y de fibra ptica

Teniendo en cuenta que las fibras utilizadas en los medios de fibra ptica no son conductores elctricos, este medio es inmune a la interferencia electromagntica y no conduce corriente elctrica no deseada cuando existe un problema de conexin a tierra. Las fibras pticas pueden utilizarse en longitudes mucho mayores que los medios de cobre sin la necesidad de regenerar la seal, ya que son finas y tienen una prdida de seal relativamente baja. Algunas especificaciones de la capa fsica de fibra ptica admiten longitudes que pueden alcanzar varios kilmetros.

Algunos de los problemas de implementacin de medios de fibra ptica:

Ms costoso (comnmente) que los medios de cobre en la misma distancia (pero para una capacidad mayor) Se necesitan diferentes habilidades y equipamiento para terminar y empalmar la infraestructura de cables Manejo ms cuidadoso que los medios de cobre

En la actualidad, en la mayor parte de los entornos empresariales se utiliza principalmente la fibra ptica como cableado backbone para conexiones punto a punto con una gran cantidad de trfico entre los servicios de distribucin de datos y para la interconexin de los edificios en el caso de los campus compuestos por varios edificios. Ya que la fibra ptica no conduce electricidad y presenta una prdida de seal baja, es ideal para estos usos.

Fabricacin del cable:

Los cables de fibra ptica consisten en un revestimiento exterior de PVC y un conjunto de materiales de refuerzo que rodean la fibra ptica y su revestimiento. El revestimiento rodea la fibra de plstico o de vidrio y est diseado para prevenir la prdida de luz de la fibra. Se requieren dos fibras para realizar una operacin full duplex ya que la luz slo puede viajar en una direccin a travs de la fibra ptica. Los patch cables de la fibra ptica agrupan dos cables de fibra ptica y su terminacin incluye un par de conectores de fibra nicos y estndares. Algunos conectores de fibra aceptan fibras receptoras y transmisoras en un nico conector.

Produccin y deteccin de seales pticas:

Los lseres o diodos de emisin de luz (LED) generan impulsos de luz que se utilizan para representar 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 pueden reconstruirse 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 monomodo:

En trminos generales, los cables de fibra ptica pueden clasificarse en dos tipos: monomodo y multimodo.

La fibra ptica monomodo transporta un slo rayo de luz, generalmente emitido desde un lser. Este tipo de fibra puede transmitir impulsos pticos en distancias muy largas, ya que la luz del lser es unidireccional y viaja a travs del centro de la fibra.

La fibra ptica multimodo a menudo utiliza emisores LED que no generan una nica ola de luz coherente. En cambio, la luz de un LED ingresa a la fibra multimodo en diferentes ngulos. Los tendidos extensos de fibra pueden generar impulsos poco claros al recibirlos en el extremo receptor ya que la luz que ingresa a la fibra en diferentes ngulos requiere de distintos perodos de tiempo para viajar a travs de la fibra. Este efecto, denominado dispersin modal, limita la longitud de los segmentos de fibra multimodo.

La fibra multimodo y la fuente de luz del LED que utiliza resultan ms econmicas que la fibra monomodo y su tecnologa del emisor basada en lser.

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Ncleo pequeo. Menor dispersin. Ideal para aplicaciones de larga distancia(hasta 100km).Usa lsers como fuente de luz y es comnmente utilizado como backbones de campus, para distancias de varios miles de metros.

Medios Inalmbricos: Ncleo mayor que el del cable monomodo(50 micrones o mayor).Permite mayor dispersin y, por lo tanto, prdida de seal.Adecuado para aplicaciones de larga distancia, pero para menores distancias que el monomodo (hasta 2km)Usa LED como fuente de luz y es comnmente utilizado en redes LAN o paradistancias de unos doscientos metros deredes de campus.

Los medios inalmbricos transportan seales electromagnticas mediante frecuencias de microondas y radiofrecuencias que representan losdgitos binarios de las comunicaciones de datos. Como medio de red, el sistema inalmbrico no se limita a conductores o canaletas, como en el caso de los medios de fibra o de cobre.

Las tecnologas inalmbricas de comunicacin de datos funcionan bien en entornos abiertos. Sin embargo, existen determinados materiales deconstruccin utilizados en edificios y estructuras, adems del terreno local, que limitan la cobertura efectiva. El medio inalmbrico tambin es susceptible a la interferencia y puede distorsionarse por dispositivos comunes como telfonos inalmbricos domsticos, algunos tipos de luces fluorescentes, hornos microondas y otras comunicaciones inalmbricas.

Los dispositivos y usuarios que no estn autorizados a ingresar a la red pueden obtener acceso a la transmisin, ya que la cobertura de la comunicacin inalmbrica no requiere el acceso a una conexin fsica de los medios. Por lo tanto, la seguridad de la red es el componente principal de la administracin de redes inalmbricas.

Tipos de redes inalmbricas

Los estndares de IEEE y de la industria de las telecomunicaciones sobre las comunicaciones inalmbricas de datos abarcan la capas fsica y de Enlace de datos. Los cuatro estndares comunes de comunicacin de datos que se aplican a los medios inalmbricos son:

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IEEE estndar 802.11: Comnmente denominada Wi-Fi, se trata de una tecnologa LAN inalmbrica (Red de rea local inalmbrica, WLAN) que utiliza una contencin o sistema no determinista con un proceso de acceso a los medios de Acceso mltiple con deteccin de portadora/Prevencin de colisiones (CSMA/CA). IEEE estndar 802.15: Red de rea personal inalmbrica (WPAN) estndar, comnmente denominada "Bluetooth", utiliza un proceso de emparejamiento de dispositivos para comunicarse a travs de una distancia de 1 a 100 metros. IEEE estndar 802.16: Comnmente conocida como WiMAX (Interoperabilidad mundial para el acceso por microondas), utiliza una topologa punto a multipunto para proporcionar un acceso de ancho de banda inalmbrico. Sistema global para comunicaciones mviles (GSM): Incluye las especificaciones de la capa fsica que habilitan la implementacin del protocolo Servicio general de radio por paquetes (GPRS) de capa 2 para proporcionar la transferencia de datos a travs de redes de telefona celular mvil.

Otros tipos de tecnologas inalmbricas, como las comunicaciones satelitales, ofrecen una conectividad de red de datos para ubicaciones sin contar con otros medios de conexin. Los protocolos, incluso GPRS, permiten la transferencia de datos entre estaciones terrestres y enlaces satelitales.

Las especificaciones de la capa fsica se aplican a reas que incluyen: datos para la codificacin de seales de radio, frecuencia y poder de transmisin, recepcin de seales y requisitos decodificacin y diseo y construccin de la antena.

LAN inalmbrica:

Una implementacin comn de transmisin inalmbrica de datos permite a los dispositivos conectarse en forma inalmbrica a travs de una LAN. En general, una LAN inalmbrica requiere los siguientes dispositivos de red:

Punto de acceso inalmbrico (AP): Concentra las seales inalmbricas de los usuarios y se conecta, generalmente a travs de un cable de cobre, a la infraestructura de red existente basada en cobre, como Ethernet.

Adaptadores NIC inalmbricos: Proporcionan capacidad de comunicacin inalmbrica a cada host de la red.

A medida que la tecnologa ha evolucionado, ha surgido una gran cantidad de estndares WLAN basados en Ethernet. Se debe tener precaucin al comprar dispositivos inalmbricos para garantizar compatibilidad e interoperabilidad.

Los estndares incluyen:

IEEE 802.11a: opera en una banda de frecuencia de 5 GHz y ofrece velocidades de hasta 54Mbps. Posee un rea de cobertura menor y es menos efectivo al penetrar estructuras edilicias ya que opera en frecuencias superiores. Los dispositivos que operan conforme a este estndar no son interoperables con los estndares 802.11b y 802.11g descritos a continuacin.

IEEE 802.11b: opera en una banda de frecuencia de 2.4 GHz y ofrece velocidades de hasta 11Mbps. Los dispositivos que implementan este estndar tienen un mayor alcance y pueden penetrar mejor las 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 54Mbps. Por lo tanto, los dispositivos que implementan este estndar operan en la misma radiofrecuencia y tienen 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 propuesto define la frecuencia de 2.4 Ghz o 5 GHz. La velocidad tpica de transmisin de datos que se espera es de 100 Mbps a 210 Mbps con un alcance de distancia de hasta 70 metros.

Los beneficios de las tecnologas inalmbricas de comunicacin de datos son evidentes, especialmente en cuanto al ahorro en el cableadocostoso de las instalaciones y en la convenienciade la movilidad del host. Sin embargo, los administradores de red necesitan desarrollar y aplicar procesos y polticas de seguridad rigurosas para proteger las LAN inalmbricas del dao y el acceso no autorizado.

Conectores comunes de medios de cobre:

Los diferentes estndares de la capa fsica especifican el uso de distintos conectores. Estos estndares establecen las dimensiones mecnicas de los conectores y las propiedades elctricas aceptables de cada tipo de implementacin diferente en el cual se implementan.

Si bien algunos conectores pueden parecer idnticos, stos pueden conectarse de manera diferente segn la especificacin de la capa fsica para la cual fueron diseados. El conector RJ-45 definido por ISO 8877 se utiliza para diferentes especificaciones de la capa fsica en las que se incluye Ethernet. Otra especificacin, EIA-TIA 568, describe los cdigos de color de los cables para colocar pines a las asignaciones (diagrama de pines) para el cable directo de Ethernet y para los cables de conexin 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 pueden realizarse en sitio. Estas terminaciones incluyen conexiones engarzadas para la terminacin de medios Cat5 con tomas RJ-45 para fabricar patch cables y el uso de conexiones insertadas a presin en patch panels 110 y conectores RJ-45. La figura muestra algunos de los componentes de cableado de Ethernet.

Conectores comunes de fibra ptica:

Los conectores de fibra ptica incluyen varios tipos. La figura muestra algunos de los tipos ms comunes:

Punta Recta (ST) (comercializado por AT&T): un conector muy comn estilo Bayonet, ampliamente utilizado con fibra multimodo.

Conector suscriptor (SC): conector que utiliza un mecanismo de doble efecto para asegurar la insercin positiva. Este tipo de conector se utiliza ampliamente con fibra monomodo.

Conector Lucent (LC): un conector pequeo que est adquiriendo popularidad en su uso con fibra monomodo; tambin admite la fibra multimodo.

La terminacin y el empalme del cableado de fibra ptica requiere de equipo y capacitacin especiales. La terminacin incorrecta de los medios de fibra ptica producen una disminucin en las distancias de sealizacin o una falla total en la transmisin.

Tres tipos comunes de errores de empalme y terminacin de fibra ptica son:

Desalineacin: los medios de fibra ptica no se alinean con precisin al unirlos. Separacin de los extremos: no hay contacto completo de los medios en el empalme o la conexin. Acabado final: los extremos de los medios no se encuentran bien pulidos o puede verse suciedad en la terminacin.

Se recomienda el uso de un Reflectmetro ptico de dominio de tiempo (OTDR) para probar cada segmento del cable de fibra ptica. Este dispositivo introduce un impulso de luz de prueba en el cable y mide la retrodispersin y el reflejo de la luz detectados en funcin del tiempo. El OTDR calcular la distancia aproximada en la que se detectan estas fallan en toda la longitud del cable.

Se puede realizar una prueba de campo al emitir una luz brillante en un extremo de la fibra mientras se observa el otro extremo. Si la luz es visible, entonces la fibra es capaz de transmitir luz.

Si bien esta prueba no garantiza el funcionamiento de la fibra, es una forma rpida y econmica de detectar una fibra deteriorada.