Medios de Transmisión Guiados2.3.1 Capa física.

Medios de transmisión guiados

Cable coaxial

• Está formado por dos conductores concéntricos. • Un conductor central o núcleo, formado por un hilo sólido o trenza-do de cobre (llamado positivo o vivo). • Un conductor exterior en forma de tubo o vaina, y formado por una malla trenzada de cobre o aluminio. Este conductor exterior produce un efecto de blindaje y además sirve como retorno de las corrientes. • El primero está separado del segundo por una capa aislante llamada dieléctrico. De la calidad del dieléctrico dependerá principalmente la calidad del cable. • Todo el conjunto está protegido por una cubierta aislante.

Existen múltiples tipos de cable coaxial, cada uno con un diámetro e impedan-cia diferentes. El cable coaxial no es habitualmente afectado por interferen-cias 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).

Cable UTP

UTP es un tipo de cableado estructurado (sis-tema de cableado para redes interiores de comunicaciones) basado en cable de par tren-zado sin blindaje (UTP-Unshielded Twisted Pair). Se encuentra normalizado de acuerdo con la norma TIA/EIA-568-B.

Figura 1. Cable coaxial.

Figura 2. Cable UTP

Es un cable de cobre y, por tanto, conductor de electricidad, que se utiliza para telecomunicaciones y que consta de uno o más pares, ninguno de los cuales está blindado. Cada par -Pair- es un conjunto de dos conductores aislados con un recubrimiento plástico; este par se trenza -Twisted- para que las señales transportadas por ambos conductores (de la misma magnitud y sentido con-trario) no generen interferencias ni resulten sensibles a emisiones. La U de UTP significa ‘sin blindaje’ (Unshielded en su original inglés). Esto quiere decir que este cable no incorpora ninguna malla metálica que rodee ninguno de sus ele-mentos (pares) ni el cable mismo. Esta ausencia tiene ventajas y desventajas.

Entre las primeras: el cable es más económico, flexible, delgado y fácil de instalar. Además no necesita mantenimiento, ya que ninguno de sus compo-nentes precisa ser puesto a tierra.

En la actualidad, y para uso en redes de computadoras, se manejan las siguien-tes categorías: • CAT3 con un ancho de banda de 25 MHz en longitudes de 100m.

• CAT5 con un ancho de banda de 125 MHz en longitudes de 100m.

• CAT5 ofrece mejoras sobre CAT5 para permitir transmisión full Dúplex en cada par, con lo que manteniendo el mismo ancho de banda se puede usar en redes ethernet de 1Gb/s;

• CAT6 no está estandarizada, aunque ya está utilizándose. Se definirán sus características para un ancho de banda de 250 Mhz.

• CAT7 no está definida, y mucho menos estandarizada. Se definirá para un ancho de banda de 600 Mhz.

STP

STP, acrónimo de Shielded Twisted Pair o Par Trenzado Apantallado. El cable de par trenza-do apantallado es justamente lo que su nom-bre implica: cables de cobre aislados dentro de una cubierta protectora, con un número específico de trenzas por pie. STP se refiere a la cantidad de aislamiento alrededor del con-junto de cables y, por lo tanto, a su inmuni-dad al ruido al contrario que UTP (Unshielded Twisted Pair, “Par trenzado sin apantallar”) que no dispone de dicho aislamiento.

Figura 3. Cable STP.

Se emplea en redes de computadoras como Ethernet o Token Ring. Es más caro que la versión no apantallada, UTP.

Fibra óptica

La fibra óptica es una guía de ondas en forma de filamento, generalmente de vidrio (en realidad, de polisilicio), aunque también puede ser de materiales plás-ticos, capaz de guiar una potencia óptica (lumínica), generalmente introducida por un láser, o por un LED. Las fibras utilizadas en telecomunicación a largas distancias son siempre de vidrio, utilizándose las de plástico sólo en algunas redes de computadoras y otras aplicaciones de corta distancia, debido a que presentan mayor atenuación que las de cristal.

Cada filamento consta de un núcleo cen-tral de plástico o cristal (óxido de silicio y germanio) con un alto índice de refrac-ción, rodeado de una capa de un material similar con un índice de refracción ligera-mente menor. Cuando la luz llega a una superficie que limita con un índice de re-fracción menor, se refleja en gran parte, cuanto mayor sea la diferencia de índices y mayor el ángulo de incidencia, se habla entonces de reflexión interna total.

Así, en el interior de una fibra óptica, la luz se va reflejando contra las paredes en ángulos muy abiertos, de tal forma que prácticamente avanza por su centro. De este modo, se pueden guiar las señales luminosas sin pérdidas por largas distan-cias.

La fibra óptica ha representado una revolución en el mundo de las telecomu-nicaciones, por cuanto ha desplazado a los cables de cobre para la transmisión de grandes cantidades de información, sea en forma de canales telefónicos, te-levisión, datos, etcétera.

Figura 4. Fibra óptica.

Medios de transmisión no guiados

Red inalámbrica

Actualmente, el término se refiere a comunicación sin cables, usando frecuen-cias de radio u ondas infrarrojas. Entre los usos más comunes se incluyen a IrDA y las redes inalámbricas de computadoras. Ondas de radio de bajo po-der, como los que se emplean para transmitir información entre dispositivos, normalmente no tienen regulación, en cambio, transmisiones de alto poder requieren normalmente un permiso del estado para poder trasmitir en una fre-cuencia específica.

Red en la cual los medios de comunicación entre sus compo-nentes son ondas electromagnéticas.

Sus principales ventajas son que permiten una amplia liber-tad de movimientos, facilita la reubicación de las estaciones de trabajo, evitando la necesidad de establecer cableado y la rapidez en la instalación, sumado a menores costos que permiten una mejor inserción en economías reducidas.

Algunas de las técnicas utilizadas en las redes inalámbricas son: infrarrojos, microondas, láser y radio.

Codificación de la señal

El nivel físico recibe una trama binaria que debe convertir a una señal electro-magnética, de tal forma que a pesar de la degradación que pueda sufrir en el medio de transmisión vuelva a ser interpretable correctamente en el receptor. En el caso más sencillo el medio es directamente digital, como en el caso de las fibras ópticas, dado que por ellas se transmiten pulsos de luz.

Cuando el medio no es digital hay que codificar la señal, en los casos más sen-cillos la codificación puede ser por pulsos de tensión (PCM o Pulse Code Mo-dulation) (por ejemplo, 5 V para los “unos” y 0 V para los “ceros”), es lo que se llaman codificación unipolar NRZ. Otros medios se codifican mediante presen-cia o ausencia de corriente. En general, estas codificaciones son muy simples y no apuran bien la capacidad del medio. Cuando se quiere sacar más partido al medio se usan técnicas de modulación más complejas, y suelen ser muy de-pendientes de las características del medio concreto.

Figura 5. Antena.

En los casos más complejos, como suelen ser las comunicaciones inalámbricas, se pueden dar modulaciones muy sofisticadas, este es el caso de los estánda-res Wi-Fi, con técnicas de modulación complejas de espectro ensanchado.

Medios compartidos

Indirectamente el tipo de conexión que se haga en la capa física puede influir en el diseño de la capa de Enlace. Atendiendo al número de equipos que com-parten un medio, hay dos posibilidades:

• Conexiones punto a punto: que se establecen entre dos equipos y que no admiten ser compartidas por terceros.

• Conexiones multipunto: en las que dos o más equipos pue-den usar el medio.

• Así, por ejemplo, la fibra óptica no permite fácilmente co-nexiones multipunto y, por el contrario, las conexiones ina-lámbricas son inherentemente multipunto.

La técnica utilizada para lograr que los nodos sobre la red accedan el cable o medio de comunicación y evitar que dos o más estaciones intenten transmitir simultáneamente es trabajo del nivel 2, la capa de enlace.

Conexiones punto a punto

En una red punto a punto, los dispositivos en red actúan como socios iguales, o pares entre sí. Como pares, cada dispositivo puede tomar el rol de esclavo o la función de maestro. En un momento, el dispositivo A, por ejemplo, puede tomar una solicitud de un mensaje / dato del dispositivo B, al que responde enviando el mensaje / dato al dispositivo A. El dispositivo A funciona como es-clavo, mientras que B funciona como maestro. Un momento después los dis-positivos A y B pueden revertir los roles: B, como esclavo, hace una solicitud a A, y A, como maestro, responde a la solicitud de B. A y B permanecen en una

Figura 6. Una red punto a punto.

relación recíproca o par entre ellos. Las redes punto a punto son relativamente fáciles de instalar y operar. A

medida que las redes crecen, las relaciones punto a punto se vuelven más difí-ciles de coordinar y operar. Su eficiencia decrece rápidamente a medida que la cantidad de dispositivos en la red aumenta.

Conexiones multipunto

En una red punto a punto cualquiera de sus estaciones puede proporcionar ser-vicios, puesto que puede ofrecer sus recursos a las restantes estaciones de tra-bajo. Así mismo, pueden ser receptores, que pueden acceder a los recursos de otras estaciones sin compartir la suyas propias.

Figura 7. Una red multipunto.