1
2.1 Introducción a LANs (I) LAN: red de datos de alta velocidad, tolerante a fallas,
cubre área geográfica pequeña, conectan estaciones de trabajo, impresoras, PCs, etc. permitiendo acceso compartido a dispositivos y aplicaciones, intercambio compartido a dispositivos y aplicaciones, intercambio de archivos, etc.
2
2.1 Introducción a LANs (II)Las redes LAN podemos dividirlas en: LAN tradicionales: IEEE 802.3, IEEE 802.4 y
IEEE 802.5 (Ethernet, Token Bus y Token Ring). LAN rápidas: Fast Ethernet, 100VGAnyLAN, LAN rápidas: Fast Ethernet, 100VGAnyLAN,
FDDI, ATM, Gigabit Ethernet y 10 Gigabit Ethernet.
LAN inalámbricas.
3
2.2 Protocolos LANs y Modelo OSI
4
2.3 Topologías LAN
5
2.4 El Medio Físico Medios guiados
Cables metálicos: coaxiales, pares trenzados
Cables de fibra óptica: monomodo y Cables de fibra óptica: monomodo y multimodo
Medios no guiados
Enlaces InfrarojosEnlaces de RadioEnlaces Vía Satélite
6
Velocidad de propagación de las ondas electromagnéticas
Medio Velocidad (Km/s)
Vacío o aire 300.000
Cobre 200.000 (aprox.)
La velocidad de propagación impone un retardo mínimo en la transmisión de información
¿Éste es el único retardo a considerar?
7
Cobre 200.000 (aprox.)
Fibra Óptica 180.000 (aprox.)
Problemas de la transmisión de señales en cables metálicos Atenuación
La señal se reduce con la distancia debido a: Calor (resistencia)
Emisión electromagnética al ambiente Emisión electromagnética al ambiente La pérdida por calor es menor cuanto más
grueso es el cable La pérdida por emisión electromagnética es
menor cuanto más apantallado está el cable La atenuación aumenta con la frecuencia
8
Atenuación A 10 MHz la potencia de la señal en un cable RG-58
(coaxial fino) se reduce a:
la mitad en 75m (-3 dB) la cuarta parte en 150m (-6 dB) la cuarta parte en 150m (-6 dB) la octava parte en 225m (-9 dB)
La atenuación del cable RG-58 a 10 MHz es de 4 dB/100m.
9
Problemas de la transmisión de señales en cables metálicos
Desfase. Variación de la velocidad de propagación de la señal en función de la frecuencia.
Interferencia electromagnética:
Externa. Solo es importante en cable no apantalladoapantallado
De señales paralelas: crosstalk. La diafonía puede deberse al NEXT o FEXT
El efecto de crosstalk aumenta con la frecuencia
10
Crosstalk
11
La señal inducida en cables vecinos se propaga
en ambas direcciones
Near end Crosstalk (NEXT)
12
NEXT lo produce la señal inducida que vuelve y es percibida en el lado del emisor
Far end crosstalk (FEXT)
13
FEXT lo produce la señal inducida que es percibida en el lado receptor. Es mas débil que el NEXT
Componentes del Crosstalk: FEXT y NEXT El FEXT y el NEXT aumentan con la frecuencia. El NEXT es más fuerte que el FEXT porque la
intensidad de la señal inducida en el extremo cercano es mayor.es mayor.
Si se usa una frecuencia distinta en cada sentido el NEXT no genera problemas
14
Reduciendo el Crosstalk
15
Atenuación y Crosstalk Atenuación: compensar con emisor más potente o
receptor más sensible. Crosstalk (NEXT) impone limitación en el uso de
estas técnicas A medida que aumenta la frecuencia la atenuación A medida que aumenta la frecuencia la atenuación
y el crosstalk aumentan. Para un cable dado existe una frecuencia a la cual la
intensidad del crosstalk es comparable a la señal, esa es la frecuencia máxima aprovechable y fija su BW
16
Señal recibida = señal atenuada del emisorRuido = NEXT (principalmente)
Transmisor
Interferencia externa (despreciable)
Señal
La relación señal/ruido
Receptor
17
Transmisor
Receptor
Host Switch/Hub
Señal
NEXT
Transmisión de la señal en una conexión LAN sobre cable de pares trenzados
Receptor
Transmisor
Se necesita más señal (electrones azules y morados) que NEXT (electrones grises)
Tx Rx
Señal
18
Rx
Host
Tx
Switch/Hub
Señal
¡Problemas!
NEXT NEXT
ACR La calidad de un cable para transmitir una señal viene
dada por la razón entre atenuación y crosstalk, que se denomina ACR (Attenuation Crosstalk Ratio)
El ACR refleja el margen de seguridad con que funciona el cable (rango dinámico)funciona el cable (rango dinámico)
La atenuación y el crosstalk son medibles con los equipos certificadores de redes. El ACR se calcula.
19
ACR
20
Cable coaxial Es el que tiene menor atenuación y menor
interferencia. La impedancia puede ser de 50 o 75 Ω
50 Ω: usado en redes locales Ethernet (10BASE2 y 10BASE5)10BASE5)
75 Ω: usado en conexiones WAN y redes CATV (Community Antenna TeleVision)
21
Cable coaxial
22
Usado en sistema telefónico Los pares van trenzados para minimizar
interferencias Inadecuado para largas distancias por la atenuación Según el apantallamiento puede ser:
Cable de pares trenzados (I)
Según el apantallamiento puede ser:
UTPSTPFTP o ScTP
23
Cable de pares trenzados (II)
24
Cable de pares trenzados (II)
25
Categorías de cables de pares trenzados
Cat. Vuelta/m f (MHz) Bit Rate (Mbps)
1 0 N.E. No se utiliza
2 0 1 1 (2 pares)
3 10-16 16 100 (2 pares)
26
3 10-16 16 100 (2 pares)
4 16-26 20 100 (2 pares)
5 26-33 100 1000 (4 pares)
5e 80-100 100 1000 (4 pares)
6 250 4000 (4 pares)
7 600 10000 (4 pares)
7a 1000 40000 (4 pares)
Cat5e es un estándar
27
Conectores Cat7
28
Cableado estructurado (I) 1984: AT&T pierde juicio de monopolio telecomunicaciones
en USA. 1985: primeros sistemas de cableado integrado LANs pasan
de usar cable coaxial al cable de pares 1991: aparecen estándares de cableado estructurado EIA/TIA
568 e ISO/IEC 11801. Ambos estándares son muy similares, aunque difieren en algunos detalles, especialmente en aunque difieren en algunos detalles, especialmente en nomenclatura.
29
“Chicote”
Enlace básico
(max. 90 m) Roseta
“Chicote” Patch panel
Cableado estructurado (II)
30
Rack de
comunicaciones
Enlace = enlace básico + Chicotes
max. 100 mSwitch/Hub
Cableado estructurado (III)
31
Formas estándar de cablear conector RJ45
1 3 42 6 7 85 1 3 42 6 7 85
Par 3
Par 2
Par 1 Par 4 Par 2
Par 3
Par 1 Par 4
B/V V B/N A B/A N B/M M B/N N B/V A B/A MB/MV
32
T568A T568B
Colores: Par 1: A y B/A (Azul y Blanco/Azul)
Par 2: N y B/N (Naranja y Blanco/Naranja)
Par 3: V y B/V (Verde y Blanco/Verde)
Par 4: M y B/M (Marrón y Blanco/Marrón)
10/100 BASE-T usa:
1-2 para TX
3-6 para RX
Cómo Hacer un Cable
33
Cómo Hacer un Cable
34
Cómo Hacer un Cable
35
Fibras ópticas+ Mayor ancho de banda, mayor capacidad
+ Mucho menor atenuación, mayor alcance
+ Inmune a las interferencias radioeléctricas
+ Tasa de errores muy baja+ Tasa de errores muy baja
- Costo más elevado
- Manipulación más compleja y delicada
36
Fibras ópticas
37
Fibras ópticas Transmisión simplex, dúplex requiere dos fibras Dos tipos de diodos:
LED: corto alcance y bajo costoLáser: largo alcance y costo elevadoLáser: largo alcance y costo elevado
Dos tipos de fibras:
Multimodo: 62,5/125 µm o 50/125 µm Monomodo: 9/125 µm
38
Ley de Snell
Postulados del Modelo de Rayo de la luz:
1. La luz viaja en forma de rayo. Estos rayos son emitidos por fuentes y pueden ser observados cuando ellos alcanzan un detector óptico.
2. Un medio óptico está caracterizado por una cantidad
mc
cn =
39
2. Un medio óptico está caracterizado por una cantidad n≥1 llamado Índice de Refracción.
3. En un medio no-homogéneo, el índice de refracción n posee dependencia espacial. Es decir, n(x,y,z). En un medio homogéneo, n es constante en ese espacio.
Ley de Snell
( ) ( )2211 sinsin θθ ⋅=⋅ nn
40
Ejemplo: Aire (in) – Agua
( ) ( )2211 sinsin θθ ⋅=⋅ nn
n1 Ángulo 1 n2 Ángulo 2
1,01 0 1,33 0
1,01 1 1,33 0,759382191
1,01 2 1,33 1,518666527
1,01 3 1,33 2,277755027
1,01 4 1,33 3,036549461
1,01 5 1,33 3,794951224
1,01 6 1,33 4,552861209
1,01 7 1,33 5,3101796811,01 7 1,33 5,310179681
1,01 8 1,33 6,066806148
1,01 9 1,33 6,822639233
1,01 10 1,33 7,577576542
1,01 20 1,33 15,05415641
1,01 30 1,33 22,31555543
1,01 40 1,33 29,219169
1,01 45 1,33 32,47994957
1,01 50 1,33 35,57534569
1,01 60 1,33 41,12704471
1,01 70 1,33 45,53859607
1,01 80 1,33 48,42195091
1,01 90 1,33 49,43624017
41
El primer medio es Aire y el segundo es Agua.
Note que el Ángulo 2, es más pequeño que el ángulo 1
Ejemplo: Agua (in) - AireCuidado: Aquí el índice de refracción del Agua es mayor que el índice de refracción del Aire.
Notemos que el rayo Trasmitido esta más alejado
42
Trasmitido esta más alejado que el rayo incidente.
Calculemos…
Ejemplo: Agua (in) - Aire
n1 Ángulo Incidente n2 Ángulo Refractado
1,33 0 1,01 0
1,33 10 1,01 13,21846025
1,33 20 1,01 26,76777527
1,33 30 1,01 41,17700075
1,33 40 1,01 57,81779209
1,33 45 1,01 68,58990345
1,33 46 1,01 71,276675
1,33 47 1,01 74,3386229
1,33 48 1,01 78,06018695
1,33 49 1,01 83,48135438
1,33 49,1 1,01 84,28622314
1,33 49,2 1,01 85,22103274
1,33 49,3 1,01 86,38398741
1,33 49,4 1,01 88,15792256
1,33 49,5 1,01 Error!!
1,33 50 1,01 Error!!
1,33 60 1,01 Error!!
43
Algo paso entre el ángulo
49,4 y 49,5
Reflexión Total Interna TIR
=
1
2arcsinn
n
cθ
El ángulo donde se produjo el problema se le conoce como Ángulo Critico
Al Fenómeno que se produce después de ese ángulo se le conoce
44
Al Fenómeno que se produce después de ese ángulo se le conoce como Reflexión Total Interna TIR
Reflección Total Interna
45
Reflección Total InternaSi se refleja una vez, Se puede reflejar muchas más…
46
Fibra Óptica Básica
Esta es la esencia de la fibra óptica, un sistema de dos índices de refracción distintos, donde el del núcleo es mayor que el del cladding. Fibra Monomodo: Core <12 µµm ; Cladding ~ 125 µµm Fibra Multimodo: Core 50-200 µµm ; Cladding 125-400 µµm
47
Apertura Numérica. NA.
48
Apertura Numérica. AN. Si los fabricantes nos proporcionan la apertura
numérica, fácilmente podemos obtener el ángulo máximo de aceptación de la luz.
49
Pérdidas por deformaciones
50
Microbending Macrobending
Tipos de fibras ópticas
51
¿Cuál es Cuál?
52
Multimodo Fiber Optic Single Mode Fiber Optic
Dispersión en fibras ópticas En multimodo con luz normal el haz se produce un
ensanchamiento del pulso debido a los diferentes haces de luz que viajan por la fibra.
El efecto es proporcional a la velocidad y a la distancia. El efecto es proporcional a la velocidad y a la distancia. Se mide por el parámetro ancho de banda
Sólo es importante en conexiones de alta velocidad
53
Característica LED Láser
Velocidad máxima Baja (622 Mbps) Alta (10 Gbps)
Fibra Multimodo Multimodo y Monomodo
Comparación de emisores defibra óptica LED y láser
54
Monomodo
Distancia Hasta 2 Km Hasta 160 Km
Vida media Larga Corta
Sensibilidad a la temperatura
Pequeña Elevada
Costo Bajo Alto
Atenuación
55
La ventana utilizada depende del tipo de aplicación
Vent Modo d (Km) Costo Usos
1ª
(850nm)
Multi 0,1 – 2 Bajo LAN
Alcance y usos de la fibra óptica
56
2ª
(1310 nm)
Multi 0,5 - 2 Medio LAN
2ª
(1310 nm)
Mono 40 Alto LAN, WAN
3ª
(1550 nm)
Mono 160 Muy alto WAN
Factores que influyen en la atenuación de un trayecto de fibra óptica Distancia a cubrir
“Chicotes”, empalmes y soldaduras
Curvas cerradas en la fibra
Suciedad en los conectores Suciedad en los conectores
Variaciones de temperatura
Envejecimiento de los componentes
57
Fibra vs cobre (I) La fibra tiene mayor ancho de banda La fibra no presenta el problema de crosstalk, EMI o
corrosión La fibra es más delgada y liviana La fibra es más delgada y liviana La fibra es difícil de intervenir La fibra es unidireccional La fibra es bastante más cara
58
Fibra vs cobre (II) Se recomienda utilizar fibra cuando:
Se conectan edificios diferentesSe usan velocidades altas o muy altasSe usan distancias de más de 100 mSe requiere máxima seguridadSe atraviesan atmósferas corrosivasSe corre el riesgo de tener fuerte EMI
Caso contrario, cobre es más barato…
59
Medios No Guiados Enlaces de radio Enlaces de microondas Infrarrojos Satélite Satélite
60
Enlaces de radio (I)Ventajas
Fáciles de generar Permiten viajar distancias largas Atraviesan edificios Atraviesan edificios Omnidireccionales
61
Enlaces de radio (II)Desventajas
Problemas atmosféricos EMI Ancho de banda bajo Ancho de banda bajo Requieren licencia gubernamental
62
Enlaces Microondas (I)Ventajas
Económicos Acceso a diversos lugares Transmisión direccional Transmisión direccional Mejor ancho de banda que enlaces de radio
63
Enlaces Microondas (II)Desventajas
Requieren línea de vista Requieren muchos repetidores No atraviesan edificios No atraviesan edificios Costo de mantención
64
Infrarrojos
Ventajas
Baratos Buen ancho de banda (dependiendo de la Buen ancho de banda (dependiendo de la
aplicación) No requieren antena Relativamente direccionales No necesitan licenciaDesventajas
Corta distancia No atraviesan objetos
65
SatélitesVentajas
Gran ancho de banda Permiten llegar a cualquier parteDesventajasDesventajas
Presentan retardo apreciable Costo elevado Problemas de seguridad Sensibles al clima
66
Top Related