Medios de transmisión.
Antes de ver los dispositivos de Interconexión, es importante hablar de los distintos medios de transmisión que nos podemos encontrar. Estos medios de transmisión se clasifican en guiados y no guiados. Los primeros son aquellos que utilizan un medio sólido (un cable) para la transmisión. Los medios no guiados utilizan el aire para transportar los datos: son los medios inalámbricos.
3.1. Medios guiados Los cables, medios guiados, transmiten impulsos eléctricos o lumínicos. Como ya hemos señalado al hablar del adaptador de red, los bits se transforman en la tarjeta de red y se convierten en señales eléctricas o lumínicas específicas y determinadas por el protocolo que implemente esa red.
La velocidad de transmisión, el alcance y la calidad (ausencia de ruidos e interferencias)
son los elementos que caracterizan este tipo de medio. La evolución de esta tecnología ha
estado orientada por la optimización de estas tres variables.
Uno de los principales problemas de la transmisión de un flujo de datos por un cable eléctrico consiste en el campo magnético que se genera por el hecho de la circulación de los electrones. Este fenómeno es conocido como inducción electromagnética. La existencia de un campo magnético alrededor de un cable va a generar interferencias en los cables próximos debido a este mismo fenómeno.
Podemos considerar tres tipos de medios guiados distintos :
• Cable coaxial
• Par trenzado
• Fibra óptica.
Nota:
El cable de fibra óptica es un medio guiado de características muy particulares ya que, a pesar de tratarse de un cable, conduce luz, con comportamiento corpuscular y ondulatorio.
Cada uno de estos tipos de cable aporta una solución a los tres problemas definidos anteriormente. El cable coaxial, con su malla exterior, proporciona una pantalla para las interferencias, el cable de par trenzado permite que los campos electromagnéticos generados por la corriente eléctrica se acoplen y se evite así la interferencia.
Del mismo modo que se ha tratado de solucionar el problema del acoplamiento de la señal se han buscado soluciones para disminuir la atenuación que sufre ésta según va circulando por el cable y que es mayor cuanta más distancia debe recorrer, por lo que este factor limita considerablemente la longitud de cable que se puede instalar sin regenerar la señal.
Generalmente, en los cables de cobre un mayor grosor del conductor hace que la atenuación
sea menor; sin embargo, la solución mejor a este problema es el cable de fibra óptica. a) Cable coaxial
La denominación de este cable proviene de su peculiar estructura en la que los dos conductores comparten un mismo eje, no se situan uno al lado del otro sino que uno de los conductores envuelve al otro.
El cable coaxial es similar al cable utilizado en las antenas de televisión: un hilo de cobre en la parte central rodeado por una malla metálica y separados ambos elementos conductores por un cilindro de plástico, protegidos por una cubierta exterior.
Los tipos de cable coaxial para redes LAN son:
• Thinnet (ethernet fino) : de 0,195 pulgadas (unos 0,64 cm) y con capacidad para transportar una señal hasta unos 185 m y una impedancia de 50 Ω. Es un cable flexible y de fácil instalación (comparado con el cable coaxial grueso). Se corresponde con el estandar RG58 y puede tener su núcleo constituido por un cable de cobre o una serie de hilos entrelazados.
• Thicknet (ethernet grueso): Fue el primer cable montado en redes Ethernet. Tiene 0,405 pulgadas de grosor (1,27 cm) y capacidad para transportar la señal a más de 500 m. Al ser un cable más grueso, se hace mucho más difícil su instalación y está, prácticamente, en desuso. Este cable se corresponde al estándar RG-8/U y posee un característico color amarillo con marcas cada 2,5 m que designas los lugares en los que se pueden insertar los ordenadores al bus.
Elementos de conexión. Las redes que utilizan Thinnet requieren que los adaptadores de red tengan un conector apropiado: los ordenadores se conectan entre si formando una fila y usando conectores en T o en Y (denominados BNC T). Uno de los extremos se utiliza para la conexión al ordenador, y los otros dos para la unión del cable.
En los extremos del bus hay que colocar un terminador, que no es más que una resistencia de 50 ohmios que evita que la señal se repita al llegar al final del cable y produzca colisiones con otras señales.
Nota:
Existen varias versiones sobre el significado de las siglas BNC; British Naval
Connector, Bayonet Nelly-Councelman y otros.
En ocasiones es necesario acoplar dos cables para alargar la longitud del bus, para realizar esta función se emplea un conector barrel. El cable coaxial grueso también se puede acoplar a un bus empleando una conexión vampiro a través de un transceiver. En este caso, la conexión entre el transceiver y el equipo se realizaría a través de un puerto AUI de 15 pins.
Cuando se deben emplear dos cables thicknet se deben acoplar empleando una conexión especial en N que incorpora una resistencia para evitar el retroceso de la señal.
El cable coaxial es menos susceptible a interferencias y ruidos que el cable de par trenzado y puede ser usado a mayores distancias que éste. Puede soportar más estaciones en una línea compartida. Es un medio de transmisión muy versátil con un amplio uso. Las más importantes son:
• Redes de área local
• Transmisión telefónica de larga distancia
• Distribución de televisión a casa individuales (Televisión por cable).
Transmite señales analógicas y digitales, su frecuencia y velocidad son mayores
que la del par trenzado.
Nota:
La televisión por cable y el acceso a Internet a través de este medio emplea el cable coaxial RG59 de 75 Ω, que permite las transmisiones de banda ancha.
Uno de los mayores inconvenientes de este tipo de cable es su grosor, superior al del cable de par trenzado, que dificulta mucho su instalación, encareciendo ostensiblemente el coste por mano de obra, de ahí, que pese a sus ventajas en cuanto a velocidad de comunicación y longitud permitida, no se presente de forma habitual en las redes LAN.
b) Cable par trenzado
El par trenzado es parecido al cable telefónico, consta de 8 hilos trenzados dos a dos identificados por colores para facilitar su instalación. Se trenza con el propósito de reducir interferencias. Dependiendo del número de trenzas por unidad de longitud, los cables de par trenzado se clasifican en categorías. A mayor número de trenzas, se obtiene una mayor velocidad de transferencia gracias a que se provocan menores interferencias.
Los cables par trenzado pueden ser a su vez de dos tipos:
• UTP (Unshielded Twisted Pair, par trenzado no apantallado)
• STP (Shielded Twisted Pair, par trenzado apantallado)
Los cables sin apantallado son los más utilizados debido a su bajo coste y facilidad de instalación. Los cables STP están embutidos en una malla metálica que reduce las interferencias y mejora las características de la transmisión. Sin embargo, tienen un coste elevado y al ser más gruesos son más complicados de instalar.
El cable UTP.
El cable UTP.
El cable de par trenzado se divide en categorías y ofrece una serie de prestaciones en función del número de trenzas que se han aplicado a los pares. • Categoría 3, hasta 16 Mhz: Telefonía de voz, 10Base-T Ethernet y Token ring a 4 Mbs • Categoría 4, hasta 20 Mhz: Token Ring a 16 Mbs. • Categoría 5, hasta 100 Mhz: Ethernet 100Base-TX. • Categoría 5e, hasta 100 Mhz: Gigabit Ethernet • Categoría 6, hasta 250 Mhz.
Este tipo de cable debe emplear conectores RJ45 (registered jack) para unirse a los distintos elementos de hardware que componen la red. Actualmente, de los ocho cables sólo cuatro se emplean para transmitir datos y son los que se conectan a los pines 1, 2, 3 y 6 con las siguientes funciones:
Generalmente para construir una pequeña red con par trenzado se usa un concentrador o hub, que distribuye la información a las estaciones de trabajo. El cable STP.
Es el cable que conocemos como de par trenzado apantallado. Esta constituido por dos pares de hilos trenzados y se caracteriza por poseer una malla metálica que evita las interferencias del ruido electromagnético exterior. Su función es convertir el ruido exterior en una corriente eléctrica, algo que se consigue cuando todos los dispositivos utilizados mantienen una adecuada conexión a tierra, teniendo que estar también apantallados.
El apantallamiento debe estar formado por un material que conduzca la electricidad, de forma similar al cable que rodea y puede estar constituida por una malla de cables o por una fina lámina metálica (ScTP o FTP)
Nota:
El cableado debe estar preparado para tener un comportamiento adecuado en caso de incendios. La capa aislante que protege el cobre puede ser plenum si se desea que este comportamiento sea óptimo.
c) Cable de fibra óptica
En los cables de fibra óptica la información se transmite en forma de pulsos de luz. En un extremo del cable se coloca un diodo luminoso (LED) o bien un láser, que emite la señal luminosa. Al otro extremo se sitúa un detector de luz. Este cable permite que la atenuación sea mínima y que no se produzca la interferencia de campos magnéticos,
de manera que la longitud a la que se pueden transmitir los datos empleando un solo
cable y la cantidad y velocidad en que se hace sea muy alta.
El medio de transmisión consiste básicamente en dos cilindros coaxiales de vidrios transparentes y de diámetros muy pequeños. El cilindro interior se denomina núcleo y el exterior se denomina envoltura, siendo el índice de refracción del núcleo algo mayor que el de la envoltura. En la superficie de separación entre el núcleo y la envoltura se produce un fenómeno de reflexión total de la luz, debido a la diferencia en el índice de refracción. Como consecuencia de esta estructura óptica todos los rayos de luz que se reflejan totalmente en dicha superficie se transmiten guiados a lo largo del núcleo de la fibra. Este conjunto está envuelto por una capa protectora.
Existen dos formas de transmisión:
• Monomodo: La luz, generada por un laser, viaja por el núcleo sin reflejarse en las paredes, presentando una única longitud de onda.. El cable empleado es grueso y apenas si se puede emplear en instalaciones LAN debido a que soporta muy bajo ángulo de curvatura. • Multimodo: La luz es producida por un led y viaja reflejándose en las paredes del cable transportando múltiples longitudes de onda
Nota:
La reflexión total de la luz se produce cuando un rayo pasa de un medio a otro
que posee un indice de refracción menor con un ángulo de incidencia superior al
ángulo crítico.
La velocidad de transmisión es muy alta, 10 Mb/seg siendo en algunas instalaciones especiales de hasta 500 Mb/seg. Sin embargo, su instalación y mantenimiento tiene un coste elevado. Este tipo de cable, además, permite que la señal se transmita a longitudes mayores que el par trenzado o el cable coaxial, de manera que se emplee cuando es necesario cubrir largas distancias o la cantidad de información es alta.
3.2. Medios no guiados.
3.2. Medios no guiados.
Los medios no guiados se basan en la propagación de ondas electromagnéticas por el espacio. Una radiación electromagnética tiene una naturaleza dual, como onda y como corpúsculo y su comportamiento dependerá de las características ondulatorias de la radiación, especialmente de la longitud de onda.
Ondas de radio. Ondas electromagnéticas cuya longitud de onda es superior a los 30 cm. Son capaces de recorrer grandes distancias, y pueden atravesar materiales sólidos, como paredes o edificios. Son ondas multi-direccionales: se propagan en todas las direcciones. Su mayor problema son las interferencias entre usuarios.
Estas ondas son las que emplean las redes WIFI, Home RF o Blue Thoot • Microondas. Se basa en la transmisión de ondas electromagnéticas cuya longitud de onda varía entre 30 cm y un milímetro. Estas ondas viajan en línea recta, por lo que emisor y receptor deben estar alineados cuidadosamente.
Tienen dificultades para atravesar edificios. Debido a la propia curvatura de la tierra, la distancia entre dos repetidores no debe exceder de unos 80 Kms. de distancia. Es una forma económica para comunicar dos zonas geográficasmediante dos torres suficientemente altas para que sus extremos sean visibles.
• Infrarrojos. Son ondas electromagnéticas (longitud de onda entre 1 milímetro y 750 nanómetros) direccionales incapaces de atravesar objetos sólidos (paredes, por ejemplo) que están indicadas para transmisiones de corta distancia. Las tarjetas de red inalámbricas utilizadas en algunas redes locales emplean esta tecnología: resultan muy cómodas para ordenadores portátiles. Sin embargo, no se consiguen altas velocidades de transmisión.
• Ondas de luz. Las ondas láser son unidireccionales. Se pueden utilizar para comunicar dos edificios próximos instalando en cada uno de ellos un emisor láser y un fotodetector.
A mayor longitud de onda de la radiación, el comportamiento se asemeja más al ondulatorio, mientras que si se disminuye la longitud de onda de la radiación, se produce una aproximación al comportamiento de la materia.
