MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN DE DATOS

MEDIOS FÍSICOS DE TRANSMISIÓN DE DATOS

Para que una red funcione, los dispositivos deben estar interconectados, ya sea por medios cableados o inalámbricos. El soporte físico a través del cual emisor y receptor pueden comunicarse se conoce como medio de transmisión de datos.

MEDIOS GUIADOS

Los medios guiados son aquellos que utilizan componentes físicos y sólidos para la transmisión de datos. Están constituidos por un cable conductor de un dispositivo al otro. Algunos de los medios de transmisión guiados más utilizados son: cables de pares trenzados, cables coaxiales y cables de fibra óptica.

El cable de par trenzado y el coaxial usan conductores metálicos como el cobre que acepta y transporta señales de corriente eléctrica. La fibra óptica es un cable de cristal o plástico que acepta y transporta señales en forma de luz.

1. CABLE DE PAR TRENZADO

Es el medio de transmisión guiado más utilizado para datos analógicos y digitales, en diferentes tipos de tráfico: voz, datos y video.

Se le dio este nombre por tener dos alambres de cobre, de 1 mm de espesor, trenzados entre si en forma de hélice y aislados, lo que hace que se elimine la interferencia entre pares y que tenga una baja inmunidad al ruido electromagnético.

El cable par trenzado puede alcanzar varios Mbps de ancho de banda, dependiendo del calibre, el material y la distancia. Puede adquirirse por un bajo costo. Un ejemplo de su uso es el sistema telefónico.

Existen dos tipos de par trenzado: sin blindaje y blindado.

 Cable de par trenzado sin blindaje (UTP: Unshielded Twisted Pair)

El cable de par trenzado sin blindaje es el tipo más frecuente de medio de comunicación que se usa actualmente, tiene una amplia difusión en telefonía  y en redes LAN.

Está formado por dos hilos, cada uno de los cuales está recubierto de material aislante; como Teflón o PVC, debido a que el primero genera poco humo en incendios. Se distinguen dos tipos de recubrimiento: el rígido (para cableado vertical y horizontal) y flexible (para patch cord).

CATEGORÍAS DE UTP

“La especificación 568A Commercial Building Wiring Standard de la asociación Industrias Electrónicas e Industrias de la Telecomunicación (EIA/TIA) especifica el tipo de cable UTP que se utilizará en cada situación y construcción. Dependiendo de la velocidad de transmisión ha sido dividida en diferentes categorías:

Categoría 1: Hilo telefónico trenzado de calidad de voz no adecuado para las transmisiones de datos. Las características de transmisión del medio están especificadas hasta una frecuencia superior a 1MHz.

Categoría 2: Cable par trenzado sin apantallar. Las características de transmisión del medio están especificadas hasta una frecuencia superior de 4 MHz. Este cable consta de 4 pares trenzados de hilo de cobre.

Categoría 3: Velocidad de transmisión típica de 10 Mbps para Ethernet. Con este tipo de cables se implementa las redes Ethernet 10BaseT. Las características de transmisión del medio están especificadas hasta una frecuencia superior de 16 MHz. Este cable consta de cuatro pares trenzados de hilo de cobre con tres entrelazados por pie.

Categoría 4: La velocidad de transmisión llega hasta 20 Mbps. Las características de transmisión del medio están especificadas hasta una frecuencia superior de 20 MHz. Este cable consta de 4 pares trenzados de hilo de cobre.

Categoría 5: Es una mejora de la categoría 4, puede transmitir datos hasta 100Mbps y las características de transmisión del medio están especificadas hasta una frecuencia superior de 100 MHz. Este cable consta de cuatro pares trenzados de hilo de cobre.

Categoría 6: Es una mejora de la categoría anterior, puede transmitir datos hasta 1Gbps y las características de transmisión del medio están especificadas hasta una frecuencia superior a 250 MHz.

Categoría 7. Es una mejor de la categoría 6, puede transmitir datos hasta 10 Gbps y las características de transmisión del medio están especificadas hasta una frecuencia superior a 600 MHz.”  [47]

 Cable de par trenzado blindado (STP: Shield Twiested Pair)

El cable de par trenzado blindado (STP) combina las técnicas de blindaje, cancelación y trenzado de cables. Tiene una funda de metal o un recubrimiento de malla entrelazada que envuelve cada par de hilos aislados; lo que hace que tenga mayor protección que el UTP, protegiéndolo contra interferencias y ruido eléctrico, haciendo que sea difícil de instalar.

Es utilizado generalmente dentro de centros de informática por su capacidad y sus buenas características contra las radiaciones electromagnéticas. La pantalla del STP, para que sea más eficaz, requiere una configuración de interconexión con tierra.

 CABLE COAXIAL

El cable coaxial consiste de un conductor de cobre rodeado de una capa de aislante flexible. El conductor central también puede ser hecho de un cable de aluminio cubierto de estaño que permite que el cable sea fabricado de forma económica.

Para su conexión se utilizan  conectores BNC simples y en T. En una red al final del cable principal de red se deben instalar resistencias especiales, resistores, para evitar la reflexión de las ondas de señal.

Componentes del cable coaxial:

  Banda base (Baseband).

Es de bajo costo, tiene mayor inmunidad al ruido que el cable de pares  y es usado en redes locales como:

10BASE-5: Coaxial grueso, 5 segmentos c/u de 500 mts, 100 estaciones por segmento.

10BASE-2: Coaxial delgado, 5 segmentos, c/u de 200 mts, 30 estaciones por segmento.

Se utiliza para transmisión digital, operando en modo halfduplex.

Está compuesto por un núcleo de cobre, aislante y malla conductora. Tiene 50 ohmios y con cables de 1 km se alcanzan 10 Mbps.

Existen dos tipos de cable coaxial banda base: coaxial grueso (Thick) y coaxial fino (Thin).

 Banda ancha (Broadband)

Es utilizado para infraestructura de TV por cable,  para  la transmisión de datos con el acceso a Internet y también permite aplicaciones en tiempo real. Se conoce como la red HFC (Hybrid Fiber Coaxial).

Tiene un alcance de 5 Kmts, un ancho de banda de 300-450 Mhz y un tamaño de canal de TV de 6 Mhz. Es posible alcanzar hasta 150 Mbps, pero necesita amplificadores intermedios que conviertan el canal en unidireccional. 

Broadband se utiliza para transmisión analógica y aunque cada canal es half duplex, con 2 se obtiene full duplex.

 FIBRA ÓPTICA

La luz es una onda electromagnética y por tanto posee características como reflexión y refracción. La fibra óptica se basa en este último principio, donde en vez de corriente eléctrica se transmite luz. Está construida a partir de vidrio (SiO2) o plásticos altamente puros (Kebral).

Para transmisión digital la presencia de luz simboliza un 1, y la ausencia un 0. Puede transmitirse hasta a 1000 Mbps en 1 km y 100 km sin repetidores (a menor velocidad). Aunque hoy tiene un ancho de banda de 50.000 Gbps, es limitada por la conversión entre las señales ópticas y eléctricas (1 Gbps).

El sistema de fibra óptica está constituido por 3 componentes que son:

Emisor: Es la fuente de Luz (LED/LASER) que se encarga de conviertir energía eléctrica en óptica.

Medio: La fibra óptica encargada de llevar los pulsos de luz.

Receptor: El Fotodetector que convierte pulsos de luz en eléctricos.

Medios no guiados

En el caso de medios guiados es el propio medio el que determina el que determina principalmente las limitaciones de la transmisión: velocidad de transmisión de los datos, ancho de banda que puede soportar y espaciado entre repetidores. Sin embargo, al utilizar medios no guiados resulta más determinante en la transmisión el espectro de frecuencia de la señal producida por la antena que el propio medio de transmisión. el medio solo proporciona un soporte para que las ondas se transmitan, pero no las guía.
La comunicación de datos en medios no guiados utiliza principalmente:
   

•          Señales de radio
•          Señales de microondas
•          Señales de rayo infrarrojo
•          Señales de rayo láser

Señales de radio: Son capaces de recorrer grandes distancias, atravesando edificios incluso. Son ondas omnidireccionales: se propagan en todas las direcciones. Su mayor problema son las interferencias entre usuarios.

Señales de Microondas: 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 geográficas mediante dos torres suficientemente altas para que sus extremos sean visibles.

Señales de Infrarrojo: Son ondas direccionales incapaces de atravesar objetos sólidos (paredes, por ejemplo) que están indicadas para transmisiones de corta distancia.

Señales de Rayo Láser: Las ondas láser son unidireccionales. Se pueden utilizar para comunicar dos edificios próximos instalando en cada uno de ellos un emisor láser y un foco detector.

• Ondas de superficie. El soporte físico de la información son unas ondas de radio que tienen la particularidad de propagarse siguiendo la curvatura terrestre. Se utilizan para distancias cortas. Son usadas en radiodifusión. 
• Ondas de espacio. Se envían dos haces de ondas de una antena a otra; un haz va directo y el otro rebota sobre la superficie terrestre para llegar a destino. Las distancias no pueden ser muy grandes. Se utilizan en los repetidores de televisión. 
• Ondas de cielo. Rebotan en la ionosfera terrestre. Con estas ondas se pueden cubrir distancias muy grandes. Las utilizan los radio-aficionados.
• Ondas vía satélite. Son ondas de muy alta frecuencia que atraviesan la ionosfera hasta los satélites de comunicaciones, que las pueden reenviar hacia tierra. Actualmente se utilizan para todo tipo de telecomunicaciones, como telefonía o televisión.