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Medios de transmisión. Conectores

Medios de transmisión. Conectores

Una vez mas la wikipedia va a ser nuestra aliada:

Los medios de transmisión son las vías por las cuales se comunican los datos. Dependiendo de la forma de conducir la señal a través del medio o soporte físico, se pueden clasificar en dos grandes grupos:

-medios de transmisión guiados o alámbricos.

-medios de transmisión no guiados o inalámbricos.

https://es.wikipedia.org/wiki/Medio_de_transmisi%C3%B3n

 Los medios de transmisión guiados son aquellos que guían la información de un extremos a otro mientras que los medios de transmisión no guiados son aquellos en que un emisor envía una información y todo aquel al que le llegue la onda, la energía, podrá recepcionarla (otra cosa es que pueda entenderla y/o decodificarla o desencriptarla)

Un ejemplo de medio de transmisión guiado puede ser el típico teléfono que de niños hemos hecho con 2 yogurteras y un cable. El mensaje llega a través del cable solo a la yogurtera que sujeta nuestro amigo/a al otro lado del cable, mientras que un ejemplo de medio de transmisión no guiado es cuando saludamos a una persona de entre varias. El mensaje sale de nuestra boca y lo escuchan todas las personas cercanas pero, en este caso, solo va dirigido a una.

En relación a los medios de transmisión es necesario realizar una clasificación en función de la naturaleza del sentido de la información:

  • simplex: cuando el medio de transmisión solo puede ser enviado para enviar en un único sentido. Podemos pensarlo como una carretera de un único sentido.
  • duplex: cuando el medio de transmisión puede ser enviado para enviar en ambos sentidos pero solo 1 cada vez. Podemos pensarlo como una carretera de 1 único carril que permite ir en ambos sentidos.
  • full-duplex: el medio de transmisión puede ser utilizado tanto para enviar como para recibir al mismo tiempo. Podemos asemejarlo a una carretera de 2 carriles en que ambos carriles pueden utilizarse en cualquier sentido.

También es interesante leer la introducción que del tema hace A.S. Tanenbaum

El propósito de la capa física es transportar bits de una máquina a otra. Se pueden utilizar varios medios físicos para la transmisión real. Cada medio tiene su propio nicho en términos de ancho de banda, retardo, costo y facilidad de instalación y mantenimiento. A grandes  rasgos, los medios se agrupan en medios guiados (como el cable de cobre y la fibra óptica) y en medios no guiados (como la  transmisión inalámbrica terrestre, los satélites y los láseres a través del aire).

Redes de computadoras, 5ª edición. A. S. Tanenbaum

 Medios de transmisión guiados

Medios magnéticos

Una de las formas más comunes para transportar datos de una computadora a otra es almacenarlos en cinta magnética o medios removibles (por ejemplo, DVD regrabables), transportar físicamente la cinta o los discos a la máquina de destino y leerlos de nuevo. Aunque este método no es tan sofisticado como usar un satélite de comunicación geosíncrono, a menudo es mucho más rentable, en especial para las aplicaciones en las que el ancho de banda alto o el costo por bit transportado es el factor clave.

A. S. Tanenbaum (Redes de computadoras, 5ª edición)

 Cable coaxial

El cable coaxial es un cable utilizado para transportar señales eléctricas de alta frecuencia que posee dos conductores concéntricos, uno central, llamado núcleo (D), encargado de llevar la información, y uno exterior, de aspecto tubular, llamado malla, blindaje o trenza (B), que sirve como referencia de tierra y retorno de las corrientes. Entre ambos se encuentra una capa aislante llamada dieléctrico (C), de cuyas características dependerá principalmente la calidad del cable. Todo el conjunto suele estar protegido por una cubierta aislante (A).

Corte de cable coaxial
https://commons.wikimedia.org/wiki/File:RG-59.jpg

El cable coaxial se utiliza sobretodo para llevar la señal de antena a la televisión y antiguamente se utilizaba en redes con topología de bus (veremos mas adelante que es una topología) aunque hoy en día algunos operadores de internet (ISP) utilizan cable coaxial en el último tramo de la instalación de fibra óptica en el hogar.

Dado su escaso uso en el tema que nos ocupa no estudiaremos los conectores.

Cable de par trenzado

El cable de par trenzado consiste en grupos de hilos de cobre entrelazados en pares en forma helicoidal. Esto se hace porque dos alambres paralelos constituyen una antena simple. Cuando se entrelazan los alambres helicoidalmente, las ondas se cancelan, por lo que la interferencia producida por los mismos es reducida lo que permite una mejor transmisión de datos.

Así, la forma entrelazada permite reducir la interferencia eléctrica tanto exterior como de pares cercanos y permite transmitir datos de forma más fiable. Un cable de par trenzado está formado por un grupo de pares entrelazados (normalmente 2, 4 o 25 pares), recubiertos por un material aislante. Cada uno de estos pares se identifica mediante un color.

https://es.wikipedia.org/wiki/Cable_de_par_trenzado#targetText=As%C3%AD%2C%20la%20forma%20entrelazada%20permite,recubiertos%20por%20un%20material%20aislante.

El cable de par trenzado permite transmitir tanto información analógica como digital.

(foto de cable)

 Tipos de cables de par trenzado

Aunque existen muchos tipos de cables de par trenzado nosotros vamos a estudiar únicamente 3 variedades que son las siguientes:

  • UTP

Par trenzado no blindado (en inglés: unshielded twisted pair o UTP) es un tipo de cable de par trenzado que no se encuentra blindado y que se utiliza principalmente para comunicaciones.

https://es.wikipedia.org/wiki/Par_trenzado_no_blindado
  • STP:

El par trenzado blindado o par trenzado apantallado (en inglés: Shielded Twisted Pair o STP) es un cable de par trenzado similar al Unshielded Twisted Pair (UTP) con la diferencia de que cada par tiene una pantalla protectora, además de tener una lámina externa de aluminio o de cobre trenzado alrededor del conjunto de pares, diseñada para reducir la absorción del ruido eléctrico.

El cable STP es más costoso y difícil de manipular que el cable sin blindaje o sin apantallar.

https://es.wikipedia.org/wiki/Par_trenzado_blindado 
  • FTP:

(Foiled Twisted Pair- Par trenzado con pantalla global) En este tipo de cable como en el UTP, sus pares no están apantallados, pero sí dispone de una apantalla global para mejorar su nivel de protección ante interferencias externas.

Tiene un precio intermedio entre el UTP y STP.

https://www.telecocable.com/blog/diferencias-entre-cable-utp-stp-y-ftp/1374

 Comparativa de cables UTP STP y FTP

https://www.telecocable.com/blog/diferencias-entre-cable-utp-stp-y-ftp/1374

Categoría del cable de par trenzado

Según la calidad del cable este se encuentra en una categoría u otra. 

En función de para que vayamos a utilizar el cable utilizaremos el de una categoría u otra. Por norma general a mayor categoría mayor calidad y precio del cable.

A nivel del instalaciones de red hay que tener en cuenta las necesidades de la instalación que estamos montando para utilizar un cableado u otro. Como norma general, en una instalación nueva que hagamos a fecha de hoy la categoría que habría que utilizar sería como mínimo categoría 5e.

En el siguiente enlace tenemos un listado de las diferentes categorías de cable existentes y para que deberíamos utilizar cada una de ellas.

Conectores

Los conectores que utilizaremos con el cable de red son conectores de tipo RJ.

Varios conectores RJ macho
Andrewa at the English Wikipedia [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)]



En el tema que nos ocupa, las redes, utilizaremos concretamente conectores de tipo RJ45.

Existen en su versión macho

Conector RJ45 macho
No machine-readable author provided. David.Monniaux assumed (based on copyright claims). [CC BY-SA 3.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0/)]

Y en su versión hembra (también llamados roseta)

RJ45 hembra
Baran Ivo [Public domain]

En la unidad 8 realizaremos nuestros propios cables de red para lo cual tendremos que aprendernos el código de colores que la norma establece.

Cable de fibra óptica

(imagen)

La fibra óptica se utiliza para la transmisión de larga distancia en las redes troncales, las redes LAN de alta velocidad (aunque hasta ahora el cobre siempre ha logrado ponerse a la par) y el acceso a Internet de alta velocidad como FTTH (Fibra para el Hogar, del inglés Fiber To The Home). Un sistema de transmisión óptico tiene tres componentes clave: la fuente de luz, el medio de transmisión y el detector. Por convención, un pulso de luz indica un bit 1 y la ausencia de luz indica un bit 0. El medio de transmisión es una fibra de vidrio ultradelgada. El detector genera un pulso eléctrico cuando la luz incide en él. Al conectar una fuente de luz a un extremo de una fibra óptica y un detector al otro extremo, tenemos un sistema de transmisión de datos unidireccional que acepta una señal eléctrica, la convierte y la transmite mediante pulsos de luz, y después reconvierte la salida a una señal eléctrica en el extremo receptor.

Este sistema de transmisión tendría fugas de luz y sería inútil en la práctica si no fuera por un interesante principio de la física. Cuando un rayo de luz pasa de un medio a otro (por ejemplo, de sílice fundida al aire), el rayo se refracta (dobla) en el límite la sílice y el aire

A. S. Tanenbaum (Redes de computadoras, 5ª edición)
Cable coaxial
Redes de computadoras, 5ª edición

Los cables de fibra óptica son similares a los coaxiales, excepto por el trenzado. En la figura 2-8(a) aparece una fibra óptica individual, vista de lado. Al centro se encuentra el núcleo de vidrio, a través del cual se propaga la luz.

El núcleo está rodeado de un revestimiento de vidrio con un índice de refracción más bajo que el del núcleo, con el fin de mantener toda la luz en el núcleo. Después viene una cubierta delgada de plástico para proteger el revestimiento. Por lo general las fibras se agrupan en haces, protegidas por una funda exterior. La figura 2-8(b) muestra una funda con tres fibras.

A. S. Tanenbaum (Redes de computadoras, 5ª edición)

Tipos de cables de fibra óptica

Existen 2 tipos de fibra óptica:

  • Fibra óptica multimodo: Si por un cable de fibra óptica la luz viaja rebotando nos encontramos ante un cable de fibra óptica multimodo. Por estos cables puedes estar circulando varios cables al mismo tiempo siempre y cuando tengan modos distintos.
  • Fibra óptica monomodo: Cuando el cable es lo suficientemente fino el cable en lugar de viajar rebotando lo hace de "modo guiado" por el interior del cable. En este caso únicamente puede circular 1 rayo al mismo tiempo.

La fibra óptica monomodo es más rápida y cara. Se utiliza para cubrir largas distancias.

En el siguiente vídeo podemos ver una serie de experimentos que nos permiten comprender la refracción de la luz en la fibra óptica:



Medios de transmisión no guiados

Hoy en día no podemos imaginar nuestro mundo sin un teléfono móvil que nos tenga conectados de modo permanente a internet y esto es algo que no sería posible sin las comunicaciones inalámbricas. Estas comunicaciones inalámbricas abren de par en par un mundo de posibilidades pero también de problemas tanto a nivel de infraestrucutras como de seguridad.

El espectro electromagnético

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Radio transmisión

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Microondas

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Infrarrojos

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Ondas de luz

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Satélites de comunicaciones

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Ahora que conocemos las características de los sistemas guiados y los no guiados es el momento de enfrentar las tecnologías. Vamos a ver una breve comparación entre los satélites y la fibra óptica.

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