Transcript APUNTES III Comunicación y Medios Físicos de Transmisión

Sistemas Distribuidos
“Introducción a las Comunicaciones y
Medios Físicos de Transmisión”
Anastacio Antolino Hernández
1
Introducción a las
Comunicaciones
Introducción a las Comunicaciones
Telecomunicaciones:

Las Telecomunicaciones son aquellas herramientas
o medios que permiten transmitir, emitir o recibir
signos, señales, textos, imágenes fijas o en
movimiento, sonidos o datos de diferente
naturaleza, entre 2 o más puntos geográficos a
cualquier distancia, a través de cables, ondas
electromagnéticas, medios ópticos u otros
sistemas.
Introducción a las Comunicaciones

En el área de comunicaciones se usan los términos
transmisor y receptor. El camino físico sobre el cual la
información viaja del transmisor al receptor de
denomina canal de transmisión. La comunicación es
un patrón físico entendible tanto por el emisor como
por el receptor.
Introducción a las Comunicaciones
Códigos de información

Si a una información se le asigna un símbolo,
entonces decimos que la información ha sido
codificada.

Esto significa que el emisor ha usado un conjunto
de códigos para enviar la información, la cual, debe
ser interpretada correctamente por el receptor.
Introducción a las Comunicaciones
Códigos de información

Generalmente los sistemas de comunicación, en
especial los electrónicos, usan alguna forma de
codificación y decodificación cuando manejan
información del emisor al receptor.

Existen muchas formas de codificación en los
sistemas de comunicación.
Introducción a las Comunicaciones
Introducción a las Comunicaciones
Comunicación a lo largo de la historia

Las primeras formas de comunicación entre 2
personas, se relaciona con la habilidad física para
generar patrones primitivos de comunicación, la
cual generalmente era por medio de los sentidos.

La persona que transmitía, tenía que generar
patrones de luz, sonido ó texturas en cierta
secuencia que el receptor pudiera entender. La
comunicación a lo largo de la historia ha tenido
diferentes técnicas hasta llegar a la actualidad.
Introducción a las Comunicaciones
Introducción a las Comunicaciones
Comunicación por medio del habla:

Los sonidos fueron los primeros elementos de un
lenguaje, en forma de palabras simples.

Este vocabulario primitivo creció hasta convertirse
en un lenguaje.

La comunicación se realizaba por la generación de
ondas de sonido a través de las cuerdas vocales del
transmisor y el receptor identificaba la información
por medio de su oído.
Introducción a las Comunicaciones
Tambores:

El problema de comunicación por medio del habla
tenía el inconveniente de ser lento y de alcance
reducido.

Este problema se solucionó por medio de tambores
o de algún otro instrumento de percusión, el cual
podía llegar muy lejos.

El problema ahora era que se podía transmitir poca
información por lo que sólo se utilizaba para
transmitir señales de alerta.
Introducción a las Comunicaciones
Telégrafo:

Este medio de comunicación utilizaba energía
eléctrica a través de un alambre, por el cual se
enviaban, por medio de un interruptor, un conjunto
de impulsos eléctricos.

Estos impulsos estaban codificados por medio de
impulsos cortos y largos, el cual se conoce como
código Morse, y por medio de éste, se podía codificar
todo el alfabeto y los números.

Por este medio se pudo transmitir a largas distancias
una gran cantidad de información, con una velocidad
de hasta 100 palabras por minuto.
Introducción a las Comunicaciones
Introducción a las Comunicaciones
Teléfono:

Este sistema también utiliza la energía eléctrica para transmitir
información, pero ahora se podían comunicar por medio de la
voz.

La voz del transmisor se codificaba en un patrón de señales
eléctricas, el cual se enviaba por un alambre a largas
distancias.

Al llegar al receptor se decodificaban estas señales para
convertirse nuevamente en voz, la cual podía entender el
receptor.

La tasa de transmisión era de acuerdo a la velocidad con la
que las personas podían hablar.
Introducción a las Comunicaciones
Telégrafo inalámbrico:

El precursor de la radio fue el telégrafo inalámbrico.

Tenía la ventaja de transmitir a grandes distancias sin la
necesidad de contar con un alambre para el envío de la
señal.

Para la transmisión se utilizan ondas electromagnéticas
que viajan a través del medio ambiente.

Donde los emisores y receptores podían ser elementos
móviles, como los barcos y los regimientos militares.
Introducción a las Comunicaciones
Radio:

Una vez que se perfeccionó el uso del telégrafo
inalámbrico y con el perfeccionamiento del tubo
de vacío, se logró la codificación de la voz
humana en forma de una onda electromagnética
montada sobre otra onda de mayor frecuencia, la
cual podía viajar por el medio ambiente a largas
distancias.
Introducción a las Comunicaciones
Radio:

De esta manera, se instalaron cientos de
radiodifusoras por todo el planeta y a la vez se
vendían miles de receptores a precios
económicos, los cuales podían funcionar en
cualquier parte y podían sintonizar una gran
cantidad de emisoras, a una velocidad de
transmisión de la velocidad de la luz.

El radio fue el primer sistema de comunicación
totalmente electrónico.
Introducción a las Comunicaciones
Espectro electromagnético

El espectro electromagnético es el conjunto de
frecuencias de señales senoidales. Estas señales
físicas pueden ser calor, vibraciones, sonido, ó
eléctricas.

En el caso del área de comunicaciones, se tratan las
señales de tipo eléctrico.

Un ejemplo del espectro, es el arco iris que se
observa cuando llueve y por efecto de los rayos
solares se observan diferentes colores.
Introducción a las Comunicaciones
Espectro electromagnético

Los colores del arco iris pertenecen al rango
visible del espectro electromagnético.

El ojo humano es capaz de detectar en forma de
colores una parte del espectro electromagnético,
el cual en comparación con todo el ancho de
banda del espectro representa una fracción muy
pequeña.
Introducción a las Comunicaciones
Introducción a las Comunicaciones
Señales contínuas y discretas:

Una señal electromagnética puede ser tanto
contínua como discreta. Una señal contínua es
aquella en la que la intensidad de la señal varía
suavemente en el tiempo, es decir, no presenta
saltos o discontinuidades. Un ejemplo de ello sería
la señal de la voz.

Una señal discreta es aquella en la que la
intensidad se mantiene constante durante un
determinado intervalo de tiempo, tras el cual la
señal cambia a otro valor constante. Por ejemplo,
una señal binaria (ceros y unos).
Introducción a las Comunicaciones
Introducción a las Comunicaciones
Señales periódicas:

Las señales más sencillas son las periódicas, las
cuales se caracterizan por contener un patrón que
se repite a lo largo del tiempo. Existen señales
periódicas contínuas (ondas senoidales) y las
ondas periódicas discretas ó digitales (ondas
cuadradas). Matemáticamente una señal es
periódica si cumple con:
S(t+T)=s(t)
-
<t<+
donde T es el periodo de la señal. La onda seno es la
señal contínua fundamental por excelencia.
Introducción a las Comunicaciones
Señal Seno:
 Cualquier onda seno se representa mediante 3
parámetros: la amplitud (A), la frecuencia (f) y la
fase().
 La amplitud es el valor pico de la señal en el tiempo,
típicamente este valor se mide en volts.
 La frecuencia es la razón (en ciclos por segundo ó
Hertzios = Hz) a la que la señal se repite. Un
parámetro equivalente es el periodo (T), definido
como la cantidad de tiempo transcurrido entre 2
repeticiones consecutivas de la señal, por lo tanto T
= 1 / f.
 La fase es una medida de la posición relativa de la
señal dentro de un periodo de la misma
Introducción a las Comunicaciones
Introducción a las Comunicaciones
Introducción a las Comunicaciones
Introducción a las Comunicaciones
Características de la comunicación:






•
Todas las computadoras usan el sistema binario a
nivel de máquina:
0 ó 1 = 1 bit
8 bits consecutivos = 1 byte
Conjunto de bits ó bytes = campo
01010010 01011001 01111001 = Campo de 3 bytes
Palabra = no. De bytes que una arquitectura de CPU
esta diseñada para manejar en cada ciclo
6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby Velte / traducción de la primera versión en
inglés / McGraw Hill / Madrid España 2002 / ISBN: 84-481-2727-7 / Páginas: 635
Introducción a las Comunicaciones
•
6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby Velte / traducción de la primera versión en
inglés / McGraw Hill / Madrid España 2002 / ISBN: 84-481-2727-7 / Páginas: 635
Introducción a las Comunicaciones

•
Para comunicarse el humano con la computadora
utiliza un lenguaje simbólico llamado Lenguaje de
Programación, el cual por medio de un compilador
es traducido al lenguaje máquina.
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inglés / McGraw Hill / Madrid España 2002 / ISBN: 84-481-2727-7 / Páginas: 635
Introducción a las Comunicaciones
Internet:
•

Está compuesto por millones de dispositivos
conectados entre sí mediante un esquema de
direccionamiento global.

Utiliza estándares de Hardware, Software y Equipos
de comunicaciones.
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inglés / McGraw Hill / Madrid España 2002 / ISBN: 84-481-2727-7 / Páginas: 635
Introducción a las Comunicaciones
Internet:

Internet no es una sola tecnología, es una colección
de tecnologías relacionadas que posibilitan la
interconexión de redes:

Se pueden dividir de la siguiente manera:
1) Medio Físico.
2) Tecnologías de Red.
3) TCP/IP.
4) Tecnologías operacionales.
5) Protocolos de Aplicación.
•
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inglés / McGraw Hill / Madrid España 2002 / ISBN: 84-481-2727-7 / Páginas: 635
Introducción a las Comunicaciones
1) Medio Físico: Desde los conectores y cables
hasta los cables de fibra óptica de alta
velocidad, los enlaces físicos que conectan
todo entre sí son el fundamento de la
interconexión de redes.
2) Tecnologías de Red: Los protocolos LAN son
los que controlan la forma en que se
transmite la información dentro y fuera de una
red.
•
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inglés / McGraw Hill / Madrid España 2002 / ISBN: 84-481-2727-7 / Páginas: 635
Introducción a las Comunicaciones
3) TCP/IP: Es el protocolo que mantiene unida a
Internet.
4) Tecnlologías Operacionales: La interconexión
de redes se basa en varios estándares para
poder funcionar.
5) Protocolos de Aplicación: Definen las tareas
de una red (transferencias de archivos,
correo, web,etc).
•
6) Manual de CISCO - Tom Shaughnessy con Toby Velte / traducción de la primera versión en
inglés / McGraw Hill / Madrid España 2002 / ISBN: 84-481-2727-7 / Páginas: 635
Medios Físicos de
Transmisión
Medios Físicos de Transmisión
Medios Físicos de Transmisión:

Los medios físicos de transmisión de datos se
han diversificado de tal manera que existe una
amplia variedad para poder diseñar e
implementar todo tipo de redes de comunicación
al nivel de hardware, sean redes de alta
velocidad, de baja, con UTP, coaxial, fibra, infrarojos, radiofrecuencias, etc.

Es conveniente por lo tanto conocer plenamente
las características físicas de estos elementos.
Medios Físicos de Transmisión
Cable Par Trenzado

Más conocido como UTP, es el más utilizado para
la transmisión en las redes telefónicas y
posteriormente en las redes de computadoras.
Categorías del cable UTP

Existen 5 categorías y en proyecto una sexta.
También se pueden clasificar en 2 grandes tipos,
los de transmisión de voz y los de datos en
computadoras.
Medios Físicos de Transmisión

Categoría 1: Diseñado especialmente para redes
telefónicas y es empleado en los teléfonos caseros y
en las compañías telefónicas.

Categoría 2: Es utilizado para la transmisión de voz y
datos hasta 4Mbps.

Categoría 3: Se emplea en redes de computadoras con
velocidades de hasta 16 Mbps.

Categoría 4: Soporta comunicaciones en redes de
computadoras de hasta 20 Mbps.

Categoría 5: Se considera el estándar para las redes
LAN y puede lograr hasta 100 Mbps.
Medios Físicos de Transmisión
Construcción física del UTP para comunicaciones de voz

El cable está compuesto internamente por un
conductor que es de alambre electrolítico recocido,
aislado por una capa de polietileno coloreado.

Debajo del aislamiento coloreado existe otra capa de
aislamiento también de polietileno que contiene en su
composición una sustancia antioxidante para evitar la
corrosión del cable.

El
conductor
sólo
tiene
un
diámetro
de
aproximadamente medio milímetro y mas el
aislamiento, el diámetro puede superar el milímetro.
Medios Físicos de Transmisión
Medios Físicos de Transmisión
Características del UTP:

Este tipo de cables no se maneja individualmente sino
por pares ó grupos de pares conocidos como cables
multipar.

Todos los cables del multipar están trenzados entre sí
con el objeto de mejorar la resistencia de todo el
grupo hacia diferentes tipos de interferencia
electromagnética externa.

Debido a ésto, surge la necesidad de definir colores
para los cables, que permitan al final de cada grupo de
cables conocer cual cable va con el otro.
Medios Físicos de Transmisión

Características del UTP:

Los colores del aislante están normalizados con el fin
de manipularlos en grandes cantidades y por
cualquier persona que conozca el código de colores.

Los cables telefónicos pueden ser armados de 6,10,
18, 20, 30, 50, 80, 100, 150, 200, 300, 400, 600, 900,
1200, 1500, 1800 y 2200 pares.

Para reemplazar posibles cables defectuosos se
colocan pares de reserva en cables que tengan 100 o
más pares. Se ubican en la parte más externa del
cable y su número no puede ser mayor al 1% de la
cantidad total de pares de cable.
Medios Físicos de Transmisión

Cable de Multihilos
Medios Físicos de Transmisión
Medios Físicos de Transmisión
Estructura de la Fibra Optica:

Está compuesta por 2 capas, una denominada
Núcleo (core) y la otra denominada recubrimiento
(clad).

La relación de recubrimientos
recubrimiento por 3 de núcleos.

El delgado hilo de vidrio está cubierto por una capa
plástica que le brinda la protección necesaria.
es
de
1
de
Medios Físicos de Transmisión
Estructura del cable UTP Categoría 5:




Es de 8 hilos, es decir, 4 pares trenzados formando
una sola unidad.
Vienen recubiertos por una vaina plástica que
mantiene al grupo unido, mejorando la resistencia
ante interferencias externas.
Cada uno de los 4 pares tiene un color diferente, pero
a su vez cada par tiene un cable de un color
específico y otro blanco con algunas franjas el color
de su par.
Esta disposición permite una adecuada y fácil
identificación de los mismos con el objeto de
proceder a su instalación.
Medios Físicos de Transmisión
Medios Físicos de Transmisión
Medios Físicos de Transmisión
Cable STP o Par Trenzado Blindado:

El cable UTP tiene un pariente cercano que se
denomina STP ó Par Trenzado blindado, el cual
tiene una mayor protección contra interferencias,
aunque tiene un mayor precio.

En cuestión de redes el cable UTP es suficiente.
Medios Físicos de Transmisión
Cable STP o Par Trenzado Blindado:
Medios Físicos de Transmisión
Cable Coaxial:

En su momento, llegó a ser el estándar en
conexiones de computadoras en todo el mundo,
aunque en la actualidad ha sido reemplazado por el
par trenzado.
Estructura:

Está compuesto por dos conductores, uno interno o
central y otro exterior que lo rodea totalmente. Esta
forma de colocar los conductores permite un
excelente blindaje entre los dos conductores.
Medios Físicos de Transmisión
Estructura:

El conductor interno está fabricado generalmente
de alambre de cobre rojo recocido mientras que el
revestimiento en forma de malla está fabricado de
un alambre muy delgado, trenzado de forma
helicoidal sobre el dieléctrico o aislador.

Entre ambos conductores existe un aislamiento de
polietileno compacto o espumoso, denominado
dieléctrico.

Externamente existe un aislante compuesto por
PVC o policloruro de vinilo.
Medios Físicos de Transmisión
Medios Físicos de Transmisión
Medios Físicos de Transmisión
Medios Físicos de Transmisión
Tipos de cable coaxial:
 Existen básicamente 2 tipos de cables, el de Banda
Base y el Banda Ancha.
Cable Coaxial de Banda Base:
 Es el que normalmente se emplea en redes de
computadoras, con una resistencia de 50 ohms.
Cable Coaxial de Banda Ancha:
 Se emplea en señales analógicas, permitiendo
transmitir una gran cantidad de información por
varias frecuencias, su uso más común es en la
televisión por cable. En algunos países ya se puede
tener acceso a internet a través de este tipo de
conexiones.
Medios Físicos de Transmisión
Fibra Optica:

Se utiliza como un elemento importante dentro de
una red, ya que es el encargado de conectar
grandes distancias, como pueden ser oficinas,
edificios y hasta ciudades.

Se utiliza principalmente en redes del tipo ATM,
FDDI, Frame Relay y aún en tramos de redes LAN.
Medios Físicos de Transmisión
Características principales de la Fibra Optica:

Es capaz de lograr enviar una gran cantidad de
información (hasta 10,000 llamadas telefónicas en
un solo cable).

Es inmune a cualquier tipo de interferencia
electromagnética ó electrostática, ya que en vez de
transmitir impulsos eléctricos envía haces de luz.
Medios Físicos de Transmisión
Construcción física de la Fibra Optica:

La fibra es un hilo fino de vidrio ó plástico, cuyo
grosor puede asemejarse al de un cabello humano,
capaz de conducir la luz por su interior.

Esta luz es de tipo infrarrojo (invisible al ojo
humano).

La modulación de esta luz permite transmitir
información tal como lo hacen los medios
eléctricos.
Medios Físicos de Transmisión
Estructura de la Fibra Optica:

Está compuesta por 2 capas, una denominada
Núcleo (core) y la otra denominada recubrimiento
(clad).

La relación de recubrimientos
recubrimiento por 3 de núcleos.

El delgado hilo de vidrio está cubierto por una capa
plástica que le brinda la protección necesaria.
es
de
1
de
Medios Físicos de Transmisión
Estructura de la Fibra Optica:
Medios Físicos de Transmisión
Principios de la propagación de la luz:

La fibra óptica está compuesta por dos capas de
vidrio, cada una con un índice de refracción
diferente.

El índice de refracción del núcleo es mayor que el
del revestimiento, debido a esto, la luz introducida
al interior de la fibra se mantiene y se propaga a
través del núcleo.
Medios Físicos de Transmisión
Cono de aceptación de una Fibra Optica:

Los rayos de luz pueden entrar a la fibra óptica si se
encuentran dentro de un cierto ángulo denominado
cono de aceptación.

Un rayo no entra si no cumple con el cono de
aceptación.

El ángulo del cono de aceptación depende del
material del cual esta construida la fibra óptica.
Medios Físicos de Transmisión
Medios Físicos de Transmisión
Atenuación de una señal que viaja sobre Fibra Optica:

La fibra óptica presenta niveles de atenuación de la
señal muy bajos, lo cual permite transmitir luz por
varios kilómetros sin necesidad de reconstruir la
señal (regenerar).
Tipos de Fibra Optica:

Existen 3 tipos básicos, de acuerdo al modo de
propagación de la luz en su interior:
1) Monomodo.
2) Multimodo (índice gradual).
2) Multimodo (índice escalonado).
Medios Físicos de Transmisión
Atenuación de una señal que viaja sobre Fibra Optica:

La fibra óptica presenta niveles de atenuación de la
señal muy bajos, lo cual permite transmitir luz por
varios kilómetros sin necesidad de reconstruir la
señal (regenerar).
Fin
Clase 3 – Introducción a las
Comunicaciones y Medios Físicos de
Transmisión