Cable de par trenzado
El cable de par trenzado es un medio de conexión usado en telecomunicaciones en el que dos conductores eléctricos aislados son entrelazados para anular las interferencias de fuentes externas y di afonía de los cables adyacentes. Fue inventado por Alexander Graham Bell
Descripción
El entrelazado de los cables disminuye la interferencia debido a que el área de bucle entre los cables, la cual determina el acoplamiento eléctrico en la señal, se ve aumentada. En la operación de balanceado de pares, los dos cables suelen llevar señales paralelas y adyacentes (modo diferencial), las cuales son combinadas mediante sustracción en el destino. El ruido de los dos cables se aumenta mutuamente en esta sustracción debido a que ambos cables están expuestos a interferencias electromagnéticas similares.
La tasa de trenzado, usualmente definida en vueltas por metro, forma parte de las especificaciones de un tipo concreto de cable. Cuanto menor es el número de vueltas, menor es la atenuación de la diafonía. Donde los pares no están trenzados, como en la mayoría de las conexiones telefónicas residenciales, un miembro del par puede estar más cercano a la fuente que el otro y, por tanto, expuesto a niveles ligeramente distintos de interferencias electromagnéticas.
Tipos
- UTP acrónimo de Unshielded Twisted Pair o Cable trenzado sin apantallar. Son cables de pares trenzados sin apantallar que se utilizan para diferentes tecnologías de red local. Son de bajo costo y de fácil uso, pero producen más errores que otros tipos de cable y tienen limitaciones para trabajar a grandes distancias sin regeneración de la señal.
- STP, acrónimo de Shielded Twisted Pair o Par trenzado apantallado. Se trata de cables de cobre aislados dentro de una cubierta protectora, con un número específico de trenzas por pie. STP se refiere a la cantidad de aislamiento alrededor de un conjunto de cables y, por lo tanto, a su inmunidad al ruido. Se utiliza en redes de ordenadores como Ethernet o Token Ring. Es más caro que la versión no apantallada o UTP.
- FTP, acrónimo de Foiled Twisted Pair o Par trenzado con pantalla global. Son unos cables de pares que poseen una pantalla conductora global en forma trenzada. Mejora la protección frente a interferencias y su impedancia es de 12 ohmios
Ventajas y desventajas
Ventajas:- Bajo costo en su contratación.
- Alto número de estaciones de trabajo por segmento.
- Facilidad para el rendimiento y la solución de problemas.
- Puede estar previamente cableado en un lugar o en cualquier parte.
- Altas tasas de error a altas velocidades.
- Ancho de banda limitado.
- Baja inmunidad al ruido.
- Baja inmunidad al efecto crosstalk (diafonía)
- Alto coste de los equipos.
- Distancia limitada (100 metros por segmento).
Cable coaxial
El cable coaxial fue creado en la década de los 30, y es un cable utilizado para transportar señales eléctricas de alta frecuencia que posee dos conductores concéntricos, uno central, llamado vivo, encargado de llevar la información, y uno exterior, de aspecto tubular, llamado malla o blindaje, que sirve como referencia de tierra y retorno de las corrientes. Entre ambos se encuentra una capa aislante llamada dieléctrico, de cuyas características dependerá principalmente la calidad del cable. Todo el conjunto suele estar protegido por una cubierta aislante.El conductor central puede estar constituido por un alambre sólido o por varios hilos retorcidos de cobre; mientras que el exterior puede ser una malla trenzada, una lámina enrollada o un tubo corrugado de cobre o aluminio. En este último caso resultará un cable semirrígido.
Debido a la necesidad de manejar frecuencias cada vez más altas y a la digitalización de las transmisiones, en años recientes se ha sustituido paulatinamente el uso del cable coaxial por el de fibra óptica, en particular para distancias superiores a varios kilómetros, porque el ancho de banda de esta última es muy superior.
Tipos
Existen múltiples tipos de cable coaxial, cada uno con un diámetro e impedancia diferentes. El cable coaxial no es habitualmente afectado por interferencias externas, y es capaz de lograr altas velocidades de transmisión en largas distancias. Por esa razón, se utiliza en redes de comunicación de banda ancha (cable de televisión) y cables de banda base (Ethernet).El tipo de cable que se debe utilizar depende de la ubicación del cable. Los cables coaxiales pueden ser de dos tipos:
El Policloruro de vinilo (PVC)
Es un tipo de plástico utilizado para construir el aislante y la cubierta protectora del cable en la mayoría de los tipos de cable coaxial.(PVC)
El cable coaxial de PVC es flexible y se puede instalar fácilmente en cualquier lugar. Sin embargo, cuando se quema, desprende gases tóxicos.
Plenum
El plenum contiene materiales especiales en su aislamiento y en una clavija del cable. Estos materiales son resistentes al fuego y producen una mínima cantidad de humos tóxicos. Sin embargo, el cableado plenum es más caro y menos flexible que el PVC. En ocasiones similares el cable coaxial es el de mayor uso mundial.Aplicaciones tecnológicas
Se puede encontrar un cable coaxial:- entre la antena y el televisor;
- en las redes urbanas de televisión por cable (CATV) e Internet;
- entre un emisor y su antena de emisión (equipos de radioaficionados);
- en las líneas de distribución de señal de vídeo (se suele usar el RG-59);
- en las redes de transmisión de datos como Ethernet en sus antiguas versiones 10BASE2 y 10BASE5;
- en las redes telefónicas interurbanas y en los cables submarinos.
Asimismo, en sistemas de transmisión digital, basados en la multiplexación por división de tiempo (TDM), se conseguía la transmisión de más de 7.000 canales de 64 kbps.
El cable utilizado para estos fines de transmisión a larga distancia necesitaba tener una estructura diferente al utilizado en aplicaciones de redes LAN, ya que, debido a que se instalaba enterrado, tenía que estar protegido contra esfuerzos de tracción y presión, por lo que normalmente aparte de los aislantes correspondientes llevaba un armado exterior de acero.
Fibra óptica
Composición de una fibra óptica.
Las fibras ópticas son filamentos de vidrio de alta pureza extremadamente compactos: El grosor de una fibra es similar a la de un cabello humano. Fabricadas a alta temperatura con base en silicio, su proceso de elaboración es controlado por medio de computadoras, para permitir que el índice de refracción de su núcleo, que es la guía de la onda luminosa, sea uniforme y evite las desviaciones, entre sus principales características se puede mencionar que son compactas, ligeras, con bajas pérdidas de señal, amplia capacidad de transmisión y un alto grado de confiabilidad debido a que son inmunes a las interferencias electromagnéticas de radio-frecuencia. Las fibras ópticas no conducen señales eléctricas por lo tanto son ideales para incorporarse en cables sin ningún componente conductivo y pueden usarse en condiciones peligrosas de alta tensión. Tienen la capacidad de tolerar altas diferencias de potencial sin ningún circuito adicional de protección y no hay problemas debido a los cortos circuitos Tienen un gran ancho de banda, que puede ser utilizado para incrementar la capacidad de transmisión con el fin de reducir el costo por canal; De esta forma es considerable el ahorro en volumen en relación con los cables de cobre.
Con un cable de seis fibras se puede transportar la señal de más de cinco mil canales o líneas principales, mientras que se requiere de 10,000 pares de cable de cobre convencional para brindar servicio a ese mismo número de usuarios, con la desventaja que este último medio ocupa un gran espacio en los ductos y requiere de grandes volúmenes de material, lo que también eleva los costos.
Comparado con el sistema convencional de cables de cobre donde la atenuación de sus señas, (decremento o reducción de la onda o frecuencia) es de tal magnitud que requieren de repetidores cada dos kilómetros para regenerar la transmisión, en el sistema de fibra óptica se pueden instalar tramos de hasta 70 km. sin que halla necesidad de recurrir a repetidores lo que también hace más económico y de fácil mantenimiento este material. Originalmente, la fibra óptica fue propuesta como medio de transmisión debido a su enorme ancho de banda; sin embargo, con el tiempo se ha planteado para un amplio rango de aplicaciones además de la telefonía, automatización industrial, computación, sistemas de televisión por cable y transmisión de información de imágenes astronómicas de alta resolución entre otros.
Un filamento de vidrio sumamente delgado y flexible (de 2 a 125 micrones) capaz de conducir rayo ópticos (señales en base a la transmisión de luz). Las fibras ópticas poseen capacidades de transmisión enormes, del orden de miles de millones de bits por segundo. Se utilizan varias clases de vidrios y plásticos para su construcción.
Una fibra es un conductor óptico de forma cilíndrica que consta del núcleo (core), un recubrimiento (clading) que tienen propiedades ópticas diferentes de las del núcleo y la cubierta exterior (jacket) que absorbe los rayos ópticos y sirve para proteger al conductor del medio ambiente así como darle resistencia mecánica.
Además, y a diferencia de los pulsos electrónicos, los impulsos luminosos no son afectados por interferencias causadas por la radiación aleatoria del ambiente.
Cuando las compañías telefónicas reemplacen finalmente los cables de cobre de sus estaciones centrales e instalaciones domiciliarias con fibras ópticas, estarán disponibles de modo interactivo una amplia variedad de servicios de información para el consumidor, incluyendo la T.V. de alta definición. Cada una de las fibras ópticas, puede transportar miles de conversaciones simultáneas de voz digitalizada.
Funcionamiento
Los principios básicos de su funcionamiento se justifican aplicando las leyes de la óptica geométrica, principalmente, la ley de la refracción (principio de reflexión interna total) y la ley de Snell.
Su funcionamiento se basa en transmitir por el núcleo de la fibra un haz de luz, tal que este no atraviese el revestimiento, sino que se refleje y se siga propagando. Esto se consigue si el índice de refracción del núcleo es mayor al índice de refracción del revestimiento, y también si el ángulo de incidencia es superior al ángulo limite.
Ventajas
1.- Una banda de paso muy ancha, lo que permite flujos muy elevados (del orden del Ghz).
2.- Pequeño tamaño, por tanto ocupa poco espacio.
3.- Gran flexibilidad, el radio de curvatura puede ser inferior a 1 cm, lo que facilita la instalación enormemente.
4.- Gran ligereza, el peso es del orden de algunos gramos por kilómetro, lo que resulta unas nueve veces menos que el de un cable convencional.
5.- Inmunidad total a las perturbaciones de origen electromagnético, lo que implica una calidad de transmisión muy buena, ya que la señal es inmune a las tormentas.
6.- Gran seguridad: la intrusión en una fibra óptica es fácilmente detectable por el debilitamiento de la energía luminosa en recepción, además, no radia nada, lo que es particularmente interesante para aplicaciones que requieren alto nivel de confidencialidad.
7.- No produce interferencias.
8.- Insensibilidad a los parásitos, lo que es una propiedad principalmente utilizada en los medios industriales fuertemente perturbados (por ejemplo, en los túneles del metro). Esta propiedad también permite la coexistencia por los mismos conductos de cables ópticos no metálicos con los cables de energía eléctrica.
9.- Atenuación muy pequeña independiente de la frecuencia, lo que permite salvar distancias importantes sin elementos activos intermedios.
10.- Gran resistencia mecánica (resistencia a la tracción, lo que facilita la instalación).
11.- Resistencia al calor, frío, corrosión.
12.- Facilidad para localizar los cortes gracias a un proceso basado en la telemetría, lo que permite detectar rápidamente el lugar y posterior reparación de la avería, simplificando la labor de mantenimiento.
Desventajas
A pesar de las ventajas antes enumeradas, la fibra óptica presenta una serie de desventajas frente a otros medios de transmisión, siendo las más relevantes las siguientes:
§ La alta fragilidad de las fibras.
§ Necesidad de usar transmisores y receptores más caros.
§ Los empalmes entre fibras son difíciles de realizar, especialmente en el campo, lo que dificulta las reparaciones en caso de ruptura del cable.
§ No puede transmitir electricidad para alimentar repetidores intermedios.
§ La necesidad de efectuar, en muchos casos, procesos de conversión eléctrica-óptica.
§ La fibra óptica convencional no puede transmitir potencias elevadas.
§ No existen memorias ópticas.
Así mismo, el costo de la fibra sólo se justifica cuando su gran capacidad de ancho de banda y baja atenuación son requeridos. Para bajo ancho de banda puede ser una solución mucho más costosa que el conductor de cobre.
La fibra óptica no transmite energía eléctrica, esto limita su aplicación donde el terminal de recepción debe ser energizado desde una línea eléctrica. La energía debe proveerse por conductores separados.
Las moléculas de hidrógeno pueden difundirse en las fibras de silicio y producir cambios en la atenuación. El agua corroe la superficie del vidrio y resulta ser el mecanismo más importante para el envejecimiento de la fibra óptica.
Ethernet:
Introducción a Ethernet
Ethernet (también conocido como estándar IEEE 802.3) es un estándar de transmisión de datos para redes de área local que se basa en el siguiente principio:
Todos los equipos en una red Ethernet están conectados a la misma línea de comunicación compuesta por cables cilíndricos.
Se distinguen diferentes variantes de tecnología Ethernet según el tipo y el diámetro de los cables utilizados:
· 10Base2: el cable que se usa es un cable coaxial delgado, llamado thin Ethernet.
· 10Base5: el cable que se usa es un cable coaxial grueso, llamado thick Ethernet.
· 10Base-T: se utilizan dos cables trenzados (la T significa twisted pair) y alcanza una velocidad de 10 Mbps.
· 100Base-FX: permite alcanzar una velocidad de 100 Mbps al usar una fibra óptica multimodo (la F es por Fiber).
· 100Base-TX: es similar al 10Base-T pero con una velocidad 10 veces mayor (100 Mbps).
· 1000Base-T: utiliza dos pares de cables trenzados de categoría 5 y permite una velocidad de 1 gigabite por segundo.
· 1000Base-SX: se basa en fibra óptica multimodo y utiliza una longitud de onda corta (la S es porshort) de 850 nanómetros (770 a 860 nm).
· 1000Base-LX: se basa en fibra óptica multimodo y utiliza una longitud de onda larga (la L es por long) de 1350 nanómetros (1270 a 1355 nm).
| Abreviatura | Nombre | Cable | Conector | Velocidad | Puertos |
| 10Base2 | Ethernet delgado (Thin Ethernet) | Cable coaxial (50 Ohms) de diámetro delgado | BNC | 10 Mb/s | 185 m |
| 10Base5 | Ethernet grueso (Thick Ethernet) | Cable coaxial de diámetro ancho (10,16 mm) | BNC | 10Mb/s | 500 m |
| 10Base-T | Ethernet estándar | Par trenzado (categoría 3) | RJ-45 | 10 Mb/s | 100 m |
| 100Base-TX | Ethernet veloz (Fast Ethernet) | Doble par trenzado (categoría 5) | RJ-45 | 100 Mb/s | 100 m |
| 100Base-FX | Ethernet veloz (Fast Ethernet) | Fibra óptica multimodo (tipo 62,5/125) | | 100 Mb/s | 2 km |
| 1000Base-T | Ethernet Gigabit | Doble par trenzado (categoría 5) | RJ-45 | 1000 Mb/s | 100 m |
| 1000Base-LX | Ethernet Gigabit | Fibra óptica monomodo o multimodo | | 1000 Mb/s | 550 m |
| 1000Base-SX | Ethernet Gigabit | Fibra óptica multimodo | | 1000 Mbit/s | 550 m |
| 10GBase-SR | Ethernet de 10 Gigabits | Fibra óptica multimodo | | 10 Gbit/s | 500 m |
| 10GBase-LX4 | Ethernet de 10 Gigabits | Fibra óptica multimodo | | 10 Gbit/s | 500 m |
El principio de transmisión
Todos los equipos de una red Ethernet están conectados a la misma línea de transmisión y la comunicación se lleva a cabo por medio de la utilización un protocolo denominado CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access with Collision Detect que significa que es un protocolo de acceso múltiple que monitorea la portadora: detección de portadora y detección de colisiones).
Con este protocolo cualquier equipo está autorizado a transmitir a través de la línea en cualquier momento y sin ninguna prioridad entre ellos. Esta comunicación se realiza de manera simple:
· Cada equipo verifica que no haya ninguna comunicación en la línea antes de transmitir.
· Si dos equipos transmiten simultáneamente, entonces se produce una colisión (o sea, varias tramas de datos se ubican en la línea al mismo tiempo).
· Los dos equipos interrumpen su comunicación y esperan un período de tiempo aleatorio, luego una vez que el primero ha excedido el período de tiempo, puede volver a transmitir.
Este principio se basa en varias limitaciones:
· Los paquetes de datos deben tener un tamaño máximo.
· Debe existir un tiempo de espera entre dos transmisiones.
El tiempo de espera varía según la frecuencia de las colisiones:
· Luego de la primera colisión, un equipo espera una unidad de tiempo.
· Luego de la segunda colisión, un equipo espera dos unidades de tiempo.
· Luego de la tercera colisión, un equipo espera cuatro unidades de tiempo.
· ... Por supuesto, con una cantidad menor de tiempo aleatorio adicional.
Ethernet conmutada
La topología de Ethernet descripta hasta ahora ha sido la de Ethernet compartida (cualquier mensaje transmitido es escuchado por todos los equipos conectados y el ancho de banda disponible es compartido por todos los equipos).
Durante muchos años se ha dado un desarrollo importante: la Ethernet conmutada.
La topología física sigue siendo la de una estrella pero está organizada alrededor de un conmutador. El conmutador usa mecanismos de filtrado y conmutación muy similares a los utilizados por las puertas de enlace donde se han utilizado estas técnicas por mucho tiempo.
La topología física sigue siendo la de una estrella pero está organizada alrededor de un conmutador. El conmutador usa mecanismos de filtrado y conmutación muy similares a los utilizados por las puertas de enlace donde se han utilizado estas técnicas por mucho tiempo.
Inspecciona las direcciones de origen y destino de los mensajes, genera una tabla que le permite saber qué equipo se conecta a qué puerto del conmutador (en general este proceso se hace por auto aprendizaje, es decir, de manera automática pero el administrador del conmutador puede realizar ajustes adicionales).
Al conocer el puerto receptor, el conmutador sólo transmitirá el mensaje al puerto adecuado mientras que los otros puertos permanecerán libres para otras transmisiones que pueden ser realizadas simultáneamente.
Como resultado, cada intercambio puede llevarse a cabo a una velocidad nominal (mayor división de ancho de banda), sin colisiones y con un aumento considerable en el ancho de banda de la red (también a una velocidad nominal).
Como resultado, cada intercambio puede llevarse a cabo a una velocidad nominal (mayor división de ancho de banda), sin colisiones y con un aumento considerable en el ancho de banda de la red (también a una velocidad nominal).
Con respecto a saber si todos los puertos de un conmutador pueden comunicarse al mismo sin perder los mensajes, eso es algo que depende de la calidad del conmutador (non blocking switch).
Dado que los conmutadores posibilitan evitar colisiones y que las tecnologías 10/100/1000 base T(X) cuentan con circuitos separados para la transmisión y la recepción (un par trenzado por dirección de transmisión), la mayoría de los conmutadores modernos permiten desactivar la detección y cambiar amodo full dúplex (bidireccional) en los puertos. De esta forma, los equipos pueden transmitir y recibir al mismo tiempo, lo que también contribuye al rendimiento de la red.
El modo full dúplex es interesante, en especial, para los servidores que poseen muchos clientes.
El modo full dúplex es interesante, en especial, para los servidores que poseen muchos clientes.
Los conmutadores Ethernet modernos también detectan la velocidad de transmisión que cada equipo utiliza (autosensing) y si el equipo admite varias velocidades (10, 100 o 1000 megabits/seg.) comienza a negociar con él para seleccionar tanto una velocidad como el modo de transmisión: semi dúplex o full dúplex. Esto permite contar con un almacenamiento de equipos con distintos rendimientos (por ejemplo, un conjunto de equipos con varias configuraciones hardware).
Como el tráfico transmitido y recibido ya no se transmite a todos los puertos, se hace más difícil rastrear lo que está pasando. Esto contribuye a la seguridad general de la red, que es un tema de suma importancia en la actualidad.
Por último, el uso de conmutadores hace posible la construcción de redes geográficamente más grandes. En la Ethernet compartida, un mensaje debe poder esperar a cualquier otro equipo durante un período de tiempo específico (slot time) sin el cual el mecanismo de detección de colisiones (CSMA/CD) no funcione correctamente.
Esto ya no se aplica en los conmutadores Ethernet. La distancia ya no es limitada, excepto por los límites técnicos del medio utilizado (fibra óptica o par trenzado, la potencia de la señal transmitida y la sensibilidad del receptor, etcétera).
Esto ya no se aplica en los conmutadores Ethernet. La distancia ya no es limitada, excepto por los límites técnicos del medio utilizado (fibra óptica o par trenzado, la potencia de la señal transmitida y la sensibilidad del receptor, etcétera).
creado por el equipo numero 6
conformado por:
cruz flores hugo
valdes mateos gustavo alberto
hernandez jimenes ruben
