Comunicaciones de Datos
Profesor: Norma Vargas
Apunte 1
Apunte1
1
Comunicaciones de Datos
Objetivo:

Conocer y comprender los conceptos
fundamentales de la transmisión de
datos y telecomunicaciones en los
aspectos análogo y digital.
Apunte1
2
Unidades Temáticas
 1.- Comunicaciones electrónicas: Introducción,
Medios de Transmisión.
 2.- Sistemas de Comunicación Digital:Técnicas de
Codificación, Muestreo, Modulación/Demodulación,
PAM, PPM, CPM,etc. Ruidos en Sistemas de
Comunicaciones, Conversión A/D y D/A,
Multiplexación.
 3.- Redes de Computadores: Introducción, Definición,
Modelo ISO/OSI, Topología, elementos de
interconexión de redes, arquitectura, Protocolos.
 4.- Redes industriales de Campo
Apunte1
3
Sistema de Evaluación:
 3 Certámenes:




Primer Certamen
Segundo Certamen
Tercer Certamen
Examen
:
:
:
:
21 de Septiembre
26 de Octubre
30 de Noviembre
07 de Diciembre
 Bibliografía:




Comunicaciones y Redes de Computadores, William
Stallings, 6ta. Edición
Redes de Computadores, Andrew S. Tanenbaum
Redes de Computadoras, Internet e Interredes, Douglas E.
Comer
Internet
Apunte1
4
Introducción
La comunicación se lleva a cabo a
través de transmisión de señales
eléctricas, las cuales deben ser lo más
rápidas y eficientes posible.
Objetivo de los Sistemas de
Transmisión: Transportar una corriente
de bits o señales análogas desde una
máquina fuente a una destino
Apunte1
5
Introducción
Cualquier medio físico de transporte de señal
está sujeto a ciertas restricciones, en
particular que se pierde intensidad en la señal
a medida que se difunde.
El número de cambios de estado de la línea
por segundo se conoce como baudio. Esto no
corresponde a los bits/s (o bps), puesto que
usualmente se codifican varios bits en cada
estado (según el número de estados
diferentes de la línea: con 8 estados puedo
transmitir de a tres bits a la vez).
Apunte1
6
Introducción
El ancho de banda de la línea indica cual es la
banda de frecuencias que soporta la línea,
esto limita seriamente la capacidad de bits/s
que se pueden transmitir. Por ejemplo, en
una línea telefónica, solo se transmite un
rango audible y generable por la voz humana,
esto da una frecuencia máxima de unos 3000
Hz. Usando codificación binaria normal, no
hay como llegar a más de 9600 bps. Se
mejora usando codificaciones diferentes en
varias frecuencias a la vez (multiplexar).
Apunte1
7
Modelo de un Sistema de Comunicaciones
Fuente

Genera la data a ser transmitida
Transmisor

Convierte los datos en señales transmitibles, codificándolas.
Sistema de Transmisión

Sistema que transporta la señal, puede ser una línea o una
compleja red
Receptor

Convierte la señal recibida en datos
Destino

Recibe datos enviados
Apunte1
8
Modelo de un Sistema de Comunicaciones
ETD/DTE DCE/ETCD
DCE/ETCD ETD/DTE
ETD/DTE: Equipo Terminal de Datos
ETCD/DCE: Equipo Terminal de Circuito
Apunte1 de Datos
9
Tareas claves en la comunicación
Utilización del Sistema de Transmisión: Uso
eficaz
Interfaces
Generación de la señal de manera que se
pueda propagar por el medio, para ser
recepcionada en forma correcta.
Sincronización: Determinar inicio y término de
la comunicación y duración de cada dato.
Gestión de intercambio: Acuerdo de función
de cada elemento
Apunte1
10
Tareas claves en la comunicación
Detección de error y corrección
Direccionamiento y encaminamiento:
Identificación de cada equipo y rutas a seguir
según destino.
Recuperación ante fallas del Sistema de
comunicación
Formato de los datos o mensaje enviado
Seguridad
Administración de red
Apunte1
11
Ejemplo simple Sistema de Comunicación
Apunte1
12
Transmisión Análoga
Modem Medio Transmisión Modem
Apunte1
13
Transmisión Digital
DTU
Medio Transmisión
Apunte1
DTU
14
Capa 1: Medios de Transmisión
Es el camino físico entre el transmisor y el
receptor
La información se transmite por cables al
variar alguna propiedad física, como el voltaje
o la corriente.
En una transmisión se debe tomar en cuenta
las características:




Eléctricas
Mecánicas
Medio de Transmisión
Procedimiento de Transmisión.
Apunte1
15
Definiciones
Medio Físico


guiado: por ejemplo: par trenzado, fibra
óptica
No guiado:por ejemplo: aire, agua, vacío
Apunte1
16
Definiciones
Enlace Directo

Sin dispositivo intermedio
Punto a Punto


Enlace Directo
Sólo 2 equipos comparten el enlace
Multi-punto

Más de 2 dispositivos comparten el enlace
Apunte1
17
Definiciones
Simplex

Transmisión sólo en una dirección,
 ejemplo: Televisión
Half duplex

En ambas direcciones, pero no al mismo tiempo
 ejemplo: Transmisiones de radio
Full duplex

En ambas direcciones al mismo tiempo
 ejemplo: teléfono
Apunte1
18
Definiciones
Full Duplex:


En muchas aplicaciones se requiere que los datos fluyan
asincrónicamente en ambos sentidos simultáneamente (Tx
dúplex).
El conductor G es la conexión de tierra o retorno de señal. El
terminal T es el de Tx, el R es el de Rx de datos.
Apunte1
19
Definiciones
Velocidad en Baudios: Es la
velocidad que se mide según el número
de cambios de niveles que experimenta
una señal o símbolos, determinando la
capacidad necesaria de un canal dado.
(Velocidad en Baudios= 1/ Ts, donde
Ts: Tiempo duración de un Símbolo)
Apunte1
20
Definiciones
Transmisión Serial:

La información es transmitida
secuencialmente por un cable
Transmisión paralela:

Varios bits son transmitidos en forma
simultánea, por diferentes cables, uno por
señal.
Apunte1
21
Frecuencia, Espectro y
Ancho de Banda
Conceptos en el dominio del tiempo

Señal continua
 La intensidad de la señal varía suavemente en el tiempo,
sin discontinuidades

Señal Discreta
 La intensidad de la señal se mantiene constante durante
un intervalo de tiempo, tras el cual cambia a otro valor
constante

Señal periódica
 Poseen un patrón que se repite en el tiempo


s(t + T) = s(t)
Señal no periódica
 No existe patrón que se repita en el tiempo
Apunte1
22
Señal Continua y Señal Discreta
Apunte1
23
Señales
Periódicas
Apunte1
24
Señal Sinusoidal
Amplitud Peak (A)

Máxima intensidad de la señal
Frecuencia (f)




Velocidad de cambio de la señal
Hertz (Hz) o ciclos por segundo
Period = tiempo para una repetición (T)
T = 1/f
Fase ()

Posición relativa de la señal en el tiempo
Apunte1
25
Señales Sinusoidales
Apunte1
26
Longitud de Onda
Distancia ocupada en un ciclo
Distancia entre 2 puntos correspondiente a la
misma fase en dos ciclos consecutivos


Asumiendo la señal de la velocidad v
  = vT
 f = v
 c = 3*108 ms-1 (velocidad de la luz en el espacio)
Apunte1
27
Conceptos en el Dominio de
la frecuencia
Una señal puede estar compuesta de
muchas frecuencias, es decir por varias
componentes de señales sinusoidales
Tal como lo da el análisis en la Serie de
Fourier
Apunte1
28
Conceptos en el Dominio de
la frecuencia
Serie de Fourier:

Si g(t) es una función periódica, ésta se puede
representar como una suma finita de senos y cosenos,
según la Serie de Fourier de la siguiente manera:
g(t) = ½ * c +an sen(2nft) + bncos(2nft)
Donde f= 1/T frecuencia fundamental y:
g(t)sen(2ft)dt
an= (2/T)*
c= (2/T)* g(t)dt
bn= (2/T)* g(t)sen(2ft)dt
Apunte1
29
Suma de
Componentes
de
Frecuencias
Diferentes
Apunte1
30
Dominio de la
Frecuencia
Apunte1
31
Espectro y Ancho de Banda
Espectro

Conjunto de frecuencias que contiene la señal
Ancho de Banda absoluto

Ancho del espectro
Ancho de Banda efectivo
 Banda estrecha donde se concentra la
mayor energía de la señal
 Normalmente llamado Ancho de Banda
Componente continuo (DC)

Componente de frecuencia cero
Apunte1
32
Conceptos en el Dominio de
la frecuencia
Si se envía una señal digital por medio de una
Serie de Fourier, al perderse algunas
armónicas componentes de la señal o
disminuir su intensidad, sólo provoca que la
señal resultante disminuya en amplitud, pero
no se distorsiona.
Generalmente, como los canales de
transmisión tienen un Ancho de Banda
limitado, con una frecuencia de corte (fc),
siempre parte de las componentes se
perderán. Las componentes que no se
atenúan van desde 0 a fc.
Apunte1
33
Señal con componente continua
Apunte1
34
Velocidad de Transmisión
y Ancho de Banda
Cualquier Sistema de Transmisión está
limitado a una banda de frecuencias
Esto limita la velocidad de los datos que
pueden ser transportados
Apunte1
35
Velocidad de Transmisión
y Ancho de Banda
Tasa de envío máxima de un canal:

Tiempo para transmitir un bit depende de la forma
de codificación,como de la velocidad de
transmisión.
Teorema de Nyquist:
Máxima tasa de envío de un canal de ancho de
banda B, para una señal con N niveles discretos,
según el teorema de Nyquist es:
Bits/seg
Velocidad máxima= 2Blog N

En condiciones ideales.
Apunte1
²
36
Velocidad de Transmisión
y Ancho de Banda
Teorema de Shannon:
Si el canal tiene ruido, y S/N, es la relación
Potencia de Señal/Potencia Señal ruido en
decibeles, el teorema de Shannon
determina que:
Velocidad máxima= B*log (1 + S/N)
Donde:
B= Ancho de Banda
S/N=10log(S/N) decibeles

Apunte1
37
Transmisión de Data
Análoga y Digital
Datos

Entidad capaz de transportar información
Señales

Representaciones eléctricas o electromagnéticas
de los datos
Transmisión

Comunicación de datos mediante la propagación y
procesamiento de las señales
Apunte1
38
Datos
Análogos

Valores continuos dentro de un intervalo.
Digital

Valores discretos
Apunte1
39
Señales
Forma que los datos se propagan
Análoga


Varía continuamente
Se transmite por diferentes medios
 cobre, fibra óptica, espacio



Ancho Banda de la voz 100Hz a 7kHz
Ancho Banda del Teléfono 300Hz a 3400Hz
Ancho Banda del Video 4MHz
Digital

Use 2 componentes DC
Apunte1
40
Datos y Señales
La transmisión de los datos puede ser:
 Análoga, para lo cual, se necesitan
equipos moduladores y demoduladores,
que transformen la señal digital a análoga
(Modems).
 Digital: Se utilizan equipos intermedios
llamados DTU (Data Terminal Unit) que
adecuan la señal digital a transmitir según
las características de la transmisión y la
codificación a utilizar.
Apunte1
41
Datos y Señales
Usualmente se utilizan señales digitales para
datos digitales y señales análogas para datos
análogos
Se puede utilizar señales análogas para llevar
datos digitales

Modem
Se pueden utilizar señales digitales para llevar
datos análogos

Compact Disc
Apunte1
42
Señales Análogas llevando
datos digitales y análogos
Apunte1
43
Señales Digitales llevando
datos análogos y digitales
Apunte1
44
Transmisión Análoga
Las señales análogas pueden ser
transmitidas independientemente del
contenido
Pueden ser datos digitales o análogos
Se atenúan con la distancia
Usa amplificadores para reconstruir la
señal
También amplifica el ruido
Apunte1
45
Transmisión Análoga
Cuando se desea transmitir una señal digital por un
medio análogo, se debe convertir de una señal a otra
por medio de equipos Moduladores y Demoduladores
( Modems). La señal se puede modular según
diversos estándares, donde algunos de ellos son:


Modulación FM: Se varía la frecuencia de la señal cada vez
que se transmite un bit, según el valor de éste ( 1 ó 0).
Modulación AM: Se varía la amplitud de la señal cada vez
que se transmite un bit, según el valor de éste ( 1 ó 0).
Problema de estas modulaciones. Sólo un bit por período de la
señal.
Apunte1
46
Transmisión Análoga
Transmisión Análoga:

Modulación por fase (PM): Se varía la fase
de la señal según los bits a transmitir. En
este caso, se pueden enviar varios bits, en
un ciclo, al significar un desfase la
representación de un número binario de 2,
3 ó más bits. Todo depende de la cantidad
de división de los ángulos de los desfases
permitidos.
Apunte1
47
Transmisión Digital
Dependiente del contenido de la señal
Distancia de transmisión limitada ya que se
atenúa o varía por el ruido y la dispersión
Utiliza repetidores, los que reciben la señal,
regenera el patrón de unos y ceros y
retransmite, evitando la atenuación
El ruido no se amplifica o es no acumulativo
Apunte1
48
Transmisión Digital
Las señales recibidas desde un terminal,
no son moduladas, sino se transmiten
directamente a través de un canal
digital, usando codificaciones (códigos
de línea) que permitan disminuir las
pérdidas de información y sincronizar
ambos DCE.
Apunte1
49
Ventajas de la Transmisión
Digital
Tecnología digital:


Bajo costo (LSI, VLSI, ULSI, WSI, SOC)
Integridad de los datos: Al utilizar repetidores en
lugar de amplificadores, logra grandes distancias en
líneas con menor calidad
Utilización de la capacidad


Gran ancho de banda con enlaces económicos
Alto grado de multiplexación utilizando técnicas
digitales
Seguridad & Privacía

Encriptación
Integración

Los datos digitales o análogos son tratados y
procesadas de forma similar
Apunte1
50
Perturbaciones en la
Transmisión
La señal recibida puede ser distinta a la
transmitida
Señales análogas: Alteraciones aleatorias que
degradan la calidad de la señal
Señales digitales: bits erróneos
Estos errores se producen por



Atenuación y distorsión de la atenuación
Distorsión de retardo
Ruido
Apunte1
51
Atenuación
La energía de la señal disminuye con la
distancia
Respecto a la potencia de la señal recibida:


Debe ser suficiente para ser detectada
Para ser recibida sin error, debe ser mucho mayor
que el ruido
La atenuación aumenta en función de la
frecuencia
Apunte1
52
Distorsión del retardo
Característica sólo de los medios guiados
La velocidad de propagación varía con la
frecuencia de la señal, lo que produce que
las diferentes componentes en frecuencia
llegarán en tiempos distintos al destino,
produciendo distorsión de la señal
(desplazamiento en fase)
Apunte1
53
Ruido
Señales no deseadas que se insertan entre el
transmisor y receptor
Ruido térmico


Agitación térmica de los electrones
Uniformemente distribuido en el espectro de
frecuencias: Ruido Blanco
Ruido de Intermodulación

Señales que aparecen y son la suma o la resta de
señales de frecuencia original que comparten el
medio
Apunte1
54
Ruido
Crosstalk o diafonía

Una señal de una línea es captada por otra
Ruido Impulsivo


No continuo y compuesto por pulsos
irregulares de corta duración y gran
amplitud
Pueden producirse por ejemplo por
interferencias electromagnéticas
Apunte1
55
Capacidad del canal
Velocidad de los datos


En bits por segundo
Velocidad a la cual los datos pueden ser
transmitidos
Ancho de Banda


En ciclos por segundo o Hertz
Dependiente del medio de transmisión
Apunte1
56
Interfaz RS232-C
Esta interfaz se caracteriza por utilizar comunicación
asíncrona, la cual es aquella en que el transmisor y el
receptor no necesitan coordinarse para transmitir los datos. Es
útil para fuentes que transmiten datos ocasionalmente.
La norma RS 232 de la EIA (V.34) se ha convertido en la más
difundida para la transferencia de caracteres entre un
computador y su teclado, su terminal, un ratón o su módem, en
forma serial.
Un carácter consta, en general, de 7 bits.
La transmisión serial es de 1 bit tras el otro.
La norma establece que los voltajes a ser transmitidos son + 25
V (típico + 15 V), y el nivel mínimo de recepción es de + 3V
(entre + 3V el receptor no puede establecer con claridad el
dato)
Apunte1
57
Interfaz RS232-C
La transmisión es asíncrona a nivel de caracteres,
teniendo un mecanismo de sincronización a nivel del
bit.
Para que sea posible la transferencia de bits, el Tx y
el Rx deben acordar el tiempo de duración de un bit.
Para que el Rx se percate del inicio y término de una
Tx, se ocupa un bit de inicio y un bit de parada. El bit
de inicio corresponde a un bit 0 extra a los datos. El
bit de parada corresponde a un 1. Si la línea está
“ociosa” sin transmisión de caracteres, el nivel para
este estado es 1.
Apunte1
58
Interfaz RS232-C
En esta interfaz un 1 = -15 Volts, 0 =
15 Volts, la transmisión del carácter
1011010
sería , por ejemplo:
Apunte1
59
Interfaz RS232-C



La comunicación que se realiza a través de esta
interfaz es Full Duplex, teniendo, entre todos sus
pines, los conectores necesarios para la
comunicación.
Así el conductor G ( pin 7) es la conexión de
tierra o retorno de señal. El terminal T ( pin 2) es
el de Tx, el R (pin 3) es el de Rx de datos.
Los números en ( ) corresponden al DB-25
Apunte1
60
Interfaz RS232-C
Con RS-232 podemos lograr velocidades de hasta 20
Kbps y longitud máxima de 15 metros de cable.
Existe un estándar que mejora el RS-232-C

Son 3 estándares en uno:
 Interfaces mecánica, funcional y de procedimientos es el
RS-449
 Interfaz eléctrica:


TX Desbalanceada: RS-423-A (Tierra común, similar a RS232-C)
TX Balanceada: RS-422-A (sin tierra común, 2Mbps, 60 m,
37 pin)
Apunte1
61
Ejemplo: X.21
Es una recomendación del ITU que especifica
la manera en que el computador del cliente y
el proveedor de servicios de portadoras
digitales deben comunicarse.
Es parte del Protocolo X.25
El conector físico tiene 15 pines, pero no
todos se utilizan.
La conexión es full duplex, con velocidades
de 9600 bps a 64 Kbps
Apunte1
62
Resumen
Medios Físicos: Guiados y no guiados
Para medios físicos guiados el medio
por el cual se transmite la información
es importante
Para medios no guiados el ancho banda
dado por la antena es el importante
Las claves en la transmisión son la
velocidad de los datos y la distancia
Apunte1
63
Factores determinantes en
el diseño
Ancho de Banda

Gran Ancho de Banda da la posibilidad de
una mayor velocidad de transmisión de
datos
Deterioro en la Transmisión


Atenuación
Interferencia
Apunte1
64
Capa 1: Medios de Transmisión
Medios Magnéticos
Alambre de cobre
 Par trenzado
 Cable coaxial
Fibra de vidrio (fibra óptica)
Enlaces Inlámbricos
Apunte1
65
Espectro electromagnético
Apunte1
66
Medio Magnético
Es una forma de enviar datos desde un lugar
a otro, almacenándolos en algún medio
magnético (disco, cinta,etc.) y luego
despachar la información por alguna vía
terrestre o aérea.
Es útil cuando la información a transmitir es
de un gran volumen, ejemplo: respaldo
servidores, donde la cantidad de ancho de
banda que se necesita es alto.
Apunte1
67
Medio Magnético
Ventaja:
Gran Ancho de Banda
 Bajo Costo

Desventaja:

Retardo
Apunte1
68
Alambres de Cobre
Muchas redes de computadores usan el
cobre como medio conductor de las
señales eléctricas por razones de costo y
conductividad.
La selección del tipo de conductor se
realiza
 maximizando el ancho de banda,
 minimizando las interferencias y
 manteniendo un costo razonable
 el par trenzado es económico
 el coaxial tiene mayor BW
Apunte1
69
Par trenzado
Aplicaciones




Medio físico más común
Red Telefónica
Dentro de edificios: Para las PBX, tendido
telefónico interno
Para redes de área local (LAN)
Apunte1
70
Par trenzado
Para lograr un retardo menor en la
transmisión, que los medios magnéticos se
utilizan los cables de cobre, uno de los
cuales es el Par trenzado.
Par trenzado: 2 pares de cobre aislados,
cubiertos de material aislante de polietileno,
por lo general de 1 mm de espesor,
trenzados en forma helicoidal.
Apunte1
71
Par trenzado
El propósito de torcer los alambres es
reducir la interferencia eléctrica
(interferencia de los campos
electromagnéticos) de los pares
cercanos.
Generalmente se colocan varios pares
de alambres trenzados en un envoltorio
común. El paso de trenzado es
diferente para cada par para así reducir
las interferencias aún más.
Apunte1
72
Par trenzado
Características de la transmisión:

Análogo


Digital





Ej:Amplificadores cada 5km a 6km
Ej:Repetidores cada 2km or 3km
Distancia limitada
Ancho de Banda limitado
Velocidad de datos limitada
Susceptible a interferencia y ruido
Apunte1
73
Par trenzado
Existen diferentes tipos de pares
trenzado, dependiendo del ancho de
banda que soportan, lo que lo da el
diámetro, el blindaje y la calidad de los
alambres utilizados.
Permiten transportar señales análogas y
digitales.
Está restringido a 4 pares.
Apunte1
74
Par trenzado
Las diferentes categorías de Par telefónico existente en el mercado
son:





Categoría 1: Este tipo de cable esta especialmente diseñado para redes
telefónicas, es el típico cable empleado para teléfonos por las compañías
telefónicas. Alcanzan como máximo velocidades de hasta 4 Mbps.
Categoría 2: De características igual a Categoría 1.
Categoría 3: Ancho de Banda: 16 Mhz, Largo del torcido de 7.5 cm to 10
cm. Utilizado en telefonía.
Categoría 4: Esta definido para redes de PC´s tipo anillo como Token Ring
con un ancho de banda de hasta 20 Mhz y con una velocidad de 20 Mbps.
Categoría 5 : Ancho de Banda: 100 Mhz (soporta redes de 100 Mbps y
también de 155 Mbps), largo del torcido de 0.6 cm a 0.85 cm. La atenuación
del cable de esta categoría viene dado por esta tabla referida a una distancia estándar
de 100 metros:
Apunte1
75
Par trenzado






Categoría 5E (D): Es una categoría 5 mejorada. Minimiza
la atenuación y las interferencias. Ancho de Banda 100 MHz
(Soporta Gigabit Ethernet y ATM (622 Mbps))
Categoría 6 (E): Ancho de Banda 250 MHz, soporta 1000
Mbps.
Categoría 6ª (Fa): Ancho de Banda 500 MHz, soporta
10000 Mbps=10Gbps.
Categoría 7 o Nivel 7:Ancho de Banda 600 Mhz. Soporta
Ethernet Gigabit Ethernet a 100 mtrs. Este estándar es el Fa
con conector diferente.
Similar a ISO 11801 y ISO/IEC 61935 definen categoría
C,D,E y F
TIA 568 C definen Categoría 5e, Cat 6, Cat 6A
• Tabla resumen:
Apunte1
76
Par trenzado

Categoría 6:
 Es un estándar desarrollado para Gigabit Ethernet
 El cable contiene 4 pares de cable de cobre trenzado, al igual que
estándares de cables de cobre anteriores. Aunque la categoría 6 está a
veces hecha con cable 23 mm, esto no es un requerimiento; la
especificación ANSI/TIA-568-B.2-1 aclara que el cable puede estar
hecho entre 22 y 24 mm, mientras que el cable cumpla todos los
estándares de testeo indicados. Cuando es usado como un patch cable,
Cat-6 es normalmente terminado con conectores RJ-45
Apunte1
77
Par trenzado
Los tipos de cable par trenzado son:
 Unshielded Twisted Pair (UTP): Cable de par
trenzado no apantallado formado por 4 pares
trenzados individualmente y entre sí de cable de
cobre de calibre AWG 24, de 100  de
impedancia y aislamiento de polietileno; es el más
universalmente utilizado.
 Cable telefónico normal
 Más Barato
 Más fácil su instalación
 Suceptible a interferencias electromagnéticas
Apunte1
78
Par trenzado
Shielded Twisted Pair (STP) Cable de par
trenzado apantallado formado por 4 pares
trenzados individualmente y entre sí de cable
de cobre de calibre AWG 22, de 150  de
impedancia y aislamiento de polietileno
reforzado, incorpora una capa de pantalla
formada por una lámina de papel metálico y
un trenzado de hilo de cobre alrededor del
cable interior, que lo protege de las
interferencias electromagnéticas o "ruidos“,
es más caro y díficil de manejar (grueso,
resistente).
Apunte1
79
Par trenzado
Cable FTP (Foiled Twisted Pair) Par Trenzado
Encintado o cable de par trenzado apantallado mediante un
folio de aluminio/ mylar e hilo de cobre para drenaje. Está
formado por 4 pares trenzados individualmente y entre sí de
cable de cobre de calibre AWG 24 de 100  de impedancia con
aislamiento de polietileno.Es una solución intermedia entre el
cable UTP y el STP. El cable FTP posee un apantallamiento
que rodea cada par, con lo que se reduce la interferencia entre
pares, aparte de un apantallamiento del conjunto de pares. Este
tipo de cable ha sido hasta ahora poco usado, aunque en la
actualidad las nuevas exigencias de la normativa europeas
sobre emisiones radioeléctricas están imponiendo su uso cada
vez más.
Apunte1
80
Par trenzado
Cable SFTP (Shielded + Foiled Twisted
Pair). Idéntico al anterior, pero con mejor
apantallamiento al añadir una trenza de cable
de cobre sobre la pantalla de aluminio del
cable FTP. También en 100  de
impedancia. Su uso es mucho más
restringido a aplicaciones en entornos muy
polucionados electromagnéticamente
(ambientes industriales agresivos).
Apunte1
81
Par trenzado
Existen varias opciones de aplicación en el estándar 802.3 que
se diferencian por la velocidad, tipo de cable y distancia de
transmisión:





10Base-T: Cable de par trenzado con una longitud extrema de
500 mts a una velocidad de 10 mbps.
1Base-5: Cable de par trenzado con una longitud extrema de 500
mts a una velocidad de 1 mbps.
100Base-T: ( Ethernet Rápida) Cable de par trenzado estándar
que soporta velocidades de 100 mbps y que utiliza el método de
acceso CSMA/CD.
1000BaseT: Cable de par trenzado nuevo estándar que soporta
velocidades de 1000 mbps y utiliza los 4 pares para Tx.
100VG-Anylan: Estándar Ethernet que soporta velocidades de
100 Mbps utilizando un nuevo método de acceso por prioridad de
demandas sobre configuraciones de cableado par trenzado.
Apunte1
82
Par trenzado
Ventajas:





Bajo costo
Gran Ancho de Banda y distancia
Fácil instalación y mantención
Gran difusión en el mercado
Diferentes aplicaciones y escalabilidad
Desventajas:



No inmune al ruido electromagnético.
Menor Ancho de Banda
Menor Distancia
Apunte1
83
Cable Coaxial
Alambre de cobre rígido como núcleo, rodeado de
material aislante o dieléctrico (generalmente
plástico), seguido por un conductor con un tejido
fuertemente trenzado, el cual se cubre con una
envoltura protectora de plástico.
La construcción y blindaje del cable coaxial le
confieren una buena combinación de elevado ancho
de banda y excelente inmunidad al ruido
Apunte1
84
Cable Coaxial
Aplicaciones:


Medio más versátil
Distribución de Televisión
 TV Cable

Transmisiones de largas distancia y gran
capacidad en telefonía
 Puede llevar 10,000 canales de voz simultáneamente
 Está siendo reemplazado por la fibra óptica

Cortas distancias en links de computación
 Local area networks
Apunte1
85
Cable Coaxial
Características de la Transmisión:

Análogo
 Amplificadores cada pocos km
 Permite mayores frecuencias, sobre 500MHz

Digital
 Repetidores cada 1km
 Permite grandes velocidades de datos pero con
restricciones respecto a los repetidores y
conexionado
Apunte1
86
Cable Coaxial
Existen 2 tipos de cable:


Uno utilizado en transmisión de señales en
redes de área local (señales digitales) con
una impedancia de 50 Ώ.
Y otro utilizado para la transmisión de
señales análogas como telefonía o TVCable, con una impedancia de 75 Ώ.
Apunte1
87
Cable Coaxial
Ventajas:


Las tasas de transmisión son altas, pudiendo
alcanzar de 1 a 2 Gbps en cables de 1 Km.
Por su composición tiene una buena inmunidad al
ruido.
Desventajas:



Mayor costo
Difícil instalación por su poca flexibilidad.
Alta tasa de fallas en redes de computadores
Apunte1
88
Cable Coaxial
Tx en Banda Base:




Se utiliza para implementación de redes de área
local (ej: 10Base2)
Es usual la codificación Manchester o Manchester
diferencial.
Posee impedancia de 50 Ώ.
La conexión se realiza por conectores BNC, y en
las bifurcaciones se utilizan uniones T o vampiros
Apunte1
89
Cable Coaxial
Tx en Banda Ancha:




Sistema de Cableado muy utilizado en la
Televisión por Cable
La TX análoga llega a 450 Mhz a 100 Km.
El espectro se divide en canales de 6 Mhz para:
TV, Data (Cable Modem), Telefonía, Audio CD.
Cubren un área mayor, por lo cual se necesita la
modulación por señales análogas.
Apunte1
90
Cable Coaxial
Tx Banda Ancha:

Para lograr largas distancias se utilizan
amplificadores analógicos, para reforzar la
señal en forma periódica, en los cuales se
puede transmitir señales sólo en una
dirección.
Apunte1
91
Cable Coaxial

Resumen:
 10Base-5: Cableado coaxial (tipo RG 5) con una
longitud extrema de 500 mts. Utilizando sistemas de
transmisión en banda base.
 10Base-2: Cableado coaxial (tipo RG-58 A/U) con una
longitud extrema de 185 mts. Utilizando sistemas de
transmisión en banda base.
 10Broad-36: Cableado coaxial (tipo RG58 A/U CATV)
con una longitud extrema de 3.600 mts. Utilizando
métodos de transmisión en banda ancha
Apunte1
92
Cable Coaxial
Tx Banda Ancha:

Para transmitir en ambas direcciones, se utilizan dos
métodos:
 Sistemas de Cable Dual: 2 cables que corren en paralelo, el
dispositivo head-end (raíz del árbol de los cables) es el
encargado de transferir al otro cable.
 Sistema Cable Sencillo: Asigna bandas de frecuencias
diferentes para transmitir y recibir, es el head-end, quien
cambia la señal de una banda a otra. Ejemplo: Sistema
Subdividido: 5 a 30 Mhz, tráfico entrante y 40 a 300 Mhz,
tráfico saliente; Sistema dividido por la mitad: banda entrada :
5 a 116 Mhz, banda salida: 168 a 300 Mhz.
Apunte1
93
Fibra Optica
La fibra de vidrio delgada, de diámetro
inferior a 250 m se recubre de un forro
plástico que la proteje y permite doblarla
sin romperla.
Atenuaciones muy bajas (< 0,02 dB/km)
Sin interferencias electromagnéticas
Apunte1
94
Fibra Optica
Beneficios

Gran capacidad
 Velocidades de transmisión de datos de cientos
de Gbps



Tamaño y peso pequeño
Baja atenuación
No le afecta el ruido electromagnético
Apunte1
95
Fibra Optica
Transmisiones a larga distancia
Transmisiones Metropolitanas
Acceso a áreas rurales
Bucles de abonado (la última milla)
LAN
Apunte1
96
Fibra Optica
Características de la transmisión:

Actúa como una guía de onda para rango
de frecuencia de 1014 a 1015 Hz
 Porción de infrarrojo y espectro de luz visible

Se utilizan dos fuentes de luz diferentes
para su transmisión:
 Light Emitting Diode (LED)



Barato
Opera en un rango mayor de temperatura
Vida Media superior
 Injection Laser Diode (ILD)


Más eficaz
Logra velocidades de transmisión superiores
Apunte1
97
Fibra Optica
Componentes del Cable de Fibra:




Núcleo: A través del cual se propaga la luz (Fibra
Multimodo: 50 micras, Fibra Monomodo: 8 a 10
micras)
Revestimiento de vidrio: Posee un índice de
refracción menor que el núcleo de manera de
mantener toda la luz en él.
Cubierta Plástica Delgada: Protege el
revestimiento.
Generalmente se agrupan en varios pares de
fibras dentro de un envoltorio exterior, que la
protege.
Apunte1
98
Fibra Optica
Apunte1
99
Fibra Optica
La velocidad máxima de las comunicaciones
actuales está limitado principalmente por los
equipos de transmisión, más que por el
medio, por ejemplo: si el transmisor o
receptor emite un pulso cada 1 ns, la mayor
velocidad a lograr es 1 Gbps, independiente
si el ancho de banda del medio es mucho
mayor.
El Sistema de transmisión óptico tiene 3
componentes: la fuente de luz, el medio de
transmisión y el detector.
Apunte1
100
Fibra Optica
Transmisión Convencional: Pulso de luz= 1,
Ausencia de luz = 0
Medio Transmisión: Fibra de vidrio o silicio
fundido ultradelgada.
Cada fibra es un medio de transmisión
unidireccional con un transmisor en un
extremo y un receptor en el otro. Para lograr
una comunicación bidireccional se necesitan 2
hilos de fibra, excepto se utilice un método
de multiplexación como WDM y equipos
especiales.
Apunte1
101
Fibra Optica
El tráfico WDM puede ser enviado en
forma bi direccional sobre una sola
fibra.
CWDM channel plan WDM, es una
variación de WDM donde se restringe
el ancho de banda a 8 longitudes de
onda, 4 en un sentido y 4 en otro
sentido.
Apunte1
102
Fibra Optica
El transmisor recibe señales eléctricas y las
convierte en señales de luz, por ejemplo:
diodos led o diodos láser.
El receptor recibe señales de luz y las
transforma a señales eléctricas, por ejemplo:
Fotodiodo.
La transmisión de luz se realiza utilizando las
propiedades de reflexión y refracción de los
medios en que viaja.
Apunte1
103
Fibra Optica
Reflexión y Refracción
Reflexión Total
Haz de luz
- El grado de refracción depende del índice de refracción de
los medios y el ángulo del rayo de luz. Existe un ángulo
crítico sobre el cual la luz se mantiene dentro de la fibra y
no sale nada fuera de ella, pudiendo propagarse por muchos
Kilómetros.
Apunte1
104
Fibra Optica
Dependiendo de la velocidad con que se propague la luz en un medio o
material, se le asigna un Índice de Refracción "n", un número deducido
de dividir la velocidad de la luz en el vacío entre la velocidad de la luz
en dicho medio. Los efectos de reflexión y refracción que se dan en la
frontera entre dos medios dependen de sus Índices de Refracción. La
ley más importante que voy a utilizar en este artículo es la siguiente
para la refracción:
Esta fórmula nos dice que el índice de refracción del primer medio, por
el seno del ángulo con el que incide la luz en el segundo medio, es
igual al índice del segundo medio por el seno del ángulo con el que
sale propagada la luz en el segundo medio
Apunte1
105
Fibra Optica
Existen diferentes tipos de fibra, según
como la luz se propague en ellas:
 Fibra Optica Multimodo: La luz se propaga en
varios rayos cada uno con un modo diferente,
con ángulos distintos. Mayor diámetro, más
pérdida, distancias menores.
 Fibra Monomodo o modo único: El diámetro de
la fibra es mucho menor, por lo que la luz se
propaga sólo en línea recta sin rebotar. Menor
diámetro, menos pérdida, distancias mayores.
Apunte1
106
Fibra Optica
También se clasifica la fibra según
como se distribuya en ella el índice de
refracción:


Fibra Optica de índice gradual (va
cambiando en forma gradual del centro de
la fibra disminuyendo hacia fuera)
Fibra Optica de índice escalonado (en la
fibra un índice y afuera otro)
Apunte1
107
Modos de Transmisión en Fibra
Optica
Apunte1
108
Fibra Optica
Para las comunicaciones se utilizan tres
bandas de longitud de onda de la luz,
las que se centran en 850 , 1300 y
1550 nm, donde las dos últimas son las
que tienen menor atenuación, pero con
los semiconductores comunes es más
fácil lograr diodos led y láser que
transmiten a 850 nm.
Apunte1
109
CABLES DE FIBRA ÓPTICA
RECUBRIMIENTO EXTERNO DE LAS FIBRAS ÓPTICAS
Las fibras ópticas, después del revestimiento (cladding),
poseen unos recubrimientos que les sirven de protección,
denominados primario y secundario.
Estos recubrimientos están fabricados, por lo general, con
polímeros que no afectan la propagación de la luz dentro de las
fibras, ya que carecen de propiedades ópticas..
Los recubrimientos sobre la fibra óptica pueden ser
básicamente de dos tipos:
-Tight
-Loose
CABLES DE FIBRA ÓPTICA
Recubrimiento “Tight” o adherente:
Es aquel en el cual recubrimiento primario y secundario vienen
adheridos sobre el cladding de la fibra óptica. Están fabricados en un
material elastomérico, que le da fortaleza a la fibra, le proporciona
resistencia al impacto y la aísla de la humedad.
El diámetro de este tipo de fibra puede ser de (250 a 500 ó 900 m)
Apunte1
111
CABLES DE FIBRA ÓPTICA
Recubrimiento “Loose” o no adherente:
En este tipo de fibra, el recubrimiento primario no está ligado al
recubrimiento secundario.
Existe un total desvinculamiento mecánico entre la fibra óptica y el recubrimiento
secundario, el cual es un tubo plástico. La fibra óptica viene despositada en el
interior de este tubo.
El recubrimiento secundario posee internamente un compuesto de relleno, tipo
gel, que permite que dentro de él puedan haber varias fibras ópticas
mecánicamente “aisladas”.
CABLES DE FIBRA ÓPTICA
CABLES DE FIBRA ÓPTICA TIPO PACK
Este tipo de cables está formado por conjuntos de fibras ópticas
tipo “Tight”, unidas con hilos de amarre codificados por colores y
aplicados helicoidalmente.
CABLES DE FIBRA ÓPTICA
Cada fibra tiene un diámetro externo de 250 µm.
El número máximo de conjuntos pueden ser 8.
El número máximo de fibras por conjunto puede ser 12.
La identificación de cada una de las fibras del cable, es dada por la codificación de colores de
los amarres de las mismas fibras.
Los conjuntos de fibras ópticas amarradas vienen introducidos en un tubo de plástico extruído
que forma el núcleo del cable; el interior de este tubo viene totalmente impregnado con un
compuesto relleno. El tubo de plástico puede tener un diámetro de 7.9 mm cuando aloja más de
4 y menos de 8 conjuntos (48 a 96 fibras).
El código de colores empleado tanto para identificar los amarres de los conjuntos como de las
fibras, obedece al código universal de colores, que en este caso en su orden es: (azul, naranja,
verde, marrón, gris, blanco, rojo, negro, amarillo, violeta, rosa y agua)
Ejemplo:
En un cable tipo pack, la fibra color rosa que está en el conjunto verde (3) , será la fibra óptica
número 35 dentro del mismo.
Sobre el tubo de plástico que forma el núcleo del cable, vienen otros elementos que dan
resistencia mecánica al mismo; éstos dependen de las exigencias que el medio requiera, según
sea donde y como se vaya a instalar dicho cable.
CABLES DE FIBRA ÓPTICA
CABLES DE FIBRA ÓPTICA TIPO RIBBON (Cinta - Listón)
Este tipo de cable está formado por cintas o listones de 12 fibras tipo “Tight”, unidas
entre sí por un material inmune a los rayos ultravioleta (U.V.)
Dentro de un cable se pueden tener hasta 18 listones, con marcas de identificación de
colores a intervalos de 15 cm, agrupados de tal manera que el núcleo del cable forma
un rectángulo. Figura 57
Todo paquete de listones se aloja en un tubo plástico extruído, el cual viene totalmente
impregnado con un compuesto relleno.
CABLES DE FIBRA ÓPTICA
El tubo de plástico puede tener un diámetro de 7.9 mm cuando aloja más de 4 y
menos de 8 listones (48 a 96 fibras).
El código universal de colores anotado en cables PACK cumple también para este
tipo de cables, tanto para identificar los listones de 12 fibras, como para saber la
posición de cada fibra dentro de éste.
Ejemplo:La fibra de color blanco que viene en el listón naranja (2) será la fibra óptica
número 18 dentro del cable.
CABLES DE FIBRA ÓPTICA
CABLES DE FIBRA ÓPTICA TIPO PAL (Chaqueta sencilla)
El aislamiento exterior de este tipo de cable está compuesto por una cinta de
aluminio adherida a una capa de polietileno negro. (PAL)
Es un cable formado por fibras ópticas que poseen un recubrimiento “Tight”, o
“Loose Tube
Las fibras “Tight” o los tubos que contienen las fibras ópticas “Loose “ vienen
trenzados alrededor de un elemento central, metálico o de fibra plástica, que
normalmente está recubierto por polietileno. Este último se utiliza para proporcionar
resistencia mecánica al cable.
Junto con las fibras “Tight” o los tubos que contienen las fibras ópticas “Loose”,
vienen unos elementos plástico macizos, que se utilizan como relleno, para lograr la
circularidad del cable.
El código de colores utilizado para la identificación de las fibras ópticas, en este tipo
de cable, se detallará más adelante.
CABLES DE FIBRA ÓPTICA
CABLES DE FIBRA ÓPTICA
CABLES DE FIBRA ÓPTICA TIPO PAL CORRUGADO (Armado doble chaqueta)
Este tipo de cable es similar al anterior, en cuanto a la conformación y disposición
de las fibras ópticas. La diferencia radica en que sobre la capa PAL, trae otra de
acero galvanizado corrugado, para protección contra roedores y agentes externos
que lo puedan deteriorar, y otra de polietileno negro, que lo protege contra rayos
ultravioleta.
Se utiliza principalmente para tendidos canalizados o directamente enterrados.
CABLES DE FIBRA ÓPTICA
CABLES DE FIBRA ÓPTICA TIPO AUTOSOPORTADO
Este cable tipo PAL que trae adherido externamente, otro cable de acero que le
sirve de “Mensajero” o portador . Comúnmente se le conoce con el nombre de
“cable figura ocho”.
El cable mensajero consta de siete (7) hilo de acero galvanizado, trenzados entre
sí formando un único cable con un diámetro aproximado de 9 mm.
La unión entre el cable mensajero y el cable de fibra óptica es meramente
mecánica, no eléctrica, y se realiza con el mismo polietileno negro que forma la
chaqueta PAL, quedando entre ambos cables una pequeña vena que los separa.
Las fibras dentro de este cable pueden tener un recubrimiento “Tight” o “Loose
Tube.
CABLES DE FIBRA ÓPTICA
CABLES DE FIBRA ÓPTICA
CÓDIGO DE COLORES PARA FIBRAS “LOOSE TUBE”
C olor d el tu b o su elto
T u b o su elto
N ú m ero
A zul
1
A m arillo
2
3
V erde
R ojo
4
C olor d e la
F ib ra óp tica
A zul
A m arillo
V erde
R ojo
V ioleta
B lanco
A zul
A m arillo
V erde
R ojo
V ioleta
B lanco
A zul
A m arillo
V erde
R ojo
V ioleta
B lanco
A zul
A m arillo
V erde
R ojo
V ioleta
B lanco
F ib ra óp tica
N ú m ero
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
CABLES DE FIBRA ÓPTICA
CÓDIGO DE COLORES PARA FIBRAS “TIGHT”
C olor d e la
F ib ra óp tica
F ib ra óp tica
N ú m ero
A zul
A m arillo
V erde
R ojo
V ioleta
B lanco
C afé
R osado
1
2
3
4
5
6
7
8
Fibra Optica
Fenómenos que se producen en la transmitir
de la luz a través de la fibra:


Dispersión: La longitud de la luz aumenta a
medida que se propaga, variando su magnitud
Solitones: Pulsos de cierta forma especial (
recíproco del coseno Hiperbólico), para el cual
todos los efectos de la dispersión se anulan,
pudiendo alcanzar cientos de Kilómetros en la
transmisión.
Apunte1
124
Fibra Optica
Terminaciones de la Fibra:


La fibra para poder unirla al equipamiento o a
otra fibra, es terminada en conectores, en
empalmes o fusionarse con otra fibra
En los conectores existen diferentes tipos de ellos,
según el tipo de red que se esté montando y los
requerimientos del terminal. Los requisitos
principales para un conector, son: Bajas pérdidas,
suficiente resistencia mecánica, buena estabilidad
a largo plazo y frente a las condiciones
ambientales, siendo su objetivo principal alinear
dos fibras ópticas, con el fin de transferir la
potencia de una a otra (La pérdida típica de un
conector es del 10 a 20 % de la potencia de la
Apunte1
125
luz).
Fibra Optica
Conectores:
Apunte1
126
Fibra Optica
Terminaciones de la Fibra:


Los empalmes mecánicos acomodan dos
extremos de fibra cortados con cuidado
uno junto a otro en una manga especial,
sujetándolos en su lugar. La pérdida típica
es de 10 % de la potencia transmitida.
En la fusión, se unen dos cables de fibra
“fusionándolos”, para formar una conexión
sólida. La pérdida en este caso es mucho
menor.
Apunte1
127
Fibra Optica
Terminaciones de la Fibra
Apunte1
128
Fibra Optica
Terminaciones de la Fibra
Apunte1
129
Fibra Optica
Ventajas:





Ancho de Banda ilimitado
Pérdidas pequeñas
Inmune ruido electromagnético
Pequeño grosor y peso
No afecto a corrosión
Desventajas:


Manejo e instalación de la fibra complicado
(Empalmes y derivaciones, por ejemplo)
El costo de las interfaces es mayor que el del tipo
eléctrico
Apunte1
130
Fibra Optica
Comparación con Cables de Cobre:







Ancho de banda de la Fibra es mucho mayor
Puede transmitir sobre 30 Km. sin repetidores, en
cobre máximo 5 Km (Ahorro)
La fibra no está afecta al ruido electromagnético y
a la corrosión.
La fibra es delgada y ligera
La fibra no tienen fugas de luz y son difíciles de
intervenir (seguridad).
Las fibras no se afectan entre sí.
Las interfaces de fibra son más caras que las de
cobre.
Apunte1
131
Transmisión Inalámbrica
Medio no guiado
Transmisión y recepción vía antenas
Direccional


Las emisiones son focalizadas en un rayo
direccional
Los rayos o emisiones de las antenas deben estar
alineadas cuidadosamente
Omnidireccional


Señal extendida
Las emisiones pueden ser recibidas por varias
antenas a la vez
Apunte1
132
Transmisión Inalámbrica
Frecuencias:

2GHz to 40GHz





Microonda
Altamente direccional
Punto a Punto
Satélite
30MHz to 1GHz
 Omnidirectional
 Emisiones de radio broadcast

3 x 1011 to 2 x 1014
 Infrarrojo
 Alcance Local
Apunte1
133
Transmisión Inalámbrica
Aspectos Teóricos:



Cuando los electrones se mueven producen ondas
electromgnéticas que se propagan por el aire
(James Clerk Maxwell, las predijo y Heinrich Hertz
las produjo y observó)
La cantidad de oscilaciones por segundo es su
frecuencia y se mide en Hz (por Heinrich Hertz)
La distancia entre dos máximos o dos mínimos de
la señal se llama Longitud de Onda y se designa
por la letra lambda: λ.
Apunte1
134
Transmisión Inalámbrica
Aspectos Teóricos:


Base de la transmisión inalámbrica: Al conectar
una antena con un circuito, genera ondas que se
transmiten por el aire, que según sus
características es la distancia y forma de
extensión, y pueden ser captadas por un receptor.
La velocidad de las ondas electromagnéticas en el
vacío es c= 3*10ª m/s, (a = 8) velocidad de la
luz, siendo la relación de f, λ y c:
λf=c
Apunte1
135
Transmisión Inalámbrica
Aspectos Teóricos:


La cantidad de información que puede llevar una
onda electromagnética se relaciona con ancho de
banda, pudiendo codificar varios Gigabits a
grandes anchos de banda.
Si se deriva la ecuación λf=c , respecto a λ, se
obtiene df/d λ= c/ λ², si se utilizan diferencias
finitas Δf=cΔλ/ λ², así para una variación de
lambda, se puede establecer el ancho de banda
requerido.
Apunte1
136
Transmisión Inalámbrica
Aspectos Teóricos:


La mayoría de las transmisiones usan banda
estrecha de frecuencias (Δf/f << 1), de
manera de obtener mejor recepción
(muchos Watts por Hz).
Pero por seguridad algunas transmisiones
saltan en su transmisión de una frecuencia
a otra, en una banda de frecuencias ancha,
lo que se denomina espectro disperso o
espectro disperso de secuencia directa.
Apunte1
137
Ondas de Radio
Omnidireccional
Banda de 3 Khz a 300 Ghz (ionósfera
transparente para ondas con frecuencias
superiores a 30 Mhz)
Radio FM
Televisión UHF y VHF (30 Mhz a 1 Ghz)
Debe existir línea vista, antenas alineadas
No se producen interferencias entre los
transmisores por reflexiones con atmósfera,
menos sensible a atenuación por lluvia
Apunte1
138
Ondas de Radio
Radiotransmisión (10 Khz a 100 Mhz):


Fáciles de generar, siguiendo la forma de la tierra
, con gran alcance (1000 Kms. a MF) y capaces de
atravesar edificios (sólo frecuencias bajas, hasta
10 Mhz app.), además de ser omnidireccionales,
viajando en todas las direcciones desde la fuente.
Para frecuencias más altas ( HF,VHF) las ondas a
nivel de la tierra son absorvidas, sólo las que
alcanzan la Ionósfera (Capa de partículas
cargadas que rodea la tierra), se reflejan se
refractan y regresan.
Apunte1
139
Ondas de Radio

Radiotransmisión:
Desventajas :
Gran pérdida de potencia a medida
que cruzan obstáculos.
 Pérdida de potencia por interferencias
eléctricas, climáticas, etc.
 Interferencia entre usuarios

Apunte1
140
Microondas Terrestre
Antenas Parabólicas son más comunes
Haz estrecho que debe estar enfocado
perfectamente hacia Antena receptora
Las Antenas deben estar instaladas sobre una
base rígida y ubicada a una altura
determinada según distancia antena
receptora
Las antenas deben tener línea vista
Comunicaciones de largo alcance
Grandes frecuencias que dan altas
velocidades de datos
Apunte1
141
Microondas Terrestre
100 Mhz a 100 Ghz: Viajan en línea recta y no
pueden atravesar obstáculos. Las antenas deben
enfocarse entre sí, o tener repetidoras entre ellas.
Dentro de la transmisión, algunas ondas pueden
llegar fuera de fase, al refractarse en la atmósfera,
produciendo un efecto de desvanecimiento múltiple.
Otro problema de las bandas altas ( 8 Ghz), es la
absorsión por parte de las lluvias de las ondas.
Se utilizan en Televisión, comunicación telefónica
larga distancia , teléfonos celulares y otros.
Su espectro es escaso y muy requerido,debiendo
contar con autorización del organismo regulador.
Apunte1
142
Microondas Terrestre
Existe una banda (2,4 a 2.484 Ghz)
asignada mundialmente para
transmisores de corto alcance, del
área industrial, médica y científica,
no requiriendo algún permiso
especial para su uso.
Apunte1
143
Infrarrojo
Transmisores/receptores que modulan
en la luz infrarroja no coherente
Las antenas deben tener línea de vista
(o reflexión)
No atraviesan paredes
No existen asignación de frecuencias,
ya que esta banda no requiere permisos
Ejemplo: Control remoto de TV
Apunte1
144
Infrarrojo
1 Thz a 100 Thz:


Orientadas para la comunicación de corto
alcance, por ejemplo: controles de TV,
grabadoras de video, estéreos,
calculadoras, etc.
Se utilizan en redes inalámbricas
implementadas dentro de un recinto
Apunte1
145
Infrarrojo
Existen dos tipos de comunicación:


Peer to Peer o Ad Hoc: Es el tipo de configuración más
sencilla, en el que dos o más estaciones se conectan
directamente, de forma visible, formando una especie de
anillo.
Modo Infraestructura: En este tipo de configuración, se
añade un elemento llamado punto de acceso (más conocido
como AP (Access Point)). Dicho elemento, permite formar
redes de menor tamaño que serán interconectadas a través
de él. En ocasiones, dependiendo del tipo de punto de
acceso, las redes pueden ser de tipos distintos, siendo este
dispositivo el encargado de realizar la conversión entre
señales.
Apunte1
146
Transmisión por ondas de luz
1000 THz, luz visible:
En esta banda está la transmisión por
láser y led, utilizados en fibra óptica
también
 Problema es la unidireccionalidad de
la comunicación y lo sensible a las
corrientes de aire de diferentes
temperatura.

Apunte1
147
Microondas por Satélites
Satélite es una estación que retransmite microondas
El Satélite recibe en una frecuencia (canal
ascendente) amplifica o repite la señal y transmite
en otra frecuencia (canal descendente)
Serie de banda de frecuencias donde operan los
satélites: “Transponder channels”(1 a 10 Ghz)
Requiere órbita geo-estationaria

Altura de 35,784km
Son sensibles a interferencias, como por ejemplo: la
lluvia
Utilizado para:



Difusión de Television
Telefonía de larga distancia
Redes privadas
Apunte1
148
Cableado Estructurado
Infraestructura de conectividad de
telecomunicaciones de datos, imágenes, voz y video,
representando el 4to. servicio de los edificios
inteligentes:




Agua
Electricidad
Aire acondicionado y calefacción
Telecomunicaciones
Sistema de cableado que combina el par trenzado,
con fibra óptica y un conjunto de componentes
básicos, que soportan la mayoría de las aplicaciones
existentes y las de los próximos 5 años.
Apunte1
149
Cableado Estructurado
Organismos que rigen Cableado
Estructurado:





AWG (American Wire Gauge)
EIA (Electronics Industries Association)
IEEE (Institute of Electrical & Electronics
Engineers)
NEMA (National Electrical Manufacturers
Association)
UL (Underwriter´s Laboratory Association)
Apunte1
150
Cableado Estructurado
En un sistema de cableado estructurado,
cada estación de trabajo se conecta a un
punto central utilizando una topología tipo
estrella. Cada área de trabajo debe estar
conectada a un patch-panel dentro de un
gabinete. Todos los cables en el piso o área
de trabajo, se cablean hacia un punto central
para administración. Cada gabinete a su vez
debe estar cableado hacia la sala de
equipos.
Apunte1
151
Cableado Estructurado
La norma principal que especifica un
género de sistema de cableado para
telecomunicaciones que soporte un
ambiente
multiproducto
y
multiproveedor, es la norma TIA/EIA568,
"Norma
para
construcción
comercial
de
cableado
de
telecomunicaciones".
Apunte1
152
Cableado Estructurado
Esta Norma EIA/TIA 568 abarca los
siguientes aspectos:





Topología física
Tipo de cables
Longitud de los cables
Conectores
Conectorización
Apunte1
153
Cableado Estructurado
Esta norma especifica que un sistema de
cableado estructurado especifica:

Topología física: tipo estrella y reconoce 3
medios físicos de transporte: UTP (par trenzado
sin blindaje); STP (par trenzado blindado), y cable
de fibra óptica. Dentro de esta topología
reconoce:






Area de Trabajo
cableado horizontal
Cableado de administración o clóset de cableado
Cableado vertical (cableado central)
Cableado de equipamiento (closet del edificio)
Cableado de campus (entrada al edificio)
Apunte1
154
Cableado Estructurado
Apunte1
155
Cableado Estructurado
Longitud de los cables:

El largo máximo del cableado de extremo a
extremo, con par trenzado, son 99 mtrs., los que
se distribuyen de la siguiente forma:
 El largo máximo permitido en el cableado backbone o
horizontal es 90 mtrs.
 Patch cord o chicote de conexión del Patch a los equipos:
3 mtrs.
 Chicote de conexión desde roseta a equipo usuario: 6
mtrs.
Apunte1
156
Cableado Estructurado
Apunte1
157
Cableado Estructurado
Conectores: La implementación física de los
conectores en este tipo de cableado se
realiza según la norma EIA (Electronics
Industries Association)/TIA
(Telecomunications Industries Association)
568A o EIA/TIA 568B.

Esta norma fija la distribución de los pares: Par 1:
Blanco Azul (W BL), Azul (BL);
Par 2: Blanco
Naranja (W O), Naranja ( O ); Par 3: Blanco Verde
(W G), Verde ( G);
Par 4: Blanco Café ( W BR),
Café (BR).
Apunte1
158
Cableado Estructurado
Conectores: El armado del conector es:
 T568 A: 1: W-G; 2: G; 3: W-O; 4: BL; 5: W-
BL; 6: O; 7: W-BR; 8: BR.
 T568 B: 1: W – O; 2: O; 3: W – G; 4: BL; 5:WBL; 6: G; 7: W- BR; 8: BR.
Apunte1
159
Cableado Estructurado
Norma EIA/TIA 568A
PINES
CONECTOR
PAR
COLOR CABLE
1
3
BLANCO/VERDE
2
3
VERDE
2
6
4
NARANJA
1
8
Apunte1
AZUL
BLANCO/AZUL
5
7
BLANCO/NARANJA
4
BLANCO/CAFÉ
CAFÉ
160
Cableado Estructurado
Estándares de Cables UTP/STP





Cat 1: actualmente no reconocido por TIA/EIA. Fue usado para
comunicaciones telefónicas POTS, IGDN y cableado de timbrado.
Cat 2: actualmente no reconocido por TIA/EIA. Fue
frecuentemente usado para redes token ring (4 Mbit/s).
Cat 3: actualmente definido en TIA/EIA-568-B. Fue (y sigue
siendo) usado para redes ethernet (10 Mbit/s). Diseñado para
transmisión a frecuencias de hasta 16 MHz.
Cat 4: actualmente no reconocido por TIA/EIA. Frecuentemente
usado en redes token ring (16 Mbit/s). Diseñado para transmisión a
frecuencias de hasta 20 MHz.
Cat 5: actualmente no reconocido por TIA/EIA. Frecuentemente
usado en redes ethernet, fast ethernet (100 Mbit/s) y gigabit
ethernet (1000 Mbit/s). Diseñado para transmisión a frecuencias de
hasta 100 MHz.
Apunte1
161
Cableado Estructurado
Estándares de Cables UTP/STP

Cat 5e: actualmente definido en TIA/EIA-568-B. Frecuentemente usado en
redes fast ethernet (100 Mbit/s) y gigabit ethernet (1000 Mbit/s). Diseñado
para transmisión a frecuencias de hasta 100 MHz.
 Nota sobre Cat 5e: Siendo compatible con Gigabit ethernet (1000
Mbit/s) se recomienda especificamente el uso de cable de Categoria 6
para instalaciones de este tipo, de esta manera se evitan perdidas de
rendimiento a la vez que se incrementa la compatibilidad de toda la
infraestructura.



Cat 6: actualmente definido en TIA/EIA-568-B. Usado en redes gigabit
ethernet (1000 Mbit/s). Diseñado para transmisión a frecuencias de hasta
250 MHz.
Cat 6a: actualmente definido en TIA/EIA-568-B. Usado en un futuro en
redes 10 gigabit ethernet (10000 Mbit/s). Diseñado para transmisión a
frecuencias de hasta 500 MHz.
Cat 7: actualmente no reconocido por TIA/EIA. Usado en un futuro en
redes 10 gigabit ethernet (10000 Mbit/s). Diseñado para transmisión a
frecuencias de hasta 600 MHz.
Apunte1
162
Normas para la
Certificación del cableado
En general, toda instalación de cableado
estructurado debe ser certificado de tal forma de
garantizar que ésta se encuentre dentro de los
parámetros que fija para tales fines la norma
TIA/EIA-568.
Los sistemas de cableado estructurado basados en
alambre de cobre, deben ser certificados
principalmente en lo que respecta a su atenuación
(disminución de la potencia de la señal transmitida a
través del cable) y a la interferencia o cruce de
señales a los extremos (NEXT, medida de
interferencia entre dos pares adyacentes al cual se
está enviando la información)
Apunte1
163
Normas para la
Certificación del cableado
Además, de las medición de los parámetros
indicados precedentemente, se deben
realizar las siguientes pruebas para certificar
un cableado:



Mapeo de Pines. Determina la confiabilidad del
enlace, verificando si cada uno de los pines del
cable se encuentran correctamente conectados.
Largo. Determina el largo de cada enlace, por
cada par, el cual debe cumplir con las distancias
máximas para cada cable.
Acoplamiento al Punto más cercano (NEXT): Pair
to pair near –end crosstalk, Cuantifica la cantidad
de señal indeseada que se acopla al par
Apunte1 más cercano.
164
adyacente en el extremo
Normas para la
Certificación del cableado

Acoplamiento al Punto más cercano (NEXT): Pair
to pair near –end crosstalk, Cuantifica la cantidad
de señal indeseada que se acopla al par
adyacente en el extremo más cercano.
Apunte1
165
Normas para la
Certificación del cableado


Acoplamiento al Punto más lejano (FEXT): Pair to pair far –end
crosstalk, Cuantifica la cantidad de señal indeseada que se
acopla al par adyacente en el extremo más lejano.
Equal Level Far-End Crosstalk (ELFEXT): Se calcula restando la
atenuación a FEXT.
Apunte1
166
Normas para la
Certificación del cableado



ACR. Comparación entre el NEXT y la Atenuación. A través de
está razón se establece la calidad de la red, de acuerdo a los
enlaces que se están utilizando, pines, combinaciones de pines
en el cable. Se debe tomar el peor valor para compararlo con el
estándar indicado en la norma TIA/EIA-568-A .
Impedancia. Se debe medir la impedancia de cada uno de los
pares que pertenecen al cable de enlace.
En el caso de la fibra se debe certificar la atenuación medir el
coeficiente de atenuación medido en dB/Km y que será diferente
dependiendo del tipo de índice de refracción de la fibra
(gradiente, escalón) y tipo de ésta, además de la ventana de
trabajo dependiendo de la longitud de onda.
Apunte1
167
Normas para la
Certificación del cableado
CAT 5
(ISO ClaseD)
CAT 5
CAT 5e
Propuesta
CAT 6
TIA/EIA
Propuesta
CAT 6
ISO Clase E
Propuesta
CAT 7
ISO Clase F
100 Mhz
100 Mhz
100 Mhz
250 Mhz
250 Mhz
600 Mhz
Atenuación
24.0 dB
24.0 dB
24.0 dB
31.82 dB
36.0 dB
54.1 dB
NEXT
27,1 dB
27.1 dB
30.1 dB
35.35 dB
33.1 dB
51.0 dB
PSNEXT
24.0 dB
N/a
27.1 dB
32.72 dB
30.2 dB
48.0 dB
ELFEXT
17.0 dB
17.0 dB
17.4 dB
17.25 dB
15.3 dB
*EF
PSELFEXT
14.4 dB
14.4 dB
14.4 dB
14.25 dB
12.3 dB
*EF
ACR
3.1 dB
3.1 dB
6.1 dB
TBD
-2.9 dB
-3.1 dB
PSACR
N/a
N/a
3.1 dB
TBD
-5.8 dB
-6.1 dB
Return Loss
10.0 dB
8.0 dB
10.0 dB
11.32 dB
8.0 dB
8.7 dB
Parámetros
Apunte1
168
Sistema Telefónico
Para comunica redes remotamente ubicadas
se utilizan los servicios de las redes públicas
de comunicaciones.
La PSTN (Public Switch Telephone Network,
red telefónica pública conmutada), fue creada
para transmitir la voz humana en forma
reconocible, pero su arquitectura ha variado
según las necesidades de las comunicaciones
actuales.
Apunte1
169
Sistema Telefónico
Enlaces utilizados:




Conmutados o Dedicados
Asincrónicos o Sincrónicos
Análogo o Digital
Ej: Línea Telefónica: Conmutada, Análoga.
Asincrónica.
Apunte1
170
Sistema Telefónico
Estructura Sistema Telefónico:


Alexander Graham Bell patentó el teléfono
en 1876, donde los usuarios en forma
inicial realizaban el tendido entre los
teléfonos
Para resolver el problema de cableado
fundó Bell telephone Company en 1878,
instalando oficinas de conmutación, las
cuales se fueron extendiendo.
Apunte1
171
Sistema Telefónico
Estructura Sistema Telefónico:
Completamente
Interconectada
Conmutador
Centralizado
Apunte1
Jerarquía de niveles
de Conmutadores
172
Sistema Telefónico
Troncales de intercargo de muy
alto ancho de banda
Oficina Final
Lazo Local
Oficinas
de Cargo
Troncal de
conexión con
cargo
Oficina Conmutación
Intermedia
Apunte1
173
Sistema Telefónico
Lazo Local:




distancia de 1 a 10 Km.
En el mundo entero suman 10.000 veces
distancia entre luna y tierra
usan cable par trenzado
TX análoga
Trunks (Troncales)

TX digital con fibra óptica, microondas
Apunte1
174
Sistema Telefónico
Comparación Tx Análoga y Digital:

Transmisión digital supera a la análoga en
diversos aspectos:
 La regeneración de señales digitales es exacta,
a diferencia de las analógicas, cuyo error en los
amplificadores es acumulativo
 TX de voz, video, imágenes, fax, TV, etc son
tratados de igual forma
 Usando la misma línea física, se pueden
conseguir mayores tasas de TX
Apunte1
175
Sistema Telefónico
Comparación Tx Análoga y Digital:
 Las señales de distintas fuentes pueden
multiplexarse en sistemas análogos y
digitales, sin embargo, en este último es
algo natural y fácil de conseguir
 El costo de componentes digitales es
menor que el de componentes análogas
(repetidores)
 Mantención de un sistema digital es
más sencillo
Apunte1
176
Sistema Telefónico
El Lazo Local (la última milla)


Necesidad de convertir la señal análoga a
digital y vice-versa, para lo cual se utilizan
equipos de comunicaciones llamados
Modems.
Sólo líneas dedicadas son digitales de
principio a fin
Modem
Apunte1
177
Dificultades en la
Transmisión
Transmisión análoga consiste en variar un
voltaje en forma de una señal continua y al
ser Transmisión, esta señal sufre:



Atenuación: pérdida de potencia a medida que se
propaga la señal en forma logarítmica y varía de
acuerdo con la frecuencia.
Distorsión por retardo: diferentes armónicas
viajan a diferentes velocidades, por lo que una
armónica “rápida” de un bit puede alcanzar una
armónica “lenta” del bit anterior, mezclándose y
produciendo malas interpretaciones en el
receptor
ruido: señal insertada de otras fuentes de
energía aparte delApunte1
emisor. Ruido térmico, cross178
talk, peak eléctrico, etc.
Modems
Esta forma de transmisión se adopta al
ocupar la red telefónica para el intercambio
de datos computacionales
Debido a que la red telefónica esta diseñada
para la voz, su BW es reducido (300[Hz]3,3[KHz]).
La interface que se usa entre el computador y
la red telefónica se conoce como módem.
No es recomendable usar TX digital sobre las
líneas telefónicas
Señales cuadradas poseen un espectro
amplio
Solución: Se encodifican los 0 y 1 en
Apunte1
179
frecuencias
Modems
Para transmisión a través de Modems se
utiliza modulación ASK (Modulación Amplitud,
Amplitud Shift Keying), FSK (Modulación
Frecuencia, Frecuency Shift Keying) y PSK
(Modulación por fase, Phase Shift Keying)
Para transmitir a 9600[bps] se utiliza una
combinación de las técnicas anteriores,
conocida como QAM.
En QAM la TX se realiza usando modulación
de fase y de amplitud.
Se transmite a 2400 [bauds] ( esto es a 4 bits
por símbolo) (V.32 utiliza 6 bits por baudio)
Apunte1
180
Modems Banda Base
La transmisión a través de modems se
puede realizar también en forma digital
o en banda base, sin modulación, pero
con alcances limitados, según el equipo.
Para esto se utilizan una serie de
códigos correctores de error, para
asegurar la confiabilidad de los datos
Apunte1
181
Fibra en Lazo Local
Para tener canales de video hasta el hogar,
con un ancho de banda mucho mayor que el
soportado por el Sistema telefónico existen
dos soluciones:


FTTH (Fiber to the home, fibra a los hogares):
Muy costosa
FTTC (Fiber to the Curb, Fibra a la banqueta):
Fibra hasta una banqueta en cada vecindario y
desde esta caja de empalme llega a cada lazo
local telefónico. Debido que los lazos son mucho
más pequeños que antes (100 m., en lugar de 3
Km.), las velocidades son mayores,
probablemente 1 Mbps.
Apunte1
182
Troncales y multiplexión
Por economía se combinan múltiples
enlaces en uno más grande (en BW), lo
que se conoce como multiplexión
Se pueden combinar de diferentes
formas:



FDM: Frecuency Division Multiplexing
WDM: Wavelength Division Multiplexing
TDM: Time Division Multiplexing
Apunte1
183
Troncales y multiplexión
FDM




Utilizado en medios tipo broadcasting
Canales de tamaño fijo
Utilizado en medios de cobre y micro-ondas
Requiere componentes análogas
TDM


Enteramente digital (datos análogos deben ser
muestreadas)
Muchas normas que lo regulan
WDM


Espectros ya deben venir separados
Usado en sistemas Apunte1
FTTC
184
Códigos utilizados en la transmisión:
Un código es un acuerdo previo en
Transmisor (TX) y Receptor (Rx) o entre los
equipos DCE sobre un conjunto de
significados que define una serie de símbolos
y caracteres

Los caracteres que se utilizan en la transmisión
son:




10 dígitos
Letras del alfabeto
Signos de puntuación
Caracteres de Control
Apunte1
185
Códigos más utilizados en medios de
transmisión:
Ejemplos de Códigos:
 Código ASCII (American Standard Code for Information
Interchange):Utiliza 7 bits para representar la
información (128 combinaciones posibles)
 Código EBCDIC (Extended Binary Decimal Information
Code): Desarrollado por IBM. Utiliza 8 bits para
representar la información (256 combinaciones)
 Código Morse: Utilizado en Telegrafía
 Código Baudot: Empleado en la red telegráfica
conmutada.
Apunte1
186
Códigos más utilizados en medios de
transmisión:

Código Manchester:
 Para evitar confundir largas secuencias de 1 ó
0 con ausencia de información, se codifica la
información según el código Manchester, el
cual representa un uno con un canto de bajada
y un cero con un canto de subida.
Apunte1
187
Códigos más utilizados en medios de
transmisión:

Código Manchester:
1
0
0
1
1
1
Código Manchester
Código Apunte1
Manchester Diferencial
188
Técnicas de Codificación
Datos
Datos
Datos
Datos
digitales, señales digitales
análogos, señales digitales
digitales, señales análogas
análogos, señales análogas
Apunte1
189
Datos digitales, señales digitales
Señal Digital



Pulsos de voltaje discontinuo, discreto
Cada pulso es un elemento de señal
Los datos binarios son codificados según
estos elementos de señal
Apunte1
190
Definiciones
Unipolar

Todos los elementos tienen el mismo signo
algebraico (positivo o negativo)
Polar

Un estado lógico se representa por voltaje positivo
y el otro estado por voltaje negativo
Velocidad de Transmisión

Velocidad de los datos en bits por segundo.
Duración o largo de un bit

Tiempo que demora el transmisor en emitir un bit
Apunte1
191
Definiciones
Velocidad de Modulación


Velocidad a la cual los niveles de la señal
varían
Medida en baudios = elementos de señal
por segundo
Marca y Espacio

Dígitos binario 1 y 0 respectivamente
Apunte1
192
Interpretación de las Señales
Para poder interpretar correctamente las
señales se debe conocer:


Duración de los bits – cuando comienzan y cuando
terminan
Niveles de las señales
Factores que afectan a la interpretación
exitosa de las señales



Relación Señal /Ruido
Velocidad de Transmisión
Ancho de Banda
Apunte1
193
Comparación de Esquemas
de Codificación
Espectro de Señal



Ausencia de componentes de alta frecuencia,
significa que necesita menos ancho de banda para
su transmisión
Ausencia de componente continua (DC), también
es deseable al facilitar su transmisión.
Concentrar la potencia de la señal en la mitad del
ancho de banda
Sincronización


Sincronizar el transmisor con el receptor
Reloj externo o mecanismo basado en señal
propia
Apunte1
194
Comparación de Esquemas
de Codificación
Detección de Error

Capacidad de detección de error
Inmunidad al ruido e interferencias

Algunos códigos reaccionan mejor que otros
Costo y complejidad


Señales de alta velocidad significa altos costos
Algunos códigos requieren codificar en velocidad
de señal mayor que la original de los datos
Apunte1
195
Esquemas de Codificación
No retorno a Cero (Non return to Zero-Level,
NRZ-L)
No retorno a Cero Invertido (NRZI)
Binario Multinivel, Bipolar -AMI
Pseudoternario
Manchester
Manchester Diferencial
B8ZS
HDB3
Apunte1
196
No retorno a Cero (NRZ-L)
Utiliza dos voltajes diferentes para 0 y 1
El voltaje se mantiene constante
durante la duración del bit, ej: Ausencia
de voltaje para un 0 y voltaje positivo
para 1.
A menudo, también se utiliza voltaje
negativo para 1 y voltaje positivo para 0
Esto es NRZ-L
Apunte1
197
No retorno a Cero Invertido
Mantiene la tensión constante durante un bit
Los datos se codifican según la presencia o
ausencia de una transición de señal al
comienzo del bit
Un 1 se codifica por una transición (bajo a
alto o de alto a bajo)
Un 0 se codifica por no existir transición
Un ejemplo de esto es la codificación
diferencial
Esto es NRZI
Apunte1
198
NRZ
Apunte1
199
Codificación Diferencial
Los datos se codifican por cambios de
niveles de voltaje
Más confiable la detección de una
transición que de un nivel
En sistemas complejos es más fácil
sensar la polaridad
Apunte1
200
Ventajas y Desventajas NRZ
Ventajas


Fácil implementar
Hace buen uso del ancho de banda
Desventajas


Componente Continuo
Carece de capacidad de sincronización
Utilizado para almacenamiento magnético
No se utiliza muy a menudo en transmisión
de señales
Apunte1
201
Binario Multinivel
Usa más de 2 niveles
Bipolar-AMI







Un cero representa línea sin señal
Un uno es representado por un pulso positivo o
negativo.
Un pulso va alternando su polaridad
No existe pérdida de sincronismo si existe una
larga secuencia de unos (las secuencias de ceros
son aún el problema)
No tiene componente DC
Bajo Ancho de Banda
Fácil detección de error
Apunte1
202
Pseudoternario
Uno representado por ausencia de señal
en la línea
Un cero representado por alternancia
entre voltaje positivo y negativo
No existe ventaja o desventaja sobre
Bipolar-AMI
Apunte1
203
Bipolar-AMI y Pseudoternario
Apunte1
204
Problemas del Sistema Multinivel
No tan efiecinte como NRZ




Cada elemento de señal sólo representa un bit
En un sistema de 3 niveles cada nivel representa
log23 = 1.58 bits, es decir cada elemento de señal
sólo representa 1 bit.
El receptor debe distinguir entre 3 niveles
(+A, -A, 0)
Requiere aprox. 3dB más de potencia para la
misma probabilidad de error
Apunte1
205
Bifase
Manchester





Transición en el medio de cada periodo de bit
Transición sirve como reloj y dato
Bajo a Alto representa un uno
Alto a Bajo representa un cero
Usedo por IEEE 802.3 (Ethernet)
Manchester Diferencial





La transición en la mitad del bit se utiliza sólo de
sincronización
Transición al empezar un bit representa un cero
No transición al empezar un bit representa un uno.
Nota:esquema de codificación diferencial
Usedo por IEEE 802.5 (Token Ring)
Apunte1
206
Ventajas y Desventajas Bifase
Desventajas


Existe al menos una transición por bit y pueden
ser dos, por lo que la velocidad de modulación es
el doble de NRZ
Requiere mayor ancho de banda
Ventajas



Sincronización en la mitad de un bit (autoclocking)
No existe componente DC
Detección de error
 Ausencia de una transición esperada
Apunte1
207
Velocidad de Modulación
Apunte1
208
Técnicas de Scrambling
Se utiliza scrambling para reemplazar
secuencias que producen voltaje constante
Secuencia de llenado


Debe producir suficientes transiciones para
sincronizar
Debe ser reconocido por el receptor y
reemplazarse por el original
No tiene componente DC
Evita las largas secuencias de línea de señal
con nivel cero
No reduce la velocidad de los datos
Capacidad de detección
Apunte1 de error
209
B8ZS
B8ZS (Bipolar With 8 Zeros Substitution)
Basada en bipolar-AMI
Si existen 8 ceros seguidos y el voltaje que
precedía era voltaje positivo se codifica como
000+-0-+
Si existen 8 ceros seguidos y el voltaje que
precedía era negativo se codifica como
000-+0+El receptor detecta e interpreta como un
octeto de ceros
Apunte1
210
HDB3
HDB3 (High Density Bipolar 3 Zeros)
Basada en bipolar-AMI
String de 4 ceros reemplazados por uno
o dos pulsos (cuarto cero: violación de
código)
El reemplazo de la violación de código
debe tener voltajes alternados.
Apunte1
211
B8ZS y HDB3
Apunte1
212
Data Digital, Señal Análoga
Sistema Telefónico Público


300Hz to 3400Hz
Usa modem (modulador-demodulador)
Desplazamiento de Amplitud (Amplitude shift
keying (ASK))
Desplazamiento de Frecuencia (Frequency
shift keying (FSK))
Desplazamiento de Fase (Phase shift keying
(PSK))
Apunte1
213
Técnicas de Modulación
Apunte1
214
Desplazamiento de Amplitud
Valores representados por diferentes
amplitudes de la portadora
Usualmente, uno es de amplitud cero

EJ: Se utiliza presencia o ausencia de portadora
Sensible a cambios repentinos de ganancia
Ineficiente, logarndo máximo 1200bps en
líneas de voz
Utilizada para datos digitales sobre fibra
óptica (ej: presencia y ausencia luz)
Apunte1
215
Desplazamiento por Frecuencia
Valores son representados por dos
frecuencias diferentes, próximas a la de la
portadora
Menos suceptible al error que ASK
En líneas telefónicas utiliza velocidades hasta
1200 bps
Utilizada para transmisiones de radio de alta
frecuencia
Se utiliza en LANs que utilizan cable coaxial
Apunte1
216
FSK en Línea Telefónica Full Duplex
Apunte1
217
Desplazamiento de Fase
La fase de la portadora se desplaza
para representar los datos digitales
(desplazamiento= 180º)
PSK diferencial

El desplazamiento de fase es relativo a
transmisiones previas, una en oposición de
fase de la otra.
Apunte1
218
Desplazamiento de Fase en Cuadratura
Más eficiente usada puede utilizar más
de un bit




Ejemplo: desplazamiento de /2 (90o)
Cada elemento representa 2 bits
Puede utilizar 8 ángulos de fase y puede
tener más de una amplitud
Por ejemplo un modem de 9600 bps
modem utiliza 12 ángulos , 4 de los cuales
pueden tener 2 amplitudes.
Apunte1
219
Datos Análogos , Señal Digital
Digitalización





Conversión de datos análogos a señales digitales
Datos digitales pueden ser transmitidos utilizando
NRZ-L, sin mayor conversión
Datos digitales pueden ser transmitidos usando un
código diferente a NRZ-L, pero se necesita nueva
codificación.
Los datos digitales pueden ser convertidos a
señales análogas.
La conversión de análoga a digital se realiza
utilizando un codec (codificador- decodificador)
 Modulación de Código de Pulso
 Modulación delta Apunte1
220
Modulación de Código de Pulso (PCM)
Teorema del muestreo: Si una señal es
muestreada en intervalos regulares a una alta
velocidad al doble de la frecuencia de ella, el
muestreo contiene toda la información de la
señal original (Nyquist)
El ancho de banda de un canal de voz es
4000 Hz
Requiere 8000 muestras por segundo
Muestras análogas (Modulación por Amplitud
de Pulso, PAM)
Cada muestra se le asigna un valor digital
Apunte1
221
Modulación de Código Pulso
(PCM)
Sistema de 4 bit da 16 niveles
Un muestreo de 8 bit da 256 niveles
Calidad comparable con transmisión
análoga
8000 muestras por segundo de 8 bits
da 64 kbps
Apunte1
222
Codificación no lineal
Niveles de cuantificación no están
uniformemente espaciados
Reduce la distorsión de la señal global
Se utiliza por comparación de señal.
Apunte1
223
Modulación Delta
La entrada análoga es aproximada por
una función escalera
En cada intervalo de muestreo (Ts)
sube o baja un nivel de cuantización ()
Comportamiento binario

La función se mueve arriba o abajo en
cada intervalo de muestreo.
Apunte1
224
Ejemplo de Modulación Delta
Apunte1
225
Operación : Modulación Delta
Apunte1
226
Rendimiento de Modulación Delta
Buena reproducción de la voz



PCM - 128 niveles (7 bit)
Ancho de Banda de la Voz: 4khz
Debe ser 8000 x 7 = 56kbps para PCM
Se puede utilizar lo que es compresión
de datos, para aplicaciones de video.
Apunte1
227
Datos Análogos , Señales
Análogas
¿Por qué modular señales análogas?


Las transmisiones de alta frecuencia pueden ser
más eficientes
Permite multiplexación por división en frecuencia
Tipos de modulación



Amplitud
Frecuencia
Fase
Apunte1
228
Modulación
Análoga
Apunte1
229
Spread Spectrum: Espectro
Expandido
Se utiliza en datos análogos o digitales
Señales análogos
Datos son expandidos sobre un Ancho de
Banda mayor
Se utiliza para evitar las interferencias y
posible intercepción
Saltos en frecuencia

La señal se emite sobre uan serie de radiofrecuencias aparentemente aleatorias
Secuencia Directa

Cada bit es representado por múltiples bits en la
señal transmitida Apunte1
230
Protocolos Transmisión Digital:
Time Division Multiplexer (TDM)
Para utilizar TDM se necesitan señales
digitales, por lo que en los sistemas
telefónicos, se debe realizar la conversión de
análogo a digital, lo que normalmente se
produce en la oficina central.
Las señales análogas se digitalizan en la
oficina final con un dispositivo llamado codec
(codificador- decodificador) con lo cual por
cada nivel de la señal se producen números
de 7 u 8 bits.
Apunte1
231
Time Division Multiplexer
(TDM)
Este codec toma 8000 muestras por segundo (125
μs/muestra), por que Nyquist demostró que si el
canal tiene un ancho de banda H, basta con
muetrear la señal 2H para reconstruirla. En este caso
canal telefónico BWmáx= 4 Khz
Esta forma de codificación PCM (Pulse Code
Modulation, Modulación de Código de Pulso) es el
corazón del sistema telefónico.
A pesar de la importancia de PCM, no existe un
estándar internacional, por lo cual muchas veces la
información de países diferentes son incompatibles.
Apunte1
232
Time Division Multiplexer
(TDM)
Existen 2 métodos utilizados principalemente:
 Portadora T1(formato DS1 y portadora T1)
 Cuando se utiliza en la transmisión digital de voz consiste
en 24 canales multiplexados en una trama con 8 bits por
canal
 La tasa de transmisión es de 1.544[Mbps]
 Existen diferentes versiones de T1 incompatibles entre sí,
según como se distribuyen para información y
señalización los bits:
 Primera versión: 7 bits información y 1 bit de
señalización, más bit de sincronización siguiendo el
patrón 010101..: Tasa transmisión por canal 56 Kbps
Apunte1
233
Time Division Multiplexer
(TDM)
 T1 sólo datos: 23 canales de datos y 1 canal con patrón
especial de sincronización, permitiendo rápida
recuperación en caso de pérdida de sincronismo.
 T1 dictado por CCITT, con dos variaciones de
sincronización:
 Señalización de Canal Común: El bit que se utiliza
para sincronismo, se utiliza también para
señalización, alternanado entre una muestra y otra.
 Señalización asociada al canal: En cada canal una de
cada 6 muestras lleva un bit de señalización.
Apunte1
234
Time Division Multiplexer
(TDM)
Otra recomendación CCITT: Portadora PCM-30 (E1)
•
•
Consiste en 32 canales de 8bits c/u, en el marco
básico de 125 μs.
30 canales se utilizan para información y 2 para
señalización y sincronización (mitad de bits de
cuatro muestras (64 bits) para señalización y
mitad para sincronización.
•
La tasa de transmisión es de 2.048[Mbps]
•
Cada canal soporta tasas de 64[Kbps].
Apunte1
235
SONET
Synchronous Optical Network es un
método estándar de transmisión en
fibra óptica y otros medios.
Es síncrono pues la señal puede estar
ligada a un reloj de referencia único
Esto permite llevar el control de los
límites de los flujos de datos
Apunte1
236
SONET/SDH
SONET (Synchronous Optical Network, Red
Optica Sincrónica)
SDH : Estándar SONET CCITT (Synchronous
Digital Hierarchy, Jerarquía Digital Sincrónica)
El diseño de SONET tuvo cuatro objetivos




Interconexión de redes de diferentes portadores
Unificar los Sistemas Digitales PCM del Mercado.
Mecanismo para multiplexar varios canales
digitales
Apoyo para Operación, Administración y
Mantenimiento.
Apunte1
237
STS /SDH
La tasa de transmisión en SONET se
especifica como STS-n (u OC-n) para tasas de
n x 51,84 Mbps
STS indica la especificación de frames
síncronos y OC la transmisión óptica
Llamado SDH (Synchronous Digital Hierarchy)
en Europa, donde usan la unidad STM x n
para n x 155,52 Mbps.
Apunte1
238
ATM
ATM (Asynchronous Transfer Mode, Modo de
Transferencia Asincrónico)
Cada célula ATM o celda es de 53 bytes, y por su
forma asincrónica no exige que se alternen en forma
rígida entre las diferentes fuentes, llegando en forma
aleatoria de los datos desde ellas.
Pueden existir células desocupadas especiales
intercaladas, si no se reciben datos para enviar de las
fuentes.
ATM no estandariza el formato para el envío de las
células, pudiendo trabajar sobre una red SONET,
FDDI, T1, etc.
Apunte1
239
ATM
En el estándar ATM original la velocidad fue 155
Mbps y 622 Mbps, adaptándose a los estándares de
fibra óptica para el Sistema Telefónico SONET (OC-3
y OC-12, respectivamente)
El medio de transmisión en una red ATM,
normalmente es fibra, pero en tramos menores a 100
mtrs. puede utilizar UTP categoría 5 o coaxial.
Existe una subcapa ATM dependiente del medio físico
(PDM), la cual hace de interfaz entre la red en la cual
se está realizando la transmisión y el protocolo ATM.
Apunte1
240
ATM
Apunte1
241
ATM
Apunte1
242
Conmutación de Circuitos
Se llama a la acción de la central telefónica
de buscar una trayectoria física de cobre
(incluyendo fibra y radioenlace) entre origen
y destino.
El tiempo que demoran las diferentes oficinas
de conmutación en establecer el circuito, es
el tiempo desde que se termina de marcar
hasta que suena el primer “ring”.
Luego establecido el circuito el tiempo de
demora, sólo es el tiempo de propagación de
las señales electromagnéticas ( 5ms cada
1000 Km.), no existiendo peligro de
congestión.
Apunte1
243
Conmutación de Circuitos
Para enviar datos requiere establecer el
“lazo” antes de transmitir y recibir
Los datos son recibidos en el orden que
fueron enviados
No existe congestión en la comunicación
Puede recibir “tono de ocupado o
congestión”, si no se puede establecer el
circuito.
Los errores se propagan, pues no existen
correcciones intermedias
Apunte1
244
Conmutación de Mensajes
Conmutación alternativa, donde no se establece una
comunicación entre origen y destino.
El paquete o mensaje se va transmitiendo de salto en
salto, verificando errores y continuando la
retransmisión.
Este tipo de red se dice que almacena y reenvía
(store&forward)
Problema: Si el mensaje es muy extenso, mantendría
los equipos conmutadores ocupados, no permitiendo
la comunicación interactiva de varios usuarios.
Solución: Conmutación de Paquetes.
Apunte1
245
Conmutación de Paquetes
La información a transmitir (datos) es dividida
en pequeños bloques llamados “paquetes”.
Las redes que usan esta tecnología son las
Redes de Paquetes o Conmutación de
Paquetes
Ventajas:


Ayuda a recuperarse de errores durante la
transmisión.
Permite compartir conexiones físicas y hardware
asociado a éstas. Esto también mejora la
utilización de los recursos.
Apunte1
246
Conmutación de Paquetes
No existe tiempo de establecimiento del lazo
o circuito, comenzando el envío de datos en
forma inmediata.
Los datos pueden ser recibidos en cualquier
orden
Existe posibilidad de congestión, pero igual
puede enviar datos, sólo con velocidades
menores.
Errores pueden ser corregidos en puntos
intermedios (store&forward)
Apunte1
247
ISDN Banda Estrecha
Inicialmente red diseñada sólo para
transmisión de voz y completamente
analógica.
Se construyó un nuevo Sistema Telefónico
completamente digital, adaptándose a las
nuevas necesidades de transmisión de datos
y voz, al que se llamó ISDN (Integrated
Services Digital Network, Red Digital de
Servicios integrados) (N-ISDN: narrowband
ISDN, ISDN de banda estrecha)
Apunte1
248
ISDN Banda Estrecha
Servicios ISDN:





Intercomunicadores entre teléfonos
Identificación de las llamadas entrantes y
salientes.
Redireccionamiento de llamadas
Videoconferencia o Teleconferencia
Control remoto de sistemas (ej: tomar
lectura medidores, alarmas,etc.
Apunte1
249
ISDN Banda Estrecha
Uso en el hogar de ISDN
NT1
Central
ISDN
NT1: Dispositivo Terminal de la red (soporta hasta 8
dispositivos, como en una LAN)
Apunte1
250
ISDN Banda Estrecha
Uso en empresas de ISDN
NT2
PBX
Apunte1
NT1
Central
ISDN
251
ISDN Banda Estrecha
ISDN maneja varios canales intercalados mediante la
multiplexación por división de tiempo. Algunos
Canales ISDN son:
A: canal analógico telefónico de 4 Khz
B: canal digital PCM de 64 Kbps para voz o datos
C: canal digital de 8 o 16 Kbps
D: canal digital de 16 Kbps para señalización fuera de
banda
E: canal digital de 64 Kbps para señalización ISDN
interna
H: canal digital de 384, 1536 o 1920 Kbps
Apunte1
252
ISDN Banda Estrecha
El organismo encargado de normar respecto
a esta red, CCITT, ha estandarizado tres
combinaciones diferentes:
Velocidad Básica: 2B+1D (Puede ser reemplazo Sistema
Telefónico normal, también se utiliza en Internet)(BRI)
Velocidad Primaria: 23B+1D (T1:1.536 Mbps, USA & Japón)
ó 30B+1D (CCITT:2.048Mbps, Europa, Chile) (PRI)
Híbrida: 1A+1C
Apunte1
253
B-ISDN
B-ISDN (broadband ISDN, ISDN de banda
ancha)
Circuito digital virtual para transferir paquetes
de tamaño fijo (células o celdas), del origen a
destino a 155 Mbps.
Se basa en la tecnología ATM, que es una red
de conmutación de paquetes, a diferencia de
N-ISDN y PSTN, que son conmutación de
circuitos,
Problema de B-ISDN: No puede utilizar el
cableado actual de par trenzado de telefonía,
Nivel 3 ó 4, lo que debe ser reemplazado por
254
UTP Nivel 5 o fibra Apunte1
óptica.
B-ISDN
Es un término medio entre conmutación de
circuitos y de paquetes.
Servicio real: Orientado a conexión, pero con
conmutación de paquetes.
Se ofrecen 2 tipos de conexiones:


Circuitos virtuales permanentes: Son solicitados
en forma manual y se mantienen por meses.
Circuitos Virtuales conmutados: Como las llamadas
telefónicas, estableciéndose en forma dinámica
sólo cuando se necesitan.
Apunte1
255
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Comunicaciones de Datos - RAMOS ON