Medios de Transmisión
Dependerá en la forma en que la señal recorra el medio de transmisión para poder identificarlo. Estos se pueden clasificar en dos grandes grupos:
Medios de Transmisión Guiados
Son aquellos que están formados por un conductor, por el que circulan las señales entre extremos. Su principal característica es el tipo de medio utilizado, la velocidad de transmisión, las distancias máximas, su inmunidad frente
a las interferencias y su capacidad de transportar diferentes tecnologías a nivel de enlace.
Las más utilizados en la interconexión de computadores son estos:
- Soporte de par trenzado: consiste en una pareja de hilos cruzados entre sí para evitar el ruido denominado diafonía.
Nota! En las telecomunicaciones se produce diafonía cuando parte de las señales transmitidas se obtienen en otro medio.
Dentro de estos se distinguen:
-Protegidos. (Shielded Twisted Pair STP) Aquellos que disponen de un recubrimiento metálico externo, para evitar las interferencias. Suelen utilizarse en redes LAN, se emplean STP cat. 5 o Cat. 6, consiguiendo altas velocidades.
-No Protegidos. Aquellos que no disponen de ningún tipo de recubrimiento, siendo sensibles a interferencias, se trata de cable flexible y económico; se suele utilizar en bucle de abonado (último tramo existente entre el teléfono de un abonado y la central, suele ser UTP Cat. 3).
- Cable coaxial: Compuesto de un hilo conductor rígido y una malla externa separados por un aislante.
- Fibra óptica. Un hilo muy fino de material transparente, compuesto de vidrio o materiales plásticos, por el que circulan pulsos de luz (normalmente láser).
Clasificación de pares trenzados y su ancho de banda:
- Categoria 1:(ancho de banda) 0.4 MHz (aplicaciones) lineas telefonicas y modem de banda ancha (notas) No
descrito en las recomendaciones del EIA/TIA. No es adecuado para sistemas modernos - Categoria 2:(ancho de banda) 4 MHz (Aplicaciones) Cable para conexión de antiguos terminales como el IBM 3270.
(Notas) No descrito en las recomendaciones del EIA/TIA. No es adecuado para sistemas modernos. - Categoria 3: (ancho de banda) 16 MHz (aplicaciones) 10BASE-T and 100BASE-T4 Ethernet (notas) Descrito
en la norma EIA/TIA-568. No es adecuado para transmisión de datos mayor a 16 Mbit/s. - Categoria 4: (ancho de banda) 20 MHz(aplicaciones) 16 Mbit/s Token Ring.
- Categoria 5: (ancho de banda) 100 MHz (aplicaciones) 100BASE-TX y 1000BASE-T Ethernet.
- Categoria 6: (ancho de banda) 250 MHz (aplicaciones) 1000BASET Ethernet (notas) Transmite a 1000Mbps Cable más comúnmente instalado en Finlandia según la norma SFS-EN 50173-1.
- Categoria 7: (ancho de banda) 1000 MHz (aplicaciones) Para servicios de telefonía,Televisión por cable y Ethernet
1000BASE-T en el mismo cable.(notas) Cable S/FTP (pares blindados, cable blindado trenzado) de 4 pares. Norma en
desarrollo. - Categoria 8: (ancho de banda) 1200 MHz (aplicaciones) Norma en desarrollo. Aún sin aplicaciones.(notas) Cable S/FTP
(pares blindados, cable blindado trenzado) de 4 pares. - Categoria 9: (ancho de banda) 25000 MHz (aplicaciones) Norma en creación por la UE. (notas) Cable S/FTP (pares
blindados, cable blindado trenzado) de 8 pares con milar y polyamida.
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.
Desventajas:
- Altas tasas de error a altas velocidades.
- Ancho de banda limitado.
- Baja inmunidad al ruido.
- Baja inmunidad al efecto crosstalk (diafonía).
- Alto costo de los equipos.
- Distancia limitada (100 metros por segmento)
En cuanto a fibras ópticas, se utiliza la normativa ISO/IEC 11801 2da. eidicón y la EN50173, que especifica los canales de transmisión sobre los que se pueden soportar diferentes aplicaciones como Ethernet, Fast Ethernet, Gigabit, etc.
Considerando la normativa y añadiendo aplicaciones WAN con un tamaño superior a 2 Km. se puede resumir sus variantes de fibra óptica sobre la siguiente tabla:
| Variante Eth. | Velocidad | Medio | Distancia |
| 100Base-Fx | 100 Mbps | f.o. MM OM1 1300 nm | 2 Km. |
| 100Base-Lx | 100 Mbps | f.o. SM 1310 nm | 15 Km. |
| 1000Base-Sx | 1 Gbps | f.o. MM OM2 850 nm | 500 m. |
| 1000Base-Lx | 1 Gbps | f.o. MM OM1/OM2 1300 nm | 500 m. |
| 1000Base-Lx | 1 Gbps | f.o. SM 1310 nm | 10 Km. |
| 1000Base-Zx | 1 Gbps | f.o. SM 1550 nm | 80 Km. |
| 10GBase-SR/SW | 10 Gbps | F.O. MM OM3 850 nm | 300 m. |
| 10GBase-LR/LW | 10 Gbps | f.o. SM 1310 nm | 10-25 Km. |
| 10GBase-Er/Ew | 10 Gbps | f.o. SM 1550 nm | 40-80 Km. |
Para entender mejor la tabla:
| OF 300 | Para aplicaciones que soportan enlaces ópticos de hasta 300 m. |
| OF 500 | Para aplicaciones que soportan enlaces ópticos de hasta 500 m. |
| OF 2000 | Para aplicaciones que soportan enlaces ópticos de hasta 2000 m. |
Simultáneamente, se clasifican las fibras ópticas a emplear en 4 grupos (3 multimodo, OM1, OM2 y OM3, con anchos de banda fijados por la norma; y uno monomodo OS1, similar a UIT-G652) según la tabla siguiente:
| SOPORTE | TIPO F.O. | At. dB/km. 850 nm | At. dB/km. 1300nm | Ancho banda MHz x Km. 850 nm | Ancho banda MHz x Km. 1300 nm |
| OM1 | MM 50MM 62 | < 3,5 | < 1,5 | > 200 | > 500 |
| OM2 | MM 50MM 62 | < 3,5 | < 1,5 | > 500 | > 500 |
| OM3 | MM 50 | < 3,5 | < 1,5 | > 1500 | > 500 |
Habida cuenta de los datos anteriores, es posible establecer la siguiente tabla de selección de fibras, de aplicación a la hora de garantizar la correcta certificación de un enlace óptico:
| Canal de fibra | Fast Ethernet 100 BaseT | Gigabit Eth. 1000 Base Sx 850 nm | Gigabit Eth. 1000 Base Lx 1300 nm | 10 Giga. Eth 10G Base SR/SW |
| OF 300 | OM1 | OM2 | OM1/OM2 | OM3 |
| OF 500 | OM1 | OM2 | OM1/OM2 | OS1 |
| OF 2000 | OM1 | – | Especial | OS1 |
- OF o FO = Fibra Óptica
- MM = Multimodo
- SM = Single Modo
- OM = Modo Óptico
Medios de Transmisión NO Guiados
Para este tipo de medio se utiliza el aire para la transmisión y recepción; se emplean antenas para radiar y captar las ondas electromagnéticas. Este tipo de configuración puede ser direccional u omnidireccional. Para la direccional, las antenas tiene que estar alineadas, mientras que en el caso de la omnidireccional, al radicarse de manera dispersa, pueden ser recibidas por varias antenas.
Este tipo de transmisión tiene problemas adicionales provocados por la reflexión que sufre la señal en su trayecto. Su rango de frecuencias de trabajo es el que se refleja a continuación:
| Banda de frecuencia | Nombre | Modulación | Razón de datos | AplicacionesPrincipales |
| 30 – 300 KHz | Low frequeney (LF)Baja Frecuencia | ASK. FSK.MSK | 0.1 – 100 bps | Navegación |
| 300 – 3000 KHz | Médium Frequeney (MF)Frecuencia Media | ASK, FSK, MSK | 10 – 1000 bps | Radio AM comercial |
| 3-30 MHz | High Frequeney (HF)Alta Frecuencia | ASK, FSK, MSK | 10 – 3000 bps | Radio de onda corta |
| 30 – 300 MHz | Very High FrequeneyMuy Alta Frecuencia | FSK. PSK | Hasta 100 Kbps | Televisión HVF, Radio FM |
| 300 – 3000 MHz | Ultra Figh Frequeney (UHF)Ultra Alta Frecuencia | PSK | Hasta 10 Mbps | Televisión UHF, Microondas terrestres |
| 3 – 30 GHz | Super High Frequeney (SHF)Super Alta Frecuencia | PSK | Hasta 100 Mbps | Microondas terrestres y por satélite |
| 30 – 300 GHz | Extremely High Frequeney (EHF)Extremada Alta Frecuncia | PSK | Hasta 750 Mbps | Enlaces cercanos con punto a punto experimentales |
Características de un producto a partir de sus especificaciones
Anteriormente, se han distinguido dos grandes grupos en los medios de transmisión. En la siguiente figura se muestran sus características según su clasificación:
Las características y parámetros más significativos que tienen los medios de transmisión son su ancho de banda, su distancia máxima de transmisión, su fiabilidad, su seguridad, su facilidad de instalación y su coste.
Los medios de transmisión guiados son aquellos que usan componentes físicos; estos utilizan un cable por el cual viaja la Información que se transmite. Sus características principales son su alta velocidad, su facilidad de instalación, alta capacidad de soportar distintas tecnologías de nivel de enlace (segunda capa del modelo OSI), alta inmunidad a las interferencias y distancias máximas entre repetidores.
Recodemos! La capa de enlace (en inglés data link level), es la segunda capa correspondiente al modelo OSI, se encarga del direccionamiento tísico (MAC y LLC).
Dentro de estos, se destacan los siguientes:
- Cable UTP o de par trenzado: es el medio más común y utilizado y está formado por 4 conjuntos de alambres de cobre entrelazados entre sí.
- Cable coaxial: este medio es también muy utilizado en telecomunicaciones y en ambientes industriales, está formado por un alambre de cobre cubierto de varias capas de aislante y una malla conductora, es capaz de transmitir hasta 200 Mbps sin sufrir interferencias.
- Cable de fibra óptica: estos cables muy delgados, hechos en fibra de vidrio transparente, constituyen el medio de transmisión guiado de mayor potencial para alta velocidad capaz de conducir las señales ópticas.
Como medios no guiados se encuentran aquellas transmisiones cuyas señales no viajan utilizando cable alguno, sino que estas se propagan libremente, como el aire o el vacío.
Estos medios pueden cubrir grandes distancias, para ello se utilizan antenas, las cuales pueden estar alineadas si su transmisión es direccional, o propagarse en cualquier dirección si esta es omnidireccional.
Selección de los medios de transmisión
La selección de un medio de transmisión vendrá condicionada por las características del diseño de la LAN y las previsiones futuras que se hagan sobre el mismo.
Esto quiere decir que, por ejemplo en una edificación de 3 plantas, con un cuarto de comunicaciones por planta, si el cliente solicita un cableado estructurado para su edificio con telefonía y datos, manteniendo sus puestos de trabajo con una antigüedad de entre 2 y 3 años y algunos de los conmutadores del antiguo local, en un principio podría proponerse lo siguiente:
- Cableado horizontal Cat 5e (Ejemplo libro Cat. 5)
- Cableado vertical Cat 5e
- Roseta y patch cords Cat 5e (Ejemplo libro Cat. 5)
- Patch panels Cat 5e
- Cableado de telefonía Cat.5e. Centralita VoiceIP (Cableado de telefonía Cat. 3 para una centralita analógica)
Peo esta no sería una propuesta apropiada, primero porque hay que tener en cuenta que los puesto de trabajo, como media, suelen cambiarse cada 3 o 4 años, por lo tanto, en un para de años el cliente no podría aprovechar las nuevas prestaciones de los dispositivos de red de los nuevos equipos que se sustituyan (gigabit); con la electrónica de red pasaría lo mismo, aunque estos se suelan sustituir con menor frecuencia.
Con el cableado de telefonía ocurriría lo mismo, ya que si se considera que la previsión de un cableado estructurado, al menos debe ser de 10 años, sería muy posible que cuando la organización decidiese dar el salto a la telefonía IP, se encontrara que debería volver a efectuar una alta inversión en el cableado del edificio.
Por lo tanto, la propuesta debería contemplar todo este tipo de servicios que en un principio el cliente no solicita, pero que en un futuro no muy lejano necesitará.
Siguiendo con el ejemplo, una de las posibles propuestas más adecuadas, utilizando los criterios anteriores, sería la siguiente:
- Cableado horizontal Cat 6 (Clase E)
- Cableado vertical fibra multimodo
- Bandejas para fibra óptica
- Roseta y patch cords Cat 6 (Clase E)
- Patch panels Cat 6
- Cableado de telefonía Cat.6 (Clase E)
El ejemplo que propone el libro no es muy acorde a la realidad que se vive.
Instalación del medio de transmisión. Problemática
En el cableado de pares hay que distinguir dos clasificaciones:
- La primera clasifica las categorías, especificando unas características eléctricas para el cable, como su atenuación, su capacidad e Impedancia, sus frecuencias, etc.
- La segunda, que utiliza las clases para especificar las distancias permitidas, el ancho de banda, las aplicaciones para las que fue diseñado, etc.
Se muestra una clasificación en la siguiente tabla:
Tabla de categorías y clases
| Clases | Clase A | Clase B | Clase C | Clase D | Clase E | Clase F |
| Ancho de banda | 100 KHz | 1 MHz | 20 MHz | 100 MHz | 250 MHz | 600 MHz |
| Cat. 3 | 2 km | 500 m | 100 m | No hay | No hay | No hay |
| Cat.4 | 3 km | 600 m | 150 m | No hay | No hay | No hay |
| Cat. 5 | 3 km | 700 m | 160 m | 100 m | No hay | No hay |
| Cat. 6 | Sin uso | Sin uso | Sin uso | Sin uso | 1 Gbps | No hay |
| Cat. 7 | Sin uso | Sin uso | Sin uso | Sin uso | Sin uso | 10 GBps |
Para el conexionado de los mismos se necesitan conectores, entre los más utilizados se encuentran los RJ-11, RJ-45, que se utilizan para los cables UTP, STP y otros cables de pares. Estos igualmente tienen categorías como los cables, debiendo aplicar la misma tanto para el conector como para el cable.
Nota! También se encuentra el BNC, que se utiliza para el cable coaxial fino, típico de Ethernet.
A continuación, una figura con el cableado y conectores más utilizados:
Conectores DB25 y DB9
Conectores y Latiguillos para Fibra Óptica
Pero los conectores no son los únicos elementos tísicos de la red, también es importante considerar las conducciones de los cables por las instalaciones del edificio y sus ubicaciones.
- Rack: es un armario donde se alojan las conexiones de toda la red y donde se ubica la electrónica de red.
- Latiguillos: son cables cortos que se utilizan para interconectar la electrónica de red con los puntos de red conectados en el armario.
- Canaleta: es una estructura que puede ser metálica o de plástico, adosadas al suelo, techo o pared, para albergar en su interior el cableado de red, evitando el deterioro de los mismos y manipulaciones.
- Placas de conectores y rosetas: son conectores que se alojan en las cajas empotradas o en las canaletas de superficie y que sirven de interfaz entre el latiguillo y el cable de red.
Las herramientas para conectar redes hay que manejarlas con sumo cuidado, ya que la mayoría de los fallos de las redes de área local se relacionan directamente con problemas de cableado y conectores.
Antes de la puesta en marcha, cada cableado construido (con sus conectores) debe ser probado para asegurarse de que cumple con el estándar de Calidad, en caso contrario, debe rechazarse.
Herramientas para crimpar cables de red
La problemática que puede surgir es la siguiente:
- Retardo de propagación: es el tiempo que tarda en enviarse la señal al canal.
- Paradiafonía: se trata de la mezcla de señales en sentido contrario.
- Power Sum NEXT: cuando una señal se refleja en otro canal sin ser previsto.
- Diafonía (Crosstalk): es una interferencia electromagnética de un par sobre los pares más cercanos, obteniendo la señal que se transmite por uno de ellos en los otros. Se puede diferenciar:
-NEXT: cuando la señal de interferencia se transfiere con la misma potencia que la transmitida, en los mismos extremos. Se suele denominar “diafonía de extremo cercano”,
-FEXT: cuando la señal de interferencia se transfiere en el extremo opuesto respecto al que se produjo, se denomina “diafonía de extremo lejano”.
Influencia de cada medio de transmisión sobre las prestaciones globales de la red
En los medios de transmisión debe considerarse que la señal que recibirá el receptor diferirá de la señal trasmitida debido a varias adversidades y dificultades. En el caso de las señales digitales se producirán alteraciones en los bits, modificando la Información que se transmite.
OJO! Antes de la puesta en marcha, cada cableado construido (con sus conectores) debe ser probado para asegurarse de que cumple con el estándar de Calidad, en caso contrario, debe rechazarse.
Aunque existen varias alteraciones, las más significativas son:
- La atenuación
- La distorsión por retardo
- El ruido
La Atenuación
La potencia de la señal se reduce con la distancia. En medios guiados, esta reducción es logarítmica y se expresa como un número constante en decibelios por unidad de longitud. En los medios no guiados, esta se convierte en una función mucho más compleja que la distancia y depende a su vez de condiciones atmosféricas.
Existen 3 condiciones para la atenuación:
- La señal que se reciba deberá tener suficiente amplitud para que el dispositivo receptor la pueda interpretar.
- Para que la señal no sea descartada por ser percibida como un error, deberá conservar un nivel de energía mayor que el ruido
- La atenuación es una función que depende de la frecuencia.
Los dos primeros problemas se solucionan controlando la potencia de la señal, utilizando repetidores. En un enlace punto a punto esta debe ser lo suficientemente clara para que sea identificada por el receptor; pero si esta fuera excesivamente potente, saturaría el dispositivo receptor, creando una señal distorsionada.
Este problema se agudiza en líneas multipunto, ya que la distancia entre los interlocutores es variable.
Distorsión por Retardo
La distorsión por retardo, que es particular de los medios guiados, se produce cuando se transmite un mensaje y parte de este se transmite más rápido que la otra parte, provocando alteraciones en el envío de la Información. Este fenómeno se origina por el hecho de que la velocidad de propagación es variable con la frecuencia, siendo la velocidad mayor en la frecuencia central, disminuyendo en la proximidad de la banda.
Se denomina distorsión precisamente por la deformación que sufre la señal debido al retardo variable que sufren sus componentes.
Ojo! Este tipo de interferencias en el medio constituye el principal factor de limitación de velocidad máxima en un canal de transmisión.
Ruido
En cualquier medio de comunicación, la señal transmitida sufrirá distorsiones motivadas por el propio sistema de comunicación y por aquellas señales no deseadas que se puedan anexar en algún punto entre los interlocutores. A las señales no deseadas se les denomina ruido.
Se distinguen 4 categorías:
- Ruido térmico, que es el que se produce por el movimiento de los electrones dentro del medio conductor.
- Ruido de intermodulación, provocado por compartir el medio con distintas frecuencias, provocando señales de ruido.
- Diafonía, cuando señales de un medio aparecen en otro.
- Ruido impulsivo, que son impulsos de escasa duración, pero de gran amplitud que distorsionan la señal.
El ruido térmico se encuentra en cualquier medio que se utilice para transmitir, depende de la temperatura, estando distribuido en todo el espectro de frecuencias, denominándose ruido blanco.
Imporante! Este tipo de ruido no puede eliminarse, imponiendo un límite en las prestaciones en cualquier sistema de comunicaciones.
Se ha visto que existen varios tipos de efectos que distorsionan las señales y, por lo tanto, limitan la capacidad de transmisión, siendo para los datos digitales la cuestión a resolver.
Existen 4 conceptos que limitan la capacidad de un medio:
- La velocidad de transmisión, siendo esta le expresada en bits por segundos (bps).
- El ancho de banda, que estará limitada por el medio de transmisión y se expresa en ciclos por segundos o Hercios (Hz).
- El nivel medio de ruido, provocado dependiendo del medio de transmisión.
- La tasa de errores, considerando que existe cuando la señal que se recibe es inversa a la transmitida (un 1 por un 0 o viceversa).
Los servicios de comunicaciones, cuanto mayor es el ancho de banda requerido, mayor es su coste. Las propias limitaciones vienen impuestas por las propiedades físicas de los medios o por las limitaciones impuestas por el dispositivo transmisor.
Por tanto, se puede concluir que es indispensable conseguir un uso (mi eficiente como sea posible, con un ancho de banda limitado, con la mayor velocidad permisible y superando la tasa de errores, siendo el mayor inconveniente la existencia de ruido.
Simbología y Codificación Comercial
Para utilizar esta simbología y poder realizar sus representaciones gráficas en el diseño, existen en el mercado aplicaciones como por ejemplo, las siguientes:
- Microsoft Visio (de uso comercial)
- Dia (de uso Open Source)
- LucidChart (de uso online, con Registro gratuito, aunque las funcionalidades extras requieren al menos una cuenta de correo).
- Diagramly (de uso online, tipo drag an drop “arrastrar y soltar”, muy parecida al uso de Visio).
- OpenOffice y LibreOffice Draw (del paquete de la suite ofimática libre, dispone de buena cantidad de recursos para realizar diagramas, aunque deben localizarse los iconos para determinados diagramas).
El mercado de los productos de comunicación
El mercado de las comunicaciones ha crecido de forma exponencial en la última década, motivado por la capacidad y eficacia de las conexiones de las transmisiones, pues constituyen unos elementos competitivos solicitados por todo tipo de instituciones y empresas, proporcionando una agilidad en la estructura y, por supuesto, un aumento de la velocidad en la toma de decisiones.
Las redes de comunicación ya no se consideran una pura infraestructura, sino más bien en una gran superficie sobre la que se realiza unos elevados número de transmisiones que afectan a una creciente variedad de productos y servicios.
