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Red por Medios Guiados

Una red por medios guiados está formada por la conexión de cables entre los distintos dispositivos que la conforman. Estos medios de transmisión de datos pueden estar compuestos por Cable Coaxial, cables de Par Trenzado, Fibra óptica o bien dos o más de ellos al mismo tiempo.

TIPOS DE MEDIOS GUIADOS Cable Coaxial Este cordón permite conducir electricidad y está recubierto por una envoltura compuesta por varias capas, está fabricado con conductores eléctricos como el aluminio o el cobre. El cable coaxial o coax, es un tipo de cable que se utiliza para transmitir señales de electricidad de alta frecuencia. Estos cables cuentan con un par de conductores concéntricos: el conductor vivo o central que está destinado a transportar los datos, y el conductor exterior, blindaje o malla, el cual actúa como retorno de la corriente y referencia de tierra. Entre ambos se sitúa el dieléctrico, una capa aisladora. CABLE 10-BASE-5 10-BASE-2 10BROAD-36 100-BASEX

CARACTERISTICAS Cable coaxial grueso (Ethernet grueso).Velocidad de transmisión : 10 Mb/seg.Segmentos : máximo de 500 metros. Cable coaxial fino (Ethernet fino). Velocidad de transmisión : 10 Mb/seg. Segmentos : máximo de 185 metros. Cable coaxial Segmentos : máximo de 3600 metros. Velocidad de transmisión : 10 Mb/seg. Fast Ethernet. Velocidad de transmisión : 100 Mb/seg.

Red coaxial Una red coaxial se crea por medio de la unión de secciones de cable coaxial con piezas T o piezas Y, para formar un segmento largo. Los dos extremos del segmento que quedan libres se terminan utilizando piezas finales. Los PCs están conectados a piezas T o Y para que de este modo, la información de red, enviada a lo largo del segmento, llegue a todos los dispositivos. El segmento coaxial completo debe permanecer intacto para que funcione la red. Por ello, si una sección del cable se daña o desconecta, la red se interrumpe y no se puede utilizar. También, el segmento se interrumpe al efectuar cambios en la red, como por ejemplo si se añade una PC. La red queda inutilizable mientras tienen lugar estos cambios, durante un período conocido como "tiempo de indisponibilidad de la red".

Medios físicos de comunicación - Cable coaxial. Se usa normalmente en la conexión de redes con topología de Bus como Ethernet y ArcNet, es llamado así porque su construcción es de forma coaxial, tenemos el conductor central, un recubrimiento bio-eléctrico, una malla de alambre y un recubrimiento externo (que funge como recubrimiento y como aislante). La construcción del cable debe de ser firme y uniforme, ya que si no es así no se tiene un funcionamiento adecuado por factores que se mencionarán a continuación.

Cuando hay refracción alrededor del coaxial, esta es atrapada, y esto evita posibles interferencias. Una de las cosas mas importantes del coaxial es su ancho de banda y su resistencia (o impedancia); estas funciones dependen del grosor del conductor central (malla), si varia la malla, varía la impedancia también. El ancho de banda del cable coaxial esta entre los 500Mhz, esto hace que el cable coaxial sea ideal para transmisión de televisión por cable por multiples canales. Ahora, como se ve en la siguiente tabla, existen varios tipos de cable coaxial. TIPO IMPEDANCIAS USOS RG-8 50 ohms. 10Base5 RG-11 50 ohms. 10Base5 RG-58 50 ohms. 10Base2 RG-62 93 ohms. ARCnet RG-75 75 ohms. CTV (Televisión)

Cable coaxial para banda ancha Ventajas: 

El cable coaxial el mismo tipo de cable que se utiliza en las redes de TV por cable (CATV).

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Permite la transmisión de voz, datos y video de manera simultánea.

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Todas las señales que emplea son de tipo ‘Half-Dúplex’, pero usando 2 canales se obtiene una señal ‘Full-Dúplex’.

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El cable coaxial no necesita del uso de repetidores, sino que se sirve de amplificadores.

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Este dispositivo está considerado como un medio activo, ya que la energía se obtiene de los componentes de soporte de la red y no de las estaciones del conectado. Desventajas:

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Debido a que son necesarios moduladores en cada estación de , el coste de su instalación y uso es superior, además de limitar la velocidad de transmisión. Cable coaxial para banda base

Ventajas: 

Su diseño está concebido para establecer comunicaciones de datos.

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Permite la ejecución de aplicaciones de voz, pero no permite que ello pueda efectuarse en tiempo real.

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Tiene un bajo coste y su instalación es sencilla y rápida.

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Cuenta con una banda ancha con capacidad de 10 Mb/segundo.Su alcance es de 1 kilómetro a 10 kilómetros de distancia. Desventajas:

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Transmite una señal simple en Half-Dúplex.

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No hay modelación de frecuencias.

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Medio pasivo donde la energía es provista por las estaciones del .

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Hace uso de conectores especiales para la conexión física.

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Uso de topología de bus, árbol y raramente en anillo.

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Ofrece poca inmunidad frente a los ruidos, aunque puede mejorarse con filtros.

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El ancho de banda transporta el 40 % de su carga total para permanecer estable.

Cable de Par Trenzado Cable de par trenzado: Forma de conexión en la que dos aisladores son entrelazados para tener menores interferencias y aumentar la potencia y disminuir la diafonía de los cables adyacentes. El entrelazado de los cables disminuye la interferencia debido a que el área de bucle entre los cables, la cual determina el acoplamiento eléctrico en la señal, se ve aumentada. En la operación de balanceado de pares, los dos cables suelen llevar señales paralelas y adyacentes (modo diferencial), las cuales son combinadas mediante sustracción en el destino. El ruido de los dos cables se aumenta mutuamente en esta sustracción debido a que ambos cables están expuestos a EMI similares. La tasa de trenzado, usualmente definida en vueltas por metro, forma parte de las especificaciones de un tipo concreto de cable. Cuanto menor es el número de vueltas, menor es la atenuación de la diafonía. Donde los pares no están trenzados, como en la mayoría de conexiones telefónicas residenciales, un miembro del par puede estar más cercano a la fuente que el otro y, por tanto, expuesto a niveles ligeramente distintos de IEM. El cable de par trenzado debe emplear conectores RJ45 para unirse a los distintos elementos de hardware que componen la red. Actualmente de los ocho cables sólo cuatro se emplean para la transmisión de los datos. Éstos se conectan a los pines del conector RJ45 de la siguiente forma: 1, 2 (para transmitir), 3 y 6 (para recibir). La Galga o AWG, es un organismo de normalización sobre el cableado. Por ejemplo se puede encontrar que determinado cable consta de un par de hilos de 22 AWG. AWG hace referencia al grosor de los hilos. Cuando el grosor de los hilos aumenta el AWG disminuye. El hilo telefónico se utiliza como punto de referencia; tiene un grosor de 22 AWG. Un hilo de grosor 14 AWG es más grueso, y uno de 26 AWG es más delgado.

Estructura del cable Este tipo de cable, está formado por el conductor interno el cual está aislado por una capa de polietileno coloreado. Debajo de este aislanteexiste otra capa de aislante de polietileno, la cual evita la corrosión del cable debido a que tiene una sustancia antioxidante.

Normalmente este cable se utiliza por pares o grupos de pares, no por unidades, conocido como cable multipar. Para mejorar la resistencia del grupo se trenzan los cables del multipar. Los colores del aislante están estandarizados, en el caso del multipar de cuatro pares (ocho cables), y son los siguientes:

1. Blanco-Naranja 2. Naranja 3. Blanco-Azul 4. Azul 1. Blanco-Verde 2. Verde 3. Blanco-Marrón 4. Marrón Cuando ya están fabricados los cables unitariamente y aislados, se trenzan según el color que tenga cada uno. Los pares que se van formando se unen y forman subgrupos, estos se unen en grupos, los grupos dan lugar a superunidades, y la unión de superunidades forma el cable. Tipos de conexión Los cables UTP forman los segmentos de Ethernet y pueden ser cables rectos o cables cruzados dependiendo de su utilización. Cable recto (pin a pin) Estos cables conectan un concentrador a un nodo de red (Hub, Nodo). Cada extremo debe seguir la misma norma (EIA/TIA 568A o 568B) de configuración. La razón es que el concentrador es el que realiza el cruce de la señal. Cable cruzado (cross-over) Este tipo de cable se utiliza cuando se conectan elementos del mismo tipo, dos enrutadores, dos concentradores. También se utiliza cuando conectamos 2 ordenadores directamente, sin que haya enrutadores o algún elemento de por medio. Para hacer un cable cruzado se usará una de las normas en uno de los extremos del cable y la otra norma en el otro extremo. Tipos 

UTP acrónimo de Unshielded Twisted Pair o Cable trenzado sin apantallar. Son cables de pares trenzados sin apantallar que se utilizan para diferentes tecnologías de red local. Son de bajo costo y de fácil uso, pero producen más

errores que otros tipos de cable y tienen limitaciones para trabajar a grandes distancias sin regeneración de la señal.

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STP, acrónimo de Shielded Twisted Pair o Par trenzado apantallado. Se trata de cables de cobre aislados dentro de una cubierta protectora, con un número específico de trenzas por pie. STP se refiere a la cantidad de aislamiento alrededor de un conjunto de cables y, por lo tanto, a su inmunidad al ruido. Se utiliza en redes de ordenadores como Ethernet o Token Ring. Es más caro que la versión no apantallada o UTP.

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FTP, acrónimo de Foiled Twisted Pair o Par trenzado con pantalla global.

EN LOS PARES DE CABLES DISTINGUIMOS DOS CLASIFICACIONES: 

Por categorías: cada una especifica unas características eléctricas para el cable.

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Por clases: cada una especifica las distancias permitidas, el ancho de banda y las aplicaciones para las que es útil.

Clases Ancho de banda Cat.3 Cat.4 Cat.5

A 100 Khz 2 KM 3 KM 3 KM

B 1 Mhz 500 m 600 m 700 m

C 20 Mhz 100 m 150 m 160 m

D 100 Mhz 100 m

Dado que el cable UTP categoría 5 es barato y fácil de instalar, se ha incrementado su utilización en las LAN con topología en estrella. Sin embargo, en ocasiones, es insuficiente debido a las exigencias del ancho de banda de las redes actuales. La velocidad alcanzada es de hasta 100 Mbps.

Actualmente ya existen las categorías 6 (1Gbps) y 6 mejorada (10 Gbps).

Categorías La especificación 568A Commercial Building Wiring Standard de la asociación Industrias Electrónicas e Industrias de la Telecomunicación (EIA/TIA) especifica el tipo de cable UTP que se utilizará en cada situación y construcción. Dependiendo de la velocidad de transmisión ha sido dividida en diferentes categorías: Categoría 1 Hilo telefónico trenzado de calidad de voz no adecuado para las transmisiones de datos. Las características de transmisión del medio están especificadas hasta una frecuencia superior a 1MHz. Categoría 2 Cable par trenzado sin apantallar. Las características de transmisión del medio están especificadas hasta una frecuencia superior de 4 MHz. Este cable consta de 4 pares trenzados de hilo de cobre. Categoría 3 Velocidad de transmisión típica de 10 Mbps para Ethernet. Con este tipo de cables se implementa las redes Ethernet 10BaseT. Las características de transmisión del medio están especificadas hasta una frecuencia superior de 16 MHz. Este cable consta de cuatro pares trenzados de hilo de cobre con tres entrelazados por pie. Categoría 4

La velocidad de transmisión llega hasta 20 Mbps. Las características de transmisión del medio están especificadas hasta una frecuencia superior de 20 MHz. Este cable consta de 4 pares trenzados de hilo de cobre. Categoría 5 Es una mejora de la categoría 4, puede transmitir datos hasta 100Mbps y las características de transmisión del medio están especificadas hasta una frecuencia superior de 100 MHz. Este cable consta de cuatro pares trenzados de hilo de cobre. Categoría 6 Es una mejora de la categoría anterior, puede transmitir datos hasta 1Gbps y las características de transmisión del medio están especificadas hasta una frecuencia superior a 250 MHz. Categoría 7 Es una mejora de la categoría 6, puede transmitir datos hasta 10 Gbps y las características de transmisión del medio están especificadas hasta una frecuencia superior a 600 MHz.

Ventajas y desventajas Ventajas:    

Bajo costo en su contratación. Alto número de estaciones de trabajo por segmento. Facilidad para el rendimiento y la solución de problemas. Puede estar previamente cableado en un lugar o en cualquier parte.

Desventajas:      

Altas tasas de error a altas velocidades. Ancho de banda limitado. Baja inmunidad al ruido. Baja inmunidad al efecto crosstalk. Alto coste de los equipos. Distancia limitada (100 metros por segmento).

Fibra Óptica La Fibra Óptica consiste un conducto generalmente de fibra de vidrio o silicio que transmite impulsos luminosos normalmente emitidos por un láser o LED. Las fibras

utilizadas en telecomunicación a largas distancias son siempre de vidrio; las de plásticos sólo son usadas en redes locales. En el interior de la fibra óptica, el haz de luz se refleja contra las paredes en ángulos muy abiertos, así que prácticamente avanza por su centro. Esto permite transmitir las señales casi sin pérdida por largas distancias. La fibra óptica ha reemplazado a los cables de cobre por su costo/beneficio. Este tipo de cable cuenta con una gran velocidad de transmisión de datos, no se ve afectada por ruido ni interferencias, además cuenta con mayor seguridad en la transmisión de datos.

Estructura de una fibra óptica 1- Elemento central dieléctrico: este elemento central que no está disponible en todos los tipos de fibra óptica, es un filamento que no conduce la electricidad (dieléctrico), que ayuda a la consistencia del cable entre otras cosas. 2- Hilo de drenaje de humedad: su fin es que la humedad salga a través de el, dejando al resto de los filamentos libres de humedad. 3- Fibras: esto es lo más importante del cable, ya que es el medio por dónde se transmite la información. Puede ser de silicio (vidrio) o plástico muy procesado. Aqui se producen los fenómenos físicos de reflexión y refracción. La pureza de este material es lo que marca la diferencia para saber si es buena para transmitir o no. Una simple impureza puede desviar el haz de luz, haciendo que este se pierda o no llegue a destino. En cuanto al proceso de fabricación es muy interesante y hay muchos vídeos y material en la red, pero básicamente las hebras (micrones de ancho) se obtienen al exponer tubos de vidrio al calor extremo y por medio del goteo que se producen al derretirse, se obtienen cada una de ellas. 4- Loose Buffers: es un pequeño tubo que recubre la fibra y a veces contiene un gel que sirve para el mismo fin haciendo también de capa oscura para que los rayos de luz no se dispersen hacia afuera de la fibra. 5- Cinta de Mylar: es una capa de poliéster fina que hace muchos años se usaba para transmitir programas a PC, pero en este caso sólo cumple el rol de aislante.

6- Cinta antillama: es un cobertor que sirve para proteger al cable del calor y las llamas. 7- Hilos sintéticos de Kevlar: estos hilos ayudan mucho a la consistencia y protección del cable, teniendo en cuenta que el Kevlar es un muy buen ignífugo, además de soportar el estiramiento de sus hilos. 8- Hilo de desgarre: son hilos que ayudan a la consistencia del cable. 9- Vaina: la capa superior del cable que provee aislamiento y consistencia al conjunto que tiene en su interior. Ahora que sabemos cómo está compuesto un cable, vamos a ver cómo funciona. No voy a detallar matemáticamente el funcionamiento porque no es la idea, solamente voy a hablar de los dos fenómenos de la óptica que permiten la transmisión y son la frutilla de esta torta maravillosa. Igualmente en la red hay información de sobra para ampliar sus conocimientos. Los dos principios físicos por los que la fibra funciona son la Reflexión y la Refracción. Ellos son los culpables de llevar esto adelante.

Refracción: es el cambio de dirección que llevan las ondas cuando pasan de un medio a otro. Sencillamente y para mejor comprensión, esto se experimenta cuando metemos una cuchara en un vaso con agua y pareciera que se desplaza dentro de este.  Reflexión: también es el cambio de dirección de la onda, pero hacia el origen. Esto sería lo que sucede cuando nos miramos en el espejo sin la reflexión, no podríamos peinarnos o afeitarnos frente al espejo.

Ahora que sabemos cuáles son los principios físicos que ocurren dentro de la fibra óptica, vamos a una figura que detalla estos fenómenos en acción: Ya sabemos cómo funciona, así que vamos a hablar un poco de que tipos de fibra hay y para qué sirve cada una. Para hacer esto vamos a agruparlas de dos maneras. Una es la fibra monomodo y la otra es multimodo y este agrupamiento se debe en la forma en que transmiten la luz por dentro de la fibra. 

Monomodo: se transmite un sólo haz de luz por el interior de la fibra. Tienen un alcance de transmisión de 300 km en condiciones ideales, siendo la fuente de luz un láser.

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Multimodo: se pueden transmitir varios haces de luz por el interior de la fibra. Generalmente su fuente de luz son IODOS de baja intensidad, teniendo distancias cortas de propagación (2 o 3 Km), pero son más baratas y más fáciles de instalar. Llegamos al punto en que sabemos cómo es una fibra óptica, que materiales las componen y que tipos hay. Es el momento de conocer como conectarlas entre los dispositivos y cómo son las placas de red que tienen como misión “transformar” la luz en código binario (fotosensores) para que el dispositivo pueda interpretar. Tipos de conectores de fibra óptica que van en las puntas de los cables.     

FC que se usa en la transmisión de datos y en las telecomunicaciones. FDDI se usa para redes de fibra óptica. LC y MT-Array que se utilizan en transmisiones de alta densidad de datos, más que nada usado en servers o clusters storage. SC y SC Dúplex se utilizan para la transmisión de datos. ST o BFOC se usa en redes de edificios y en sistemas de seguridad.

Una vez que los tenemos conectados, las placas emiten luz por medio de distintos dispositivos: 

Láser: el más potente y usado en el cable monomodo  LED: son baratos, no tienen mucha potencia y se usan en los cables multimodo. Las placas de red, además de darnos la interfaz de conexión, son las encargadas de “convertir” los impulsos de luz en binarios para la comprensión de la PC.

Básicamente toman los impulsos de esta manera: Impulso de Luz = 1 , oscuridad = 0. Así es como forma el binario. Igualmente para más detalles, siempre está la internet para profundizar.

Ventajas: Alto ancho de banda (pruebas dieron casi 1 TB/s), haciendo que la transmisión dependa de la capacidad de procesamiento de emisor-receptor mas que del medio (que obviamente es rapidísimo)   

Multiprotocolo (T/IP, SCSI, etc.) Escalable Muy segura ya que no hay manera de acceder a los datos transmitidos sin romper la fibra

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El cable es muy liviano y se corroe poco  La señal se pierde muy poco a lo largo del cable Desventajas: 

El conjunto de conectores, cable, placas, dispositivos para fibra, etc., son caros para el uso no comercial, por eso se utiliza como backbone donde se debe transmitir un gran volumen de de información a grandes velocidades.

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La fibra es frágil, lo que complica un poco la instalación.  Los empalmes entre fibra son complejos, con lo cual a veces hay que contratar una empresa para realizarlo.  Siempre se va a necesitar un conversor óptico-eléctrico, ya que e casi imposible tener toda una red de fibra, haciendo el costo más caro. Creo que ya tenemos un conocimiento amplio sobre que es, como funciona y que se necesita para usar…. o no usar la fibra óptica. Creo que ya lo dije varias veces durante el artículo, pero es que quiero que quede en claro que este tema es muchísimo más amplio que estas simples y escuetas líneas.