Redes (IS20)

45 Pages·2006·1.32 MB·Spanish

Redes (IS20)
Ingeniería Técnica en Informática de Sistemas
http://www.icc.uji.es
CAPÍTULO 3: Transmisión de datos
1. Información, señalización y transmisión
2. Medios de transmisión
3. Codificación
EE 4. Transmisión síncrona/asíncrona
CC
5. Multiplexación
II
DD
6. Interfaces de nivel físico
NN
ÍÍ
Curso 2002-2003 -Redes (IS20) -Capítulo 3 1
n
ó Preámbulo
i
s
i
m
Objetivo de la red: transmitir información entre puntos distantes
s
n
a
r ¿Cómo se representa la información a transmitir?
t

y
Mediante señales electromagnéticas
n
ó
i
c
¿Qué significa Datos? ¿y Señales?
a
z
i
l
a ¿Pueden ser analógicas y/o digitales?
ñ
e
s
¿Qué parámetro mide la capacidad de una señal de

,
n
ó
i transportar información?
c
a
m
r
o
f
n
I

.. Curso 2002-2003 -Redes (IS20) -Capítulo 3 2
11
n
1. Información, señalización y transmisión
ó
i
s
i
m Definiciones:
s
n
a Dato: cualquier entidad capaz de transportar información
r
t
Señales: representaciones electromagnéticas de los datos
y

n
ó Transmisión: comunicación de datos mediante la propagación
i
c
y procesamiento de señales.
a
z
i
l Analógico: “continuo” Digital: “discreto”
a
ñ
e Ejemplos:
s

, Datos analógicos: audio, vídeo
n
ó
i Señal electromagnética (analógica)
c
a
m Datos digitales: textos o cadenas de caracteres (secuencia bits)
r
o Señal digital
f
n un nivel de tensión para el 1 y otro para el 0
I

.. Curso 2002-2003 -Redes (IS20) -Capítulo 3 3
11
n Datos, Señales y Transmisión
ó
i
s
Cuatro posibilidades de datos: DDSD, DDSA, DASA, DASD
i
m
s Procesamiento de la Señal:
n
a
• Transmisión analógica: (DASA, DDSA)
r
t
– Transmite señales analógicas procedentes de datos analógicos (como
y
voz) o digitales (modems).
n
ó
– Usa amplificadores para conseguir distancias mayores.
i
c
a • Transmisión digital: (DDSD, DASD, DDSA)
z
i
l – Transmite señales analógicas o digitales es dependiente del
a
ñ contenido de la señal (tipo de datos de que procede)
e
s – Señal digital solo puede transmitirse a distancias limitadas

,
n – Usa repetidores para conseguir distancias mayores
ó
i – DDSA: en cada repetidor se obtienen los datos digitales a partir de
c
a la SA de entrada y se usan para regenerar la SA de salida
m
r – DDSD, DASD: la SD (cadena de 1 y 0) representa DD o
o
codificación de DA. En el repetidor se recupera la cadena de 1s y 0s
f
n y se genera la SD de salida.
I

.. Curso 2002-2003 -Redes (IS20) -Capítulo 3 4
11
n
ó
i
s
i
m
s
n
a
r
t

y

n
ó
i
c
a
z
i
l
a
ñ
e
s

,
n
ó
i
c
a
m
r
o
f
n
I

.. Curso 2002-2003 -Redes (IS20) -Capítulo 3 5
11
n
ó Ventajas de las técnicas digitales:
i
s
i
m
s
• Gran integración en tecnología digital:
n
a
r – Menor coste y tamaño
t

y • Integridad de datos

n
ó – Repetidores evitan la acumulación de errores
i
c
a • Utilización de la capacidad:
z
i – Multiplexación en tiempo más eficiente que en
l
a
ñ frecuencia
e
s
• Seguridad y privacidad:

,
n
ó – Técnicas de encriptación posibles
i
c
a • Integración: DASD, DDSD
m
r – Juntos voz, vídeo y datos
o
f
n
I

.. Curso 2002-2003 -Redes (IS20) -Capítulo 3 6
11
2. Medios de transmisión
nn 2.1. Medios de transmisión guiados
óó
ii
ss -par trenzado
ii
mm
ss -cable coaxial
nn
aa
rr -fibra óptica
tt

ee
2.3. Medios inalámbricos
dd

ss
oo -ondas de radio
ii
dd
ee -microondas
MM
-infrarrojo
..
22
Curso 2002-2003 -Redes (IS20) -Capítulo 3 7
Clasificación de los medios de transmisión:
• Guiados:
– la señal se propaga confinada en un camino físico
nn
óó • No guiados:
ii
ss
ii – usan antenas para transmisión en aire, vacío o agua.
mm
ss
nn Espectro de diferentes técnicas de transmisión
aa
rr
tt

ee
dd

ss
oo
ii
dd
ee
MM

..
22
Curso 2002-2003 -Redes (IS20) -Capítulo 3 8
2.1. Medios de transmisión guiados
PAR TRENZADO
• Dos alambres conductores aislados entre sí, con el exterior y
nn
óó trenzados en espiral.
ii
ss Longitud del trenzado entre 5 y 15 cm
ii
mm
ss
nn
aa
rr • Cables multipares: compuestos por pares trenzados de 6 a 2000
tt
e e • Cada par es un enlace de comunicación
dd
• Pueden ser apantallados (STP, Shielded Twisted Pair) o sin
ss
oo
apantallar (UTP, Unshielded Twisted Pair)
ii
dd
ee
MM

..
22
• El trenzado y apantallado disminuyen las interferencias
electromagnéticas (diafonía) entre pares cercanos
Curso 2002-2003 -Redes (IS20) -Capítulo 3 9
Tipos de cable UTP
Estándar EIA-568-A (de Electronic Industries Association):
• UTP3: Longitud trenza 7,5 a 10 cm. Frecuencias hasta 16MHz
nn
óó • UTP4: Hasta 20MHz
ii
ss
• UTP5: Longitud trenza 0,6 a 0,85 cm. Frecuencias hasta 100MHz
ii
mm
ss Longitud del trenzado entre 5 y 15 cm
nn
aa
rr
tt (a) Categoría 3 UTP (b) Categoría 5 UTP

ee
dd Aplicaciones y prestaciones de los pares trenzados.

ss
oo – Económico y de fácil instalación
ii
dd – Señales analógicas:
ee
MM • Frecuencias de 1-2MHz y se usan amplificadores cada 5 o 6 Km
• Frecuente uso en redes telefónicas urbanas (UTP)
..
22
– Señalización digital:
• Uso en LAN velocidades de 10-100Mbps. Usan repetidores cada 2 o 3 Km
• La velocidad limita distancia de aplicación y el nº de dispositivos conectados.
Curso 2002-2003 -Redes (IS20) -Capítulo 3 10
2.1. Medios de transmisión guiados
CABLE COAXIAL
• 2 Conductores concéntricos separados por un material aislante
nn
óó
ii
ss
ii
mm
ss
nn 1 a 2,5 mm
aa
rr
tt

ee • Se usa en:
dd
– TV por cable, LAN
ss
oo
– Redes de Telecomunicación urbanas telefónicas (varios cables)
ii
dd
ee
MM

..
22
Curso 2002-2003 -Redes (IS20) -Capítulo 3 11
• Característica del cable: Impedancia
(cid:173)D (cid:32) Diametrodelconductorexterior.
138 (cid:167) D(cid:183) (cid:176)
Z (cid:32) (cid:152)log(cid:168) (cid:184) (cid:58)(cid:174)d (cid:32) diametrodelconductorinterior.
nn O E (cid:169) d (cid:185)
(cid:176)
óó E (cid:32) Constantedielectricadelaislante.
(cid:175)
ii
ss
mimi • Los valores usados son: 50 y 75 Ohmios
ss
nn – Coaxial de banda base: 50(cid:525) se usa para transmisión digital (telefonía)
aa
– Coaxial de banda ancha: 75(cid:525) para transmisión analógica (TV cable)
rr
tt
• Prestaciones del cable coaxial
ee
dd
– Más caros, menor atenuación y mejor respuesta en frecuencia que el par

ss
oo – Limitaciones: atenuación, ruido térmico y ruido de intermodulación
ii
dd – Señales analógicas:
ee
MM • frecuencias hasta 500MHz y se usan amplificadores cada varios km, más
alejados a mayor frecuencia
..
22
– Señalización digital:
• velocidades hasta 1Gbps. Usan repetidores cada 1 km, cada menos para
mayor velocidad de transmisión
Curso 2002-2003 -Redes (IS20) -Capítulo 3 12
2.1. Medios de transmisión guiados
FIBRA ÓPTICA
• Tubo fino de plástico o vidrio que permite transportar luz
nn
óó
• Dicha luz modulada permite transportar señales
ii
ss
ii
mm
ss
nn
aa
rr
tt

ee
dd

ss
oo
ii
dd
• Formada por 3 secciones concéntricas:
ee
MM
– Una central: el núcleo, de vidrio o plástico. Diámetro 8 a 10 (cid:541)m

..
22 – Otra periférica: el revestimiento, de vidrio o plástico
– Y la cubierta protectora de plástico
Curso 2002-2003 -Redes (IS20) -Capítulo 3 13
• El núcleo y el revestimiento tienen índices de refracción
distintos:
nn – La luz se propaga por el interior del núcleo reflejándose si incide
óó
ii dentro de un ángulo máximo
ss
mimi – Al cono formado por dicho ángulo se le denomina “cono de
ss aceptación”
nn
aa
rr
tt

ee
dd

ss
oo
ii
dd
ee
MM

..
22
Curso 2002-2003 -Redes (IS20) -Capítulo 3 14
Tipos de fibra
• Monomodo
– Índice de refracción es distinto pero uniforme en el núcleo y
nn
revestimiento
óó
ii
ss – El ancho del núcleo es comparable a la longitud de onda de la luz (3 a 5
ii
mm (cid:541)m) y sólo hay un modo de propagación: rayo axial
ss
– Se emplea sólo para el tráfico a larga distancia telefonía y TV cable:
nn
aa
• Más difícil de empalmar y Más difícil inyecta luz
rr
tt
– Ancho de banda típico: 10GHz/Km

ee
dd • Multimodo

ss
– Existen varios caminos de propagación (con reflexión total) cada uno
oo
didi con diferente longitud y tiempo de propagación
ee
– Puede existir dispersión de un pulso de luz de entrada
MM
– Dos tipos:
..
22
• de índice discreto
• de índice gradual
Curso 2002-2003 -Redes (IS20) -Capítulo 3 15
• Multimodo de índice discreto o escalonado
– Índice de refracción es distinto pero uniforme en el núcleo y
revestimiento
nn – El tamaño del núcleo está entre 50 y 200 (cid:541)m
óó
ii – Se emplea para distancias cortas: tienen dispersión, reducido ancho de
ss
mimi banda y son de bajo costo
ss – Ancho de banda típico: 50MHz/km
nn
aa
• Multimodo de índice gradual o de gradiente
rr
tt
– Índice de refracción varía gradualmente en el núcleo, es máximo en el
ee
dd centro

ss – El tamaño del núcleo está entre 50 y 60 (cid:541)m
oo
ii – La velocidad de propagación es inversamente proporcional al índice de
dd
ee refracción:
MM
• Los modos que se propagan en el centro lo hacen a menor velocidad

..
22 • Se compensa la velocidad y distancia recorrida, menor dispersión
– Son más costosas y de mayor ancho de banda (100-1000MHz/Km)
Curso 2002-2003 -Redes (IS20) -Capítulo 3 16
nn
óó
ii
ss
ii
mm
ss
nn
aa
rr
tt

ee
dd

ss
oo
ii
dd
ee
MM
Otros elementos:

..
22 • Emisores: LED o Láser
• Receptores: fotodiodo de avalancha (APD), fotodetector (PIN),
fotodetector y transistor de efecto de campo (PIN-FET)
Curso 2002-2003 -Redes (IS20) -Capítulo 3 17
Aplicaciones y prestaciones de la fibra óptica
nn • Mismas aplicaciones que el cable coaxial:
óó
ii
ss – Redes de área local
ii
mm
– Redes de transmisión urbanas e interurbanas
ss
nn • Ventajas frente a otros conductores:
aa
rr – Menor tamaño y peso
tt

ee – Mayor ancho de banda (370THz)
dd
– Mayor velocidad de transmisión (señal digital cientos Gbps)
ss
oo – Baja atenuación por Km
ii
dd
– Inmunidad al ruido e interferencias electromagnéticas
ee
MM
– Mayor separación entre repetidores: 40Km/repetidor

..
22
Curso 2002-2003 -Redes (IS20) -Capítulo 3 18
2.2. Medios de transmisión no guiados
• Transmisión y recepción mediante antenas
nn – Emisión: la antena radia energía electromagnética en el medio
óó
ii – Recepción: la antena capta las ondas del medio que la rodea
ss
ii
mm • La dimensión de la antena está relacionada con la (cid:540) de la señal
ss
nn
aa
rr
tt
Tipos de configuraciones:

ee
dd • Direccional

ss
oo – La antena emite la energía concentrándola en un haz
ii
dd
– Se requiere un alineamiento perfecto (altas frecuencias)
ee
MM • Omnidireccional

2.2. – La antena emite en todas direcciones
– La señal puede ser recibida por varias antenas
Curso 2002-2003 -Redes (IS20) -Capítulo 3 19
nn
óó
ii
ss
ii
mm
ss
nn
aa
rr
tt

ee
dd

ss
oo
ii
dd
ee
MM
• De 2GHz a 40 GHz: Microondas, haces altamente direccionales, enlaces

..
22 punto a punto, comunicación vía satélite
• De 30MHz a 1GHz: ondas de radio (omnidireccional), radio, TV(UHF,VHF)
• De 300GHz - 200THz para conexión local, Infrarrojos (no atraviesa paredes)
Curso 2002-2003 -Redes (IS20) -Capítulo 3 20