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4: CAPA FISICA ESFINFO5 CONMUTACION DE REDES DE AREA LOCAL ACADEMIA DE LOGISTICA – Departamento de Gestión Área de Informática 4: CAPA FISICA 4.1 Propósito de capa física 4.2 Características de la capa física 4.3 Cableado de cobre 4.4 Cableado UTP 4.5 Cableado de Fibra-Optica 4.6 Medios inalámb...
4: CAPA FISICA ESFINFO5 CONMUTACION DE REDES DE AREA LOCAL ACADEMIA DE LOGISTICA – Departamento de Gestión Área de Informática 4: CAPA FISICA 4.1 Propósito de capa física 4.2 Características de la capa física 4.3 Cableado de cobre 4.4 Cableado UTP 4.5 Cableado de Fibra-Optica 4.6 Medios inalámbricos Objetivo: Explicar cómo los protocolos, los servicios y los medios de red de la capa física admiten las comunicaciones a través de las redes de datos. ACADEMIA DE LOGISTICA – Departamento de Gestión Área de Informática 4.1 4.1 Propósito de capa física 4.1.1. La conexión física • Para que se pueda producir cualquier comunicación de red se debe establecer antes una conexión a una red local. • Una conexión física puede ser una conexión por cable (red cableada, cable entre pc y switch) o una conexión inalámbrica mediante ondas de radio (conectados a un punto de acceso inalámbrico o router inalámbrico). Estos son los componentes de un punto de acceso: 1.Las antenas inalámbricas (Estas están integradas dentro de la versión del router que se muestra en la figura anterior). 2.Varios puertos de switch de Ethernet Objetivo: Describa el propósito y las funciones de la capa física en la red. 3.Un puerto de internet ACADEMIA DE LOGISTICA – Departamento de Gestión Área de Informática 4.1 Propósito de capa física 4.1.1B Tarjetas de interfaz de red NIC ACADEMIA DE LOGISTICA – Departamento de Gestión Área de Informática • Las tarjetas de interfaz de red (NIC) conectan un dispositivo a la red. Las NIC de Ethernet se usan para una conexión por cable, mientras que las NIC de la red de área local inalámbrica (WLAN) se usan para la conexión inalámbrica. • Los dispositivos para usuarios finales pueden incluir un tipo de NIC o ambos. Una impresora de red, por ejemplo, puede contar solo con una NIC Ethernet y, por lo tanto, se debe conectar a la red mediante un cable Ethernet. Otros dispositivos, como las tabletas y los teléfonos inteligentes, pueden contener solo una NIC WLAN y deben utilizar una conexión inalámbrica. 4.1 Propósito de capa física 4.1.2. La capa física CAPA 3 Red / Internet CAPA 2 Enlace de Datos CAPA 1 Física • La capa física de OSI proporciona los medios de transporte de los bits que conforman una trama de la capa de enlace de datos a través de los medios de red. • Esta capa acepta una trama completa desde la capa de enlace de datos y la codifica como una secuencia de señales que se transmiten en los medios locales. Un dispositivo final o un dispositivo intermediario recibe los bits codificados que componen una trama. La última parte de este proceso muestra los bits que se envían a través del medio físico. La capa física codifica las tramas y crea las señales eléctricas, ópticas o de ondas de radio que representan los bits en cada trama. Estas señales se envían por los medios, una a la vez. La capa física del nodo de destino recupera estas señales individuales de los medios, las restaura a sus representaciones en bits y pasa los bits a la capa de enlace de datos en ACADEMIA DE LOGISTICA – Departamento de Gestión forma de trama completa. Área de Informática 4.2 Características de la capa física 4.2.1. Estándares de la capa física (I) Este tema profundiza un poco más en los detalles de la capa física. Esto incluye los componentes y los medios utilizados para construir una red, así como los estándares necesarios para que todo funcione en conjunto. Los protocolos y las operaciones de las capas OSI superiores se llevan a cabo en software diseñado por ingenieros en software e informáticos. El grupo de trabajo de ingeniería de Internet (IETF) define los servicios y protocolos del conjunto TCP/IP. La capa física consta de circuitos electrónicos, medios y conectores desarrollados por ingenieros. Por lo tanto, es necesario que las principales organizaciones especializadas en ingeniería eléctrica y en comunicaciones definan Objetivo: Describa las características de la capa física. los estándares que rigen este hardware. ACADEMIA DE LOGISTICA – Departamento de Gestión Área de Informática 4.2 4.2 Características de la capa física 4.2.1.B Estándares de la capa física (II) Existen muchas organizaciones internacionales y nacionales, organizaciones de regulación gubernamentales y empresas privadas que intervienen en el establecimiento y el mantenimiento de los estándares de la capa física. Por ejemplo, los estándares de hardware, medios, codificación y señalización de la capa física están definidos y regidos por estas organizaciones de estándares: • Organización Internacional para la Estandarización (ISO) • Asociación de las Industrias de las Telecomunicaciones (TIA) y Asociación de Industrias Electrónicas (EIA) • Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU) • Instituto Nacional Estadounidense de Estándares (ANSI) • Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) • Autoridades nacionales reguladoras de las telecomunicaciones, incluida la Federal Communication Commission (FCC) de los Estados Unidos y el Instituto Europeo de Estándares de Telecomunicaciones (ETSI) Además de estos, a menudo hay grupos de normas de cableado regionales como CSA ACADEMIA LOGISTICA – Departamento deCENELEC Gestión (Asociación deDENormas Canadienses), (Comité Europeo de Normalización Área de Informática Electrotécnica) y JSA / JIS (Asociación de Normas Japonesas), que desarrollan 4.2 Características de la capa física 4.2.2. Componentes físicos Los estándares de la capa física abarcan tres áreas funcionales: • Componentes físicos • Codificación • Señalización Componentes físicos Los componentes físicos son los dispositivos de hardware electrónico, medios y otros conectores que transmiten las señales que representan los bits: • Todos los componentes de hardware, como NIC, interfaces y conectores, materiales y diseño de los cables, se especifican en los estándares asociados con la capa física. Los diversos puertos e interfaces de un router también son ejemplos de componentes físicos con conectores y diagramas de pines específicos derivados de los estándares. ACADEMIA DE LOGISTICA – Departamento de Gestión Área de Informática 4.2 Características de la capa física 4.2.3. Codificación • La codificación, o codificación de línea, es un método que se utiliza para convertir una transmisión de bits de datos en un “código” predefinido. • Los códigos son grupos de bits utilizados para ofrecer un patrón predecible que pueda reconocer tanto el emisor como el receptor. En otras palabras, la codificación es el método o patrón utilizado para representar la información digital. • Por ejemplo, en la codificación Manchester los 0 se representan mediante una transición de voltaje de alto a bajo y los 1 se representan como una transición de voltaje de bajo a alto. Un ejemplo de codificación Manchester se ilustra en la figura. La transición se produce en el medio de cada período de bit. Este tipo de codificación se usa en Ethernet de 10 Mbps. Las velocidades de datos más rápidas requieren codificación más compleja. La ACADEMIA Manchester DE LOGISTICA – se Departamento de Gestión codificación utiliza en estándares Ethernet más antiguos, Área de Informática como 10BASE-T. Ethernet 100BASE-TX usa 4.2 Características de la capa física 4.2.4. Señalización La capa física debe generar las señales inalámbricas, ópticas o eléctricas que representan los “1” y los “0” en los medios. La forma en que se representan los bits se denomina método de señalización. Los estándares de la capa física deben definir qué tipo de señal representa un “1” y qué tipo de señal representa un “0”. Esto puede ser tan simple como un cambio en el nivel de una señal eléctrica o de un pulso óptico. Por ejemplo, un pulso largo podría representar un 1 mientras que un pulso corto podría representar un 0. Esto es similar al método de señalización que se utiliza en el código Morse, que puede utilizar una serie de tonos de encendido/apagado, luces o clics para enviar texto a través de cables telefónicos o entre barcos en el mar. ACADEMIA DE LOGISTICA – Departamento de Gestión Área de Informática 4.2 Características de la capa física 4.2.5. Ancho de banda Los diferentes medios físicos admiten la transferencia de bits a distintas velocidades. La transferencia de datos generalmente se discute en términos de ancho de banda. • El ancho de banda es la capacidad a la que un medio puede transportar datos. • El ancho de banda digital mide la cantidad de datos que pueden fluir desde un lugar hacia otro en un período de tiempo determinado. En ocasiones, el ancho de banda se piensa como la velocidad a la que viajan los bits, sin embargo, esto no es adecuado. Por ejemplo, tanto en Ethernet a 10 Mbps como a 100 Mbps, los bits se envían a la velocidad de la electricidad. La diferencia es el número de bits que se transmiten por segundo. Una combinación de factores determina el ancho de banda práctico de una red: • Las propiedades de los medios físicos, las tecnologías actuales y las leyes de la física desempeñan una función al momento de determinar el ancho de banda disponible. Unidad de ancho de banda Abreviatura Equivalencia Bits por segundo bps 1 bsp = 1 bps = 100 bps ;unidad fundamental de ancho de banda Kilobits por segundo Kbps 1 Kbps = 1.000 bps = 103 bps Megabits por segundo Mbps 1 Mbps = 1.000.000 bps = 10 Gigabits por segundo Gbps 1 Gbps = 1.000.000.000 bps = 109 bps Terabits por segundo Tbps 1 Tbps = 1.000.000.000.000 bps = 10 12 bps ACADEMIA DE LOGISTICA – Departamento de Gestión Área de Informática 6 bps 4.2 Características de la capa física 4.2.6. Terminología del ancho de banda Latencia Cantidad de tiempo, incluidas las demoras, que les toma a los datos transferirse desde un punto hasta otro. En una internetwork o una red con múltiples segmentos, el rendimiento no puede ser más rápido que el enlace más lento de la ruta de origen a destino. Incluso si todos los segmentos o gran parte de ellos tienen un ancho de banda elevado, solo se necesita un segmento en la ruta con un rendimiento inferior para crear un cuello de botella en el rendimiento de toda la red. Rendimiento Medida de transferencia de bits a través de los medios durante un período de tiempo determinado. El rendimiento suele ser menor que el ancho de banda, debido a los siguientes factores: • La cantidad de tráfico • El tipo de tráfico • La latencia creada por la cantidad de dispositivos de red encontrados entre origen y destino Capacidad de transferencia útil (Goodput) Es la medida de datos utilizables transferidos durante un período determinado. El número de bits de información útil entregado por la red a un cierto destinatario por unidad de tiempo. (no se cuentan los perdidos, las cabeceras…) ACADEMIAde DEtransferencia LOGISTICA – Departamento de Gestión La capacidad útil= Rendimiento – la sobrecarga de tráfico para establecer sesiones,Área acuses de recibo, encapsulación y bits retransmitidos. de Informática 4.3 Cableado de cobre 4.3.1. Características del cableado de cobre (I) 4.3 El cableado de cobre es el tipo más común de cableado utilizado en las redes hoy en día. De hecho, el cableado de cobre no es solo un tipo de cable. Existen tipos diferentes de cableado de cobre. Los tres mas usados UTP, STP, Coaxial que se utilizan cada uno en situaciones específicas. Las redes utilizan medios de cobre porque son económicos y fáciles de instalar, y tienen baja resistencia a la corriente eléctrica. Limitaciones: Sin embargo, estos medios están limitados por la distancia (atenuación) y la interferencia de señal. Los datos se transmiten en cables de cobre como impulsos eléctricos. Un detector en la interfaz de red de un dispositivo de destino debe recibir una señal que pueda decodificarse exitosamente para que coincida con la señal enviada. • Atenuación: o cuanto más lejos viaja una señal, más se deteriora. Esto se denomina atenuación de señal. Por este motivo, todos los medios de cobre deben seguir limitaciones de distancia estrictas según lo especifican los estándares que los rigen. • Interferencia: o Inteferencia electromagnética (EMI) o interferencia de radiofrecuencia (RFI): Las posibles fuentes de EMI y RFI incluyen las ondas de radio y dispositivos electromagnéticos, como las luces fluorescentes o los motores eléctricos. o Crosstalk (diafonía) – Se trata de una perturbación causada por los campos eléctricos o magnéticos de una señal de un hilo a la señal de un hilo adyacente. En los circuitos telefónicos, el crosstalk puede provocar que se escuche parte de otra conversación de voz de un circuito adyacente. Mitigación: ACADEMIA DE LOGISTICA – Departamento de Gestión • El estricto cumplimiento de los límites de longitud del cable mitigará la atenuación. • AlgunosÁrea de Informática tipos de cable de cobre mitigan EMI y RFI mediante el uso de blindaje metálico y conexión a 4.3 Cableado de cobre 4.3.1.B Características del cableado de cobre (II) Además del blindaje metálico y los pares de hilos trenzados, para evitar o limitar el ruido electrónico, se pueden utilizar estas recomendaciones: • La elección del tipo o la categoría de cable más adecuados a un entorno de red determinado. • El diseño de una infraestructura de cables para evitar las fuentes de interferencia posibles y conocidas en la estructura del edificio. • El uso de técnicas de cableado que incluyen el manejo y la terminación apropiados de los cables. ACADEMIA DE LOGISTICA – Departamento de Gestión Área de Informática 1. Se transmite una señal digital pura 2. En el medio, hay una señal de interferencia 3. La señal digital está dañada por la señal de interferencia. 4. El equipo receptor lee una señal cambiada. Observe que un bit 0 ahora se interpreta como un bit 1. 4.3 Cableado de cobre 4.3.2. Tipos de cableado de cobre Existen tres tipos principales de medios de cobre que se utilizan en las redes. ACADEMIA DE LOGISTICA – Departamento de Gestión Área de Informática 4.3 Cableado de cobre 4.3.3. Par trenzado no blindado (UTP) • El cableado de par trenzado no blindado (UTP) es el medio de red más común. • El cableado UTP, que se termina con conectores RJ-45 • Se utiliza para interconectar hosts de red con dispositivos intermediarios de red, como switches y routers. En las redes LAN, el cable UTP consta de cuatro pares de hilos codificados por colores que están trenzados entre sí y recubiertos con un revestimiento de plástico flexible que los protege contra daños físicos menores. El trenzado de los hilos ayuda a proteger contra las interferencias de señales de otros hilos. Como se muestra en la figura, los códigos por colores identifican los pares individuales con sus ACADEMIA DE LOGISTICA – Departamento de Gestión alambres y sirven de ayuda para la terminación de cables. Área de Informática Características clave de UTP: 1. La cubierta exterior protege los cables de cobre del daño físico. 2. Los pares trenzados protegen la señal de interferencia. 3. El aislamiento de plástico codificado por colores aísla eléctricamente los cables entre sí e identifica cada par. 4.3 Cableado de cobre 4.3.4. Par trenzado blindado (STP) • El par trenzado blindado (STP) proporciona una mejor protección contra ruido que el cableado UTP. • Más caro que UTP. • Más difícil de instalar que UTP. • Al igual que el cable UTP, el STP utiliza un conector RJ-45 o RJ-49. El cable STP combina las técnicas de blindaje para contrarrestar la EMI y la RFI, y el trenzado de hilos para contrarrestar el crosstalk. Para obtener los máximos beneficios del blindaje, los cables STP se terminan con conectores de datos STP blindados especiales. Si el cable no se conecta a tierra correctamente, el blindaje puede actuar como antena y captar señales no deseadas. El cable STP que se muestra utiliza cuatro pares de hilos. Cada uno de estos pares está empaquetado primero con un Crosstalk: cuando parte de las de se unoempaqueta de los cables blindaje dediafonía, hoja metálica y, luego, elseñales conjunto (perturbador) aparece otro (perturbado). con una malla tejidaen o el una hoja metálica.Es decir, una perturbación electromagnética producida en un canal de comunicación por el acoplamiento de este con otro u otros vecinos. ACADEMIA DE LOGISTICA – Departamento de Gestión Área de Informática Características clave de STP: 1. Cubierta exterior protege los cables de cobre del daño físico. 2. Escudo trenzado o de aluminio proporciona protección EMI (interferencias electromagnéticas)/RFI (interferencias de radiofrecuencia). 3. Escudos de aluminio para cada par de cables proporciona protección EMI/RFI 4. Pares trenzados. El aislamiento de plástico codificado por colores aísla eléctricamente los cables entre sí e identifica cada par 4.3.5. Cable coaxial 4.3 Cableado de cobre El cable coaxial obtiene su nombre del hecho de que hay dos conductores que comparten el mismo eje. Consta de lo siguiente: 1. Cubierta de cable exterior para evitar daños físicos menores 2. Una trenza de cobre tejida, o lámina metálica, actúa como el segundo cable en el circuito y como un escudo para el conductor interno. 3. Una capa de aislamiento de plástico flexible que rodea al conductor de cobre. 4. Se utiliza un conductor de cobre para transmitir las señales electrónicas. Existen diferentes tipos de conectores con cable coaxial: BNC, tipo N y tipo F. Aunque el cable UTP ha reemplazado esencialmente el cable coaxial en las instalaciones de Ethernet modernas, el diseño del cable coaxial se usa en las siguientes situaciones: • Instalaciones inalámbricas – Los cables coaxiales conectan antenas a los dispositivos inalámbricos. • Instalaciones de Internet por cable ACADEMIA DE LOGISTICA – Departamento de Gestión Área de Informática 4.4 Cableado UTP 4.4.1. Propiedades del cableado UTP Dado que el cableado UTP es el estándar para su uso en las LAN, en este tema se detallan sus ventajas y limitaciones, y qué se puede hacer para evitar problemas. Cuando se utiliza como medio de red, el cableado (UTP) consta de cuatro pares de hilos codificados por colores que están trenzados entre sí y recubiertos con un revestimiento de plástico flexible. Su tamaño pequeño puede ser una ventaja durante la instalación. Los cables UTP no utilizan blindaje para contrarrestar los efectos de la EMI y la RFI. En cambio, los diseñadores de cable han descubierto otras formas de limitar el efecto negativo del crosstalk (diafonía): • Anulación: Los diseñadores ahora emparejan los hilos en un circuito. Cuando dos hilos en un circuito eléctrico están cerca, los campos magnéticos son exactamente opuestos entre sí. Por lo tanto, los dos campos magnéticos se anulan y también anulan cualquier señal de EMI y RFI externa. • Variando el número de vueltas por par de hilos: Para mejorar aún más el efecto de anulación de los pares de hilos del circuito, los diseñadores cambian el número de vueltas de cada par de hilos en un cable. Los cables UTP deben seguir especificaciones precisas que rigen cuántas vueltas o ACADEMIA LOGISTICA por – Departamento de Gestión trenzas seDEpermiten metro (3,28 ft) de cable. Cada par coloreado se Área una de Informática trenza cantidad de veces distinta. (para que no coincidan en la misma 4.4 4.4 Cableado UTP 4.4.2. Conectores y estándares de cableado UTP El cableado UTP cumple con los estándares establecidos en conjunto por la TIA/EIA (Asociación de Industrias de Telecomunicaciones / Asociación de Industrias Electrónicas). En particular, la TIA/EIA-568 estipula los estándares comerciales de cableado para las instalaciones LAN y es el estándar de mayor uso en entornos de cableado LAN. Algunos de los elementos definidos son los siguientes: • Tipos de cables • Longitudes del cable • Conectores • Terminación del cable • Métodos para realizar pruebas de cable El Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) define las características eléctricas del cableado de cobre. IEEE califica el cableado UTP según su rendimiento. Los cables se dividen en categorías según su capacidad para transportar datos de ancho de banda a velocidades mayores. Por ejemplo, el cable de Categoría 5 se utiliza en las instalaciones de FastEthernet 100BASE-TX. Los cables de categorías superiores se diseñan y fabrican para admitir velocidades superiores de DE transmisión de datos. A que se desarrollan y adoptan nuevas ACADEMIA LOGISTICA – Departamento de medida Gestión tecnologías Ethernet Área de Informáticade velocidad gigabit, surgen nuevas categorías, siendo la categoría 4.4 Cableado UTP 4.4.2.B Categorías cableado UTP • Categoría 3 se utilizó originalmente para la comunicación de voz a través de líneas de voz, pero más tarde para la transmisión de datos. • Categorías 5 y 5e se utilizan para la transmisión de datos. La categoría 5 soporta 100Mbps y la categoría 5e soporta 1000 Mbps • Categoría 6 tiene un separador añadido entre cada par de cables para soportar velocidades más altas. Categoría 6 soporta hasta 10 Gbps. • Categoría 7 también soporta 10 Gbps. • Categoría 8 soporta 40 Gbps. a ACADEMIA DE LOGISTICA – Departamento de Gestión Área de Informática 4.4 Cableado UTP 4.4.2.C Conectores y Socket RJ-45 para cableado UTP Los cables UTP generalmente se terminan con un conector RJ-45. El estándar TIA/EIA-568 describe las asignaciones de los códigos por colores de los hilos a la asignación de pines (diagrama de pines) de los cables Ethernet. Como se muestra en la figura, el conector RJ-45 es el componente macho, engarzado al final del cable. El socket, que se muestra en la figura, es el componente hembra de un dispositivo de red, pared, salida de partición de cubículo o panel de conexiones. Cuando se realizan las terminaciones de manera incorrecta, cada cable representa una posible fuente de degradación del rendimiento de la capa física. ACADEMIA DE LOGISTICA – Departamento de Gestión Área de Informática 4.4 Cableado UTP 4.4.3. Cables UTP directos y cruzados (I) Según las diferentes situaciones, es posible que los cables UTP necesiten armarse según las diferentes convenciones para los cableados. Esto significa que los hilos individuales del cable deben conectarse en diferente orden para distintos grupos de pins en los conectores RJ-45. A continuación se mencionan los principales tipos de cables que se obtienen al utilizar convenciones específicas de cableado: • Cable directo de Ethernet: El tipo más común de cable de red. Por lo general, se utiliza para interconectar un host con un switch y un switch con un router. • Cable cruzado Ethernet: El cable utilizado para interconectar dispositivos similares. Por ejemplo, para conectar un switch a un switch, un host a un host o un router a un router. Sin embargo, los cables de cruce ahora se consideran heredados, ya que las NIC utilizan cruzado de interfaz dependiente medio (Auto-MDIX) para el tipo de cable y realizar la conexión interna. Nota: detectar Otro tipo automáticamente de cable es un rollover (cable consola), que es propiedad de Cisco. Se utiliza para conectar una estación de trabajo al puerto de consola de un router o de un switch. ACADEMIA DE LOGISTICA – Departamento de Gestión Área de Informática 4.4 Cableado UTP 4.4.3.B Cables UTP directos y cruzados (II) La tabla muestra el tipo de cable UTP, los estándares relacionados y la aplicación típica de estos cables. Tipo de cable Estándar Aplicación Cable directo de Ethernet Ambos extremos son T568A o T568B. Conecta un host de red a un dispositivo de red como un switch o concentrador. Cruzado Ethernet Un extremo T568A, otro extremo T568B. Conecta dos hosts de red. Conecta dos dispositivos intermediarios de red (switch a switch o router a router) Rollover Propietario de Cisco Conecta el puerto serial o usb de un host , al puerto de consola de un switch o router utilizando un adaptador ACADEMIA DE LOGISTICA – Departamento de Gestión Área de Informática 4.5 Cableado de fibra óptica 4.5.1. Propiedades del cableado de fibra óptica El cableado de fibra óptica tiene ciertas propiedades que lo convierten en la mejor opción en ciertas situaciones, que descubrirá en este tema. • El cable de fibra óptica transmite datos a distancias más largas y con anchos de banda más altos que cualquier otro medio de red. • A diferencia de los cables de cobre, el cable de fibra óptica puede transmitir señales con menos atenuación y es totalmente inmune a las EMI y RFI. • El cable de fibra óptica se utiliza para interconectar dispositivos de red. • La fibra óptica es un hilo flexible, pero extremadamente delgado y transparente de vidrio muy puro, no mucho más grueso que un cabello humano. • Los bits se codifican en la fibra como impulsos de luz. El cable de fibra óptica actúa como una guía de ondas, o una “tubería de luz”, para transmitir la luz entre los dos ACADEMIA DE LOGISTICA – Departamento de Gestión extremos con una pérdida mínima de la señal. Área de Informática 4.5 4.5 Cableado de fibra óptica 4.5.2. Tipos de medios de fibra–SIMPLE MONOMODO FIBRA MMF –MULTIMUDO FIBRA SMF • • Núcleo muy pequeño y utiliza tecnología laser cara para enviar un solo rayo de luz. Para largas distancias, cientos de km. (telefonía y tv por cable) • • • Núcleo más grande y utiliza emisores LED menos caros para enviar pulsos de luz Los LED transmiten en diferentes ángulos Se utiliza para redes LAN, hasta 10 Gbp, hasta 550 metros. Una de las diferencias destacadas entre MMF y SMF es la cantidad de dispersión. La dispersión se refiere a la extensión de los pulsos de luz con el tiempo. El aumento de la dispersión significa una mayor pérdida de la intensidad de la señal. MMF tiene una mayor dispersión que SMF. Es por eso que MMF sólo puede viajar hasta 500 metros antes–de la pérdidadede señal. ACADEMIA DE LOGISTICA Departamento Gestión Área de Informática 4.5 Cableado de fibra óptica 4.5.3. Uso del cableado de fibra óptica En la actualidad, el cableado de fibra óptica se utiliza en cuatro tipos de industrias: • Redes empresariales: Se utilizan para aplicaciones de cableado backbone (columna vertebral) y dispositivos de infraestructura de interconexión. • Fibra hasta el hogar (FTTH): se utiliza para proporcionar servicios de banda ancha siempre activos a hogares y pequeñas empresas. • Redes de larga distancia: Utilizadas por proveedores de servicios para conectar países y ciudades. • Redes de cable submarino: se utilizan para proporcionar soluciones confiables de alta velocidad y alta capacidad capaces de sobrevivir en entornos submarinos hostiles a distancias transoceánicas. Busque en Internet el ACADEMIA DEtelegeografía LOGISTICA – Departamento de Gestión «mapa de de cables submarinos» para ver varios mapas en línea. Área de Informática 4.5 Cableado de fibra óptica 4.5.4. Conectores de fibra óptica (I) Un conector de fibra óptica termina el extremo de una fibra óptica. Hay una variedad de conectores de fibra óptica disponibles. Las diferencias principales entre los tipos de conectores son las dimensiones y los métodos de acoplamiento. Las empresas deciden qué tipos de conectores utilizarán en base a sus equipos. Nota: Algunos switches y routers tienen puertos que admiten conectores de fibra óptica a través de un transceptor conectable de factor de forma pequeño (SFP). Busque en Internet varios tipos de SFP. ACADEMIA DE LOGISTICA – Departamento de Gestión Área de Informática 4.5 Cableado de fibra óptica 4.5.4. Conectores de fibra óptica (II) Conectores de punta directa (ST) Los conectores ST fueron uno de los primeros tipos de conectores utilizados. El conector se bloquea de manera segura con un mecanismo tipo bayoneta «enroscable/desenroscable». Conectores suscriptor (SC) Los conectores SC a veces se denominan conector cuadrado o conector estándar. Es un conector LAN y WAN ampliamente adoptado que utiliza un mecanismo de inserción/extracción para asegurar la inserción correcta. Este tipo de conector se utiliza con la fibra óptica multimodo y monomodo. Conectores Lucent (LC) Conectores Simplex Los conectores LC simplex son una versión más pequeña del conector SC. A veces se denominan conectores pequeños o locales y están creciendo rápidamente en popularidad debido a su tamaño más pequeño. Conectores LC multimodo dúplex Un conector LC multimodo dúplex es similar a un conector LC simplex, pero utiliza un conector dúplex. ACADEMIA DE LOGISTICA – Departamento de Gestión Área de Informática 4.5 Cableado de fibra óptica 4.5.5. Cables de conexión de fibra El uso de colores distingue entre los cables de conexión monomodo y multimodo. aa • El conector amarillo corresponde a los cables de fibra óptica monomodo • El naranja (o aqua) corresponde a los cables de fibra óptica multimodo. OM1-OM2 OM3-OM4 optimizado para laser OM5 (color del cable según categorías de fibra óptica) Cable de conexión multimodo SC-SC Cable de conexión multimodo ST-LC Cable de conexión monomodo LC-LC Cable de conexión monomodo ST-LC Nota: Los cables de fibra óptica se deben proteger con un pequeño capuchón de plástico cuando no se utilizan. ACADEMIA DE LOGISTICA – Departamento de Gestión Área de Informática 4.5 Cableado de fibra óptica 4.5.6. Fibra versus cobre La utilización de cables de fibra óptica ofrece muchas ventajas en comparación con los cables de cobre. En la actualidad, en la mayoría de los entornos empresariales, la fibra óptica se utiliza principalmente como cableado troncal para conexiones punto a punto de alto tráfico entre instalaciones de distribución de datos. También se utiliza para la interconexión de edificios en campus de múltiples edificios. Debido a que los cables de fibra óptica no conducen electricidad y tienen una baja pérdida de señal, son adecuados para estos usos. Problemas de implementación Cableado UTP Cableado de fibra óptica Ancho de banda soportado 10 Mb/s – 10 Gb/s 10 Mb/s – 100 Gb/s Distancia Relativamente corta (de 1 a 100 metros) Relativamente largo (1 – 100,000 metros) Inmunidad a EMI y RFI Baja Alta (Totalmente inmune) Inmunidad a peligros eléctricos Baja Alta (Totalmente inmune) Costos de medios y conectores Más bajo Más alto Se necesitan habilidades de instalación Más bajo Más alto Precauciones de seguridad Más bajo Más alto ACADEMIA DE LOGISTICA – Departamento de Gestión Área de Informática 4.6 Medios inalámbricos 4.6.1. Propiedades de los medios inalámbricos Es posible que estés usando ahora mismo una tablet o un teléfono inteligente. Esto solo es posible debido a los medios inalámbricos, que es la tercera forma de conectarse a la capa física de una red. Los medios INALÁMBRICOS transportan señales electromagnéticas (COBRE impulsos eléctricos, FIBRA impulsos de luz) que representan los dígitos binarios de las comunicaciones de datos mediante frecuencias de radio y de microondas. Los medios inalámbricos proporcionan las mejores opciones de movilidad de todos los medios y la cantidad de dispositivos habilitados para tecnología inalámbrica sigue en aumento. La tecnología inalámbrica es ahora la principal forma en que los usuarios se conectan a las redes domésticas y empresariales. Objetivo: Conecte dispositivos utilizando medios conectados por cable e inalámbricos. ACADEMIA DE LOGISTICA – Departamento de Gestión Área de Informática 4.6 4.6 Medios inalámbricos 4.6.1.B Limitaciones de los medios inalámbricos Dado que el medio físico donde transcurren las ondas es el aire, estas son algunas de las limitaciones de la tecnología inalámbrica: Área de cobertura: Las tecnologías inalámbricas de comunicación de datos funcionan bien en entornos abiertos. Sin embargo, existen determinados materiales de construcción utilizados en edificios y estructuras, además del terreno local, que limitan la cobertura efectiva. Interferencia: La tecnología inalámbrica también es vulnerable a la interferencia, y puede verse afectada por dispositivos comunes como teléfonos inalámbricos domésticos, algunos tipos de luces fluorescentes, hornos microondas y otras comunicaciones inalámbricas. Unas ondas modifican a otras, produciendo una modulación. ACADEMIA DE LOGISTICA – Departamento de Gestión Área de Informática 4.6 Medios inalámbricos 4.6.1.C Limitaciones de los medios inalámbricos Seguridad: La cobertura de la comunicación inalámbrica no requiere acceso a un hilo físico de un medio. Por lo tanto, dispositivos y usuarios sin autorización para acceder a la red pueden obtener acceso a la transmisión. La seguridad de la red es un componente principal de la administración de redes inalámbricas. Medio compartido: WLAN opera en semi duplex, lo que significa que solo un dispositivo puede enviar o recibir a la vez. El medio inalámbrico se comparte entre todos los usuarios inalámbricos. Muchos usuarios que acceden a la WLAN simultáneamente resultan en un ancho de banda reducido para cada usuario. Aunque la conectividad inalámbrica de escritorio está aumentando en popularidad, el cobre y la fibra son los medios de capa física más populares para la implementación de dispositivos de red intermedios, como routers y switches. ACADEMIA DE LOGISTICA – Departamento de Gestión Área de Informática 4.6 Medios inalámbricos 4.6.2. Tipos de medios inalámbricos Los estándares de IEEE y del sector de las telecomunicaciones sobre las comunicaciones inalámbricas de datos abarcan la capas física y de enlace de datos. En cada uno de estos estándares, las especificaciones de la capa física se aplican a áreas que incluyen: • • • • Codificación de señales de datos a señales de radio Frecuencia e intensidad de la transmisión Requisitos de recepción y decodificación de señales Diseño y construcción de antenas ACADEMIA DE LOGISTICA – Departamento de Gestión Área de Informática 4.6 Medios inalámbricos 4.6.2.B Estándares inalámbricos (I) Estos son los estándares inalámbricos: Wi-Fi (IEEE 802.11) – Tecnología de red LAN inalámbrica (WLAN), comúnmente llamada Wi-Fi. WLAN utiliza un protocolo por contención conocido como acceso múltiple por detección de portadora con prevención de colisiones (CSMA/CA). La NIC inalámbrica primero debe escuchar antes de transmitir para determinar si el canal de radio está libre. Si otro dispositivo inalámbrico está transmitiendo, entonces la NIC deberá aguardar hasta que el canal esté libre. Bluetooth (IEEE 802.15) – Este es un estándar de red de área personal inalámbrica (WPAN), comúnmente conocido como «Bluetooth». Utiliza un proceso de emparejamiento de dispositivos para distancias de 1 a 100 metros. ACADEMIA DE LOGISTICA – Departamento de Gestión Área de Informática 4.6 Medios inalámbricos Estándares inalámbricos (II) WiMAX (IEEE 802.16) – Comúnmente conocida como Interoperabilidad mundial para el acceso por microondas (WiMAX), utiliza una topología punto a multipunto para proporcionar un acceso de ancho de banda inalámbrico. Zigbee (IEEE 802.15.4) – Zigbee es una especificación utilizada para comunicaciones de baja velocidad de datos y baja potencia. Está diseñado para aplicaciones que requieren corto alcance, baja velocidad de datos y larga duración de la batería. Se utiliza normalmente para entornos industriales e Internet de las cosas (IoT), tales como interruptores de luz inalámbricos y recopilación de datos de dispositivos médicos. Nota: Otras tecnologías inalámbricas como las comunicaciones celulares y satelitales también pueden proporcionar conectividad de red de datos. Sin embargo, estas tecnologías inalámbricas están fuera del alcance de este módulo. ACADEMIA DE LOGISTICA – Departamento de Gestión Área de Informática 4.6 Medios inalámbricos 4.6.3 LAN inalámbrica (WLAN) Una implementación común de tecnología inalámbrica de datos permite a los dispositivos conectarse en forma inalámbrica a través de una LAN. En general, una WLAN requiere los siguientes dispositivos de red: Punto de acceso inalámbrico (AP) – Concentra las señales inalámbricas de los usuarios y se conecta a la infraestructura de red existente basada en cobre, como Ethernet. Los routers inalámbricos domésticos y de pequeñas empresas integran las funciones de un router, un switch y un punto de acceso en un solo dispositivo, como el que se ve en la figura. Adaptadores NIC inalámbricos – Brindan capacidad de comunicaciones inalámbricas a los hosts de red A medida que la tecnología fue evolucionando, surgió una gran cantidad de estándares WLAN basados en Ethernet. Al comprar dispositivos inalámbricos, asegúrese de compatibilidad e interoperabilidad. ACADEMIA DE LOGISTICA – Departamento de Gestión Área de Informática 4.6 Medios inalámbricos 4.6.3.B LAN inalámbrica (WLAN) Los beneficios de las tecnologías inalámbricas de comunicación de datos son evidentes, especialmente en cuanto al ahorro en el cableado costoso de las instalaciones y en la conveniencia de la movilidad del host. Los administradores de red deben desarrollar y aplicar políticas y procesos de seguridad estrictos para proteger las WLAN del acceso no autorizado y los daños. ACADEMIA DE LOGISTICA – Departamento de Gestión Área de Informática
