Unidad 4. Medios De Transmisión Guiados (PDF)

U4. MEDIOS DE TRANSMISIÓN GUIADOS. Instalación y mantenimiento de redes para transmisión de datos 2º FPB Informática de Oficina Curso 2023/2024 1  U4. MEDIOS DE TRANSMISIÓN GUIADOS. 1. Medios de transmisión. 4.4. Creación de un cable de pa...

U4. MEDIOS DE TRANSMISIÓN GUIADOS. Instalación y mantenimiento de redes para transmisión de datos 2º FPB Informática de Oficina Curso 2023/2024 1  U4. MEDIOS DE TRANSMISIÓN GUIADOS. 1. Medios de transmisión. 4.4. Creación de un cable de par trenzado directo. 2. Medios de transmisión guiados. 4.5. Verificación del cable de par trenzado. 3. Cable coaxial. 5. Fibra óptica. 4. Par trenzado. 5.1. Características generales. 4.1. Tipos de cable de par trenzado. 5.2. Tipos de fibra óptica. 4.2. Categorías / clases cables de 5.2.1. Según la longitud de onda pares trenzados. 5.2.2. Según el modo de propagación 4.3. Conectores y tomas. 2 U4. MEDIOS DE TRANSMISIÓN GUIADOS. 5.3. Fibra óptica multimodo. 5.8. Conectorización fibra óptica. 5.3.1. Tipos de FO multimodo. 5.9. Cables submarinos. 5.4. Fibra óptica monomodo. 5.4.1. Tipos de FO monomodo. 6. Ethernet 6.1. Versiones del estándar. 5.5. Diferencias fibra monomodo y 6.2. Hardware empleado. multimodo. 5.6. Conectores y tomas. 5.7. Código de colores. 3 1. Medios de transmisión. Transmisión de datos  Capa física (modelo OSI) o Capa de acceso al medio (modelo TCP/IP) Capa física  transporta bits de una máquina a otra. Medios de transmisión  Vías por las que se transportan los datos. o Existen varios medios físicos para la transmisión. o Los medios de transmisión se pueden agrupar en:  Medios guiados. Cable de cobre o fibra óptica.  Medios no guiados. Transmisión inalámbrica terrestre o por satélite, láser, … 4 2. Medios de transmisión guiados. Los medios de transmisión guiados son aquellos que guían la señal de un extremo a otro utilizando cables. 5 2. Medios de transmisión guiados. 6 3. Cable coaxial. El cable coaxial está formado por los siguientes elementos: o Conductor central de cobre por donde circula la señal (núcleo). o Capas de dieléctrico que rodea al conductor y hace de aislante. o Malla metálica que cubre al aislante. Protege del ruido. o Cubierta plástica exterior. Se trata de un cable rígido que no permite doblarse en un ángulo de 90º. En redes locales ha sido sustituido por los cables de pares trenzados. Actualmente se emplea en instalaciones de TV y CCTV (Circuito Cerrado de TV). 7 3. Cable coaxial. Los conectores utilizados por los cables coaxiales se llaman BNC. 8 3. Cable coaxial. Variantes de conectores BNC: Conector en forma de T 2 conectores hembra y 1 macho. Los conectores hembras se conectan al cable de red; el macho al interfaz de red del ordenador. Conector final BNC 9 3. Cable coaxial. Variantes de conectores BNC: Prolongador BNC Une 2 segmentos de cable coaxial para hacer uno más largo. Terminador BNC Conector que cierra el extremo del cable. Se utiliza para adaptar las impedancias 10 3. Cable coaxial. Al proceso de montar un conector se le conoce como crimpado. Vídeo. Como crimpar cable COAXIAL con conector BNC. Parte 1. https:// www.youtube.com/watch? 11 v=IVg3HLOs5Us 3. Cable coaxial. Vídeo. Como crimpar cable COAXIAL con conector BNC. Parte 2. https:// www.youtube.com/ watch? v=lN6h4RwAbOM 12 4. Par Trenzado. El método más antiguo de transmisión es el cable de par trenzado  utilizado por las líneas telefónicas. El cable de par trenzado está formado por 2 alambres entrelazados para protegerse de las interferencias electromagnéticas. La tasa de trenzado indica el número de vueltas por metro  menos vueltas, mayor probabilidad de interferencias, menor calidad del cable. 13 4. Par Trenzado. El cable de pares trenzados: o 4 pares de hilos de 1 mm de grosor recubierto de aislante. o El conjunto de pares está envuelto por una cubierta de teflón. 14 4. Par Trenzado. Los pares se identifican con un código de colores. Cable de par trenzado blanco-azul blanco-verde Par 1 Par 3 azul verde blanco-naranja blanco-marrón Par 2 Par 4 naranja marrón 15 4. Par Trenzado. 4.1. Tipos de cable de par trenzado. La clasificación se hace a partir de su apantallamiento  lamina protectora que protege frente a interferencias. o De pares trenzados no apantallado (UTP; Unshielded Twisted Pair) o De pares trenzados apantallados (STP; Shielded Twisted Pair) o De pares trenzados con pantalla global (FTP; Foiled Twisted Pair) o De pares trenzados con pantalla global y malla metálica (SFTP; Screened Foiled Twisted Pair) o De pares trenzados laminado blindado individual (SSTP; Screened Shielded Twisted Pair) 16 4. Par Trenzado. 4.1. Tipos de cable de par trenzado. Cable de par trenzado no apantallado (UTP, Unshielded Twisted Pair) o Sin apantallamiento (entre cada pareja de cables no existe un medio de separación que los aísle de las otras parejas) → mayor flexibilidad, menor precio, facilidad de instalación o Cable más utilizado en LAN 17 4. Par Trenzado. 4.1. Tipos de cable de par trenzado. Cable de par trenzado con pantalla global (FTP, Foiled Twisted Pair) o Los pares no disponen de pantalla pero disponen de una lámina que los protege en su conjunto que debe conectarse a tierra. o Sus características se ubican entre el cabe UTP y STP. o Mejoran a los UTP en cuanto a distancia y aislamiento. 18 4. Par Trenzado. 4.1. Tipos de cable de par trenzado. Cable de par trenzado apantallado (STP, Shielded Twisted Pair) o Cada par viene protegido por una lámina protectora. o El conjunto puede disponer de una malla protectora que debe conectarse a tierra. o Menor flexibilidad, mayor precio, instalación más difícil. o Utilizados en redes que requieren altas prestaciones como los nuevos estándares Ethernet (necesitan alto ancho de banda y muy baja latencia y tasa de error de bit). 19 4. Par Trenzado. 4.1. Tipos de cable de par trenzado. De pares trenzados con pantalla global y malla metálica (SFTP; Screened Foiled Twisted Pair) o Basado en la estructura del cable FTP, al que se le ha añadido una malla metálica LSZH (Low Smoque Zero Halogen) al apantallamiento global para aumentar el aislamiento. o La lámina debe ir conectada a la toma de tierra. o Mejores prestaciones que los FTP, pero inferiores a los SSTP. 20 4. Par Trenzado. 4.1. Tipos de cable de par trenzado. De pares trenzados laminado blindado individual (SSTP; Screened Shielded Twisted Pair) o Cable con la estructura propia del STP  cada uno de los pares está recubierto por una lámina de aluminio, y forro global de material LSZH. o Cable de más altas prestaciones, transmisión a largas distancias y mayor coste. o La pantalla global debe conectarse a la toma de tierra. 21 4. Par Trenzado. 4.2. Categorías / clases cables de pares trenzados. Existen 2 estándares que establecen la división de Categorías / Clases de par trenzado: TIA-EIA-568 (EEUU) y ISO 11801 (internacional). o Categorías.  El TIA-EIA-568B establece categorías para los cables de pares trenzados.  Utiliza códigos: Cat.X, donde X es un dígito del 1 al 10. o Clases.  La ISO 11801 establece clases: A, B, C, D, E, EA, F y FA.  La clase más alta (FA) tiene la mejor tasa de transmisión.  El cable de clase superior admite el rendimiento de clase inferior, pero no al revés. 22  4. Par Trenzado. 4.2. Categorías / clases cables de pares trenzados. Categoría/ Ancho de banda Uso Características Clase Categoría 1 – Telefonía y modem Cable UTP Categoría 2 4 Mbps Antiguos terminales (en desuso) Cable UTP Categoría 3 10-16 Mbps // 16 MHz 10 BASE-T / 100 BASE-T4 Ethernet Cable UTP Categoría 4 16 Mbps // 20 MHz Token Ring Cable UTP Categoría 5 100 Mbps // 100 MHz 10 BASE-T / 100 BASE-TX Ethernet Cable UTP Categoría 5e 1 Gbps // 100 MHz 100 BASE-TX / 1000 BASE-T Ethernet Cable UTP/FTP Categoría 6 1 Gbps // 250 MHz 1000 BASE-T Ethernet Cable FTP/STP/SFTP/SSTP 23 4. Par Trenzado. 4.2. Categorías / clases cables de pares trenzados. Categoría / Ancho de banda Uso Características Clase Categoría 6A 10 Gbps // 500 MHz 10GBASE-T Ethernet Cable FTP/STP/SFTP/SSTP Categoría 7 Multitransferencia 600 Telefonía + televisión + 1000BASE-T Cable MHZ Ethernet FTP/STP/SFTP/SSTP Categoría 7A Multitransferencia 1000 Telefonía + televisión + 1000BASE-T Cable SFTP/SSTP MHz Ethernet Categoría 8 40 Gbps // 1200 MHz 40GBASE-T Ethernet ó Cable SFTP/SSTP Telefonía + televisión + 1000BASE-T Ethernet Categoría 9 25000 MHz En creación Cable SFTP/SSTP de 8 pares 24 4. Par Trenzado. 4.3. Conectores y tomas. RJ45 macho o Conector más utilizado. o Dispone de 8 pines. o El Estándar TIA-EIA-568 sus características (T568A y T568B) 25 4. Par Trenzado. 4.3. Conectores y tomas. RJ49 macho o Para cables FTP y STP. o Igual que RJ45 pero con chapa metálica para conectar la malla a tierra (evita que la pantalla haga de antena y genere interferencias). 26 4. Par Trenzado. 4.3. Conectores y tomas. RJ45 hembra o Hace de conexión con los conectores macho. o Utilizado en rosetas o paneles de parcheo (patch panels). 27 4. Par Trenzado. 4.4. Creación de un cable de par trenzado directo. Vídeo. Cómo crimpar un cable de red, y diferencias entre cables CAT5, CAT6, UTP, FTP, STP, RJ11 y RJ45 https:// youtube.com/watch? v=YCEGfxOX5Ws&f eature=share 28 4. Par Trenzado. 4.5. Verificación del cable de par trenzado. La comprobación del cable se hace por medio de un tester. o El equipo está formado por 2 módulos, cada uno con un conector RJ45 hembra, para insertar el cable por los 2 extremos. o El tester envía corriente por los 8 hilos del cable y comprueba si se recibe corriente en el otro extremo. o Dispone de leds por cada hilo para indicar si se recibe la corriente. 29 5. Fibra óptica. 5.1. Características generales. El cable de fibra óptica transmite pulsos de luz. Características principales: o Altas velocidades de transmisión. o Grandes distancias de transmisión de la señal. o Inmune a las interferencias electromagnéticas y de radiofrecuencia. La fibra óptica se basa en el principio físico de la refracción: o Cuando la luz pasa de un medio a otro se desvía en la frontera de los medios. o La cantidad de refracción o “desvío de la luz” depende de los índices de refracción de los medios por los que pasa la luz. 30 5. Fibra óptica. 5.1. Características generales. Vídeo. Funcionamiento de la fibra óptica. http:// www.youtube.com/ watch? v=_OywbkAIJq0 31 5. Fibra óptica. 5.1. Características generales. Vídeo. Total Internal Reflection Demo: Optical Fibers https:// www.youtube.com/ watch? v=Lic3gCS_bKo 32 5. Fibra óptica. 5.1. Características generales. Vídeo. Cables de fibra óptica, ¿cómo funcionan? https:// www.youtube.com/ watch?v=zZ7ay- j6ZQQ 33 5. Fibra óptica. 5.1. Características generales. La fibra óptica es un medio flexible y fino capaz de confinar un haz de luz. Para construir la fibra se puede usar diversos tipos de cristales y plásticos. Los elementos básicos de un sistema de comunicaciones ópticas son: o Cable de fibra óptica. o Fuente de luz o Detector 34 5. Fibra óptica. 5.1. Características generales. Fuente de luz. A partir de señal eléctrica, emite pulsos de luz. o Tipos:  Diodo Emisor de Luz (LED). Se suele utilizar con fibras ópticas multimodo.  Diado de Inyección Laser (ILD).  Utilizado en fibras ópticas monomodo y en multimodo de índice graduado.  Mayor intensidad de luz y frecuencia. Detector receptor. Genera pulsos eléctricos cuando recibe haces de luz. 35 5. Fibra óptica. 5.1. Características generales. Un cable de fibra óptica está formado por tres secciones concéntricas: núcleo, revestimiento y cubierta. o Núcleo.  Compuesto por fibras muy finas de cristal o plástico.  Posee un índice de refracción alto. o Revestimiento (cladding).  Material óptico que rodea al núcleo.  Posee un índice de refracción bajo.  Las diferencias entre los índices de refracción entre el núcleo y el revestimiento, hace que la luz quede atrapada en el núcleo. o Recubrimiento (buffer). Protege a la fibra de la humedad y de daños físicos. 36 5. Fibra óptica. 5.2.1. Tipos de fibra óptica. Según la longitud de onda. Las fibras ópticas se pueden distinguir según las longitudes de ondas que soportan. Hay tres longitudes principales, también conocidas como ventanas de trabajo: o 850 nm (primera ventana) o 1300 nm (segunda ventana) o 1550 nm (tercera ventana) También hay cables que soportan otras longitudes de ondas como 953 nm, 1383 nm o 1625 nm. 37 5. Fibra óptica. 5.2.2. Tipos de fibra óptica. Según el modo de propagación. Según el modo de transmisión o de propagación las fibras ópticas se pueden clasificar en: o Fibra monomodo (SMF, single-mode fiber).  Diámetro del núcleo más pequeño (µm).  Se envía un solo haz de luz. o Fibra multimodo (MMF, multimode fiber).  Fibra con núcleo de mayor diámetro (50/62,5 µm)  Se propagan multitud de haces dentro del núcleo, cada uno de ellos con ángulos de incidencia distintos. 38 5. Fibra óptica. 5.3. Fibra óptica multimodo. Utilizada en comunicación en distancias cortas (máximo unos 550m). Posee un núcleo grande (50 o 62,5 micras), que permite la propagación de múltiples haces o modos de luz. La velocidad de propagación a 550 m es de 10 Gbps. o Puede transmitir a distancias más largas, pero con velocidades más bajas. Ejemplo, 2 km a 100 Mbps. 39 5. Fibra óptica. 5.3.1. Fibra óptica multimodo. Tipos de FO multimodo. Los cables de fibra óptica multimodo se pueden clasificar en fibra OM1, OM2, OM3, OM4 y OM5. 40  5. Fibra óptica. 5.3.1. Fibra óptica multimodo. Tipos de FO multimodo. La diferencia física radica en el diámetro, el color de la cubierta, la fuente óptica y el ancho de banda soportado 41  5. Fibra óptica. 5.3.1. Fibra óptica multimodo. Tipos de FO multimodo. Comparación de las distancias máximas de cada fibra multimodo según la velocidad de datos. 42 5. Fibra óptica. 5.4. Fibra óptica monomodo. Permite propagar un haz o modo de luz a la vez. Tiene un diámetro de núcleo estrecho (8 a 10 µm). La luz que transporta tiene una longitud de onda de entre 1310 nm y 1550 nm. Al propagarse un solo haz de luz desaparece la distorsión resultante de la superposición de los impulsos de luz  atenuación menor y velocidades más altas. La fibra óptica monomodo se emplea para la transmisión de datos a larga distancia. 43 5. Fibra óptica. 5.4.1. Tipos de FO monomodo. Hay dos tipos de fibra óptica monomodo, OS1 y OS2. 44 5. Fibra óptica. 5.5. Diferencias fibra monomodo y multimodo Diámetro del núcleo: monomodo, 9 µm; multimodo, 50 µm y 62.5 µm. Longitud de onda: monomodo, 1310 nm y 1550 nm; multimodo, 850 nm y 1310. Fuente de luz: monomodo, diodo de inyección laser (ILD); multimodo, diodo emisor de luz (LED) Distancia: monomodo, aplicaciones de larga distancia; multimodo, aplicaciones de corta distancia. Color de del recubrimiento (según la TIA-598C): cable monomodo, cubierta exterior amarilla; multimodo, cubierta naranja, azul o verde. 45 5. Fibra óptica. 5.6. Conectores y tomas. SC (Standard Connector o Suscriber Connector). o Mecanismo de inserción de empuje y tiro (push-pull). o Permite la conexión y desconexión múltiple sin que se pierda la alineación óptica (entre los núcleos de la fibra y el adaptador). ST (Straight Type). o Actualmente en desuso. o Conexión en rosca con el adaptador. LC (Little Connector o Local Connector). o Como conector SC pero pequeño. 46 5. Fibra óptica. 5.7. Código de colores. Vídeo. ICTVE. Código de colores en los cables de Fibra Óptica https:// www.youtube.com/ watch? v=aK8Iw8_xu2Y 47 5. Fibra óptica. 5.8. Conectorización fibra óptica. Vídeo. Masterclass de Fibra Óptica para alumnos de FP Básica https:// www.youtube.com/ watch? v=3ljVIZRFFZs 48 5. Fibra óptica. 5.8. Conectorización fibra óptica. Vídeo. Montaje mecánico de un conector de fibra óptica. 1. https:// www.youtube.com/ watch? v=cOerjxVoqRk 49 5. Fibra óptica. 5.8. Conectorización fibra óptica. Vídeo. Montaje mecánico de un conector de fibra óptica. 2. https:// www.youtube.com/ watch? v=AbenhUVTYmk 50 5. Fibra óptica. 5.9. Cables submarinos. Vídeo. Cómo funciona internet: los cables submarinos que conectan al mundo. https:// www.youtube.com/ watch? 51 v=u1xxZ8r2rRc 6. Ethernet Ethernet se encuentra en la capa de acceso a la red en TCP/IP, o en la capa física y de enlace de datos del modelo OSI. Los paquetes IP de la capa de Internet (TCP/IP) o de red (OSI) se encapsulan en tramas Ethernet que se transportarán a través de una red local. 52  6. Ethernet El encabezado de las tramas contiene las direcciones Ethernet de origen y destino y un campo para indicar qué tipo de datos se está transportando. 53  6. Ethernet Ethernet es una familia de tecnologías de redes cableadas utilizadas en redes de área local (LAN), redes de área metropolitana (MAN) y redes de área amplia (WAN). Se introdujo comercialmente en 1980 y se estandarizó por 1ª vez en 1983 como IEEE 802.3, definiendo las características de la capa física y el control de acceso al medio para redes cableadas. Desde entonces, Ethernet se ha mejorado para admitir tasas de bits más altas, mayor cantidad de equipos y longitudes de enlace más largas, conservando compatibilidad con versiones anteriores. Ethernet ha reemplazado a tecnologías LAN por cable como Token Ring, FDDI y ARCNET. 54  6. Ethernet Las tecnologías Ethernet existentes se diferencian en: o Velocidad de transmisión de los datos. o Tipo de cable. o Longitud máxima. Distancia máxima que puede haber entre dos nodos adyacentes (sin estaciones repetidoras). o Topología. Forma física de la red  bus (tecnología obsoleta) o estrella. 55 6. Ethernet 6.1. Versiones del estándar. 56 6. Ethernet 6.1. Versiones del estándar. 57 6. Ethernet 6.2. Hardware empleado. Los elementos hardware de una red Ethernet son: tarjeta de red, hubs (repetidores o concentradores), puentes, switches (conmutadores), los nodos de red y el medio de interconexión. 58 6. Ethernet 6.2. Hardware empleado. Los nodos de red pueden clasificarse en: o Equipo terminal de datos (DTE, Data Terminal Equipment).  Dispositivos de red origen y destino de los datos.  PC, portátiles, servidores. o Equipo de comunicación de datos (DCE, Data Communication Equipment).  Dispositivos de red intermediarios que reciben y retransmiten las tramas.  Switches, routers, hubs, interfaces de comunicación (módem, tarjeta de interfaz). 59