* Conceptos básicos de la capa física
* Medios de transmisión
* La capa física de Ethernet
* La capa física de WIFI
* Dispositivos de red de la capa física
* Dominios de colisión
Cable coaxial
Descripción física
El cable coaxial está compuesto por dos elementos conductores. Uno de estos elementos (ubicado en el centro del cable) es un conductor de cobre, el cual está rodeado por una capa de aislamiento flexible. Sobre este material aislador hay una malla de cobre tejida o una hoja metálica que actúa como segundo alambre del circuito, y como blindaje del conductor interno. Esta segunda capa, o blindaje, ayuda a reducir la cantidad de interferencia externa. Este blindaje está recubierto por la envoltura del cable.
Existen dos tipos de cable coaxial:
Thinnet o coaxial fino o 10Base2 : Flexible
Diámetro externo de solamente 0,35 cm
Es propenso a ruido eléctrico que interfiere con la transmisión de señales sobre los medios de red.
Thicknet o coaxial grueso o 10 base 5: Demasiado rígido como para poder instalarse con facilidad en algunas situaciones. Mejores características de longitud de transmisión y limitación del ruido.
Red Bus
Aplicación: Se trata de un medio de transmisión muy versátil. Se emplea como cable de antena de TV, en la red telefónica a larga distancia entre centrales hace tiempo (hoy en día ya se han reemplazado por fibra óptica) y en las redes de área local.
Fibra óptica:
Descripción física
Este medio se basa en la transmisión de pulsos de luz. Teniendo en cuenta la codificación binaria para enviar un 1 se envía un haz de luz y un 0 es ausencia de luz.
El cable de fibra óptica que se usa en networking está compuesto por dos o mas fibras envueltas en revestimientos separados.
Cada fibra óptica se encuentra rodeada por capas de material amortiguador protector, normalmente un material plástico como Kevlar, y un revestimiento externo de PVC.
El propósito del Kevlar es brindar una mayor amortiguación y protección para las frágiles fibras de vidrio que tienen el diámetro de un cabello.
La fibra óptica tiene un sistema de transmisión formado por tres componentes:
1. El propio medio de transmisión, formado por fibra de vidrio.
2. El segundo componente es un emisor de luz, puede ser un LED (la mayoría) o un diodo láser.
3. El tercero es un detector de luz (fotodiodo) que tiene la particularidad de emitir un pulso eléctrico cuando recibe un pulso de luz.
Actualmente se utilizan 2 tipos de fibras ópticas para la transmisión de datos:
Fibra monomodo: Solo viaja un haz de luz.
Fibra multimodo: Viajan varios haces de luz.
Los conectores más comunes utilizados en instalaciones de fibra óptica para redes de área local son el conector ST y el conector SC. Ambos son similares, aunque el primero necesita girarse para su inserción.
Tipos de Conectores:
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.
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.
Ventajas: * Es el medio de transmisión más rapido que existe en la actualidad (experimentalmente se han conseguido velocidades de 50000 Gbps).
* Debido a su baja atenuación solo se necesitan repetidores cada 30 km.
* No es interferida por ondas electromagnéticas.
* Es delgada y ligera, sobretodo comparada con cables de cobre de igual capacidad de transmisión.
Las fibras no tienen fugas y es muy difícil intervenirlas por lo que su seguridad es altísima.
Desventajas
* Mayor coste.
* Necesidad de usar transmisores y receptores más caros.
* Los empalmes entre fibras son más caros y difíciles de empalmar.
* No puede transmitir potencia eléctrica para alimentar dispositivos.
Aplicaciones
* Transmisión a larga distancia. En telefonía, una fibra puede contener 60.000 canales.
* Transmisión metropolitana para enlaces cortos de entornos de 10 km sin necesidad de repetidores, y con capacidad de unas 100.000 conversaciones por cada fibra.
* Acceso a áreas rurales. Se usan para una longitud de 50 a 150 km, con un transporte del orden de 5000 conversaciones por fibra.
Redes de área local (LAN) de altísima velocidad.
Medios Inalambricos
Hay dos configuraciones para la emisión y recepción de esta energía: direccional y omnidireccional .
En la direccional , toda la energía se concentra en un haz que es emitido en una cierta dirección, por lo que tanto el emisor como el receptor deben estar alineados. En el método omnidireccional, la energía es dispersada en múltiples direcciones, por lo que varias antenas pueden captarla.
Cuanto mayor es la frecuencia de la señal a transmitir, más factible es la transmisión unidireccional .
Por tanto, para enlaces punto a punto se suelen utilizar microondas (altas frecuencias). Para enlaces con varios receptores posibles se utilizan las ondas de radio (bajas frecuencias). Los infrarrojos se utilizan para transmisiones a muy corta distancia (en una misma habitación).
Tipos de Antenas
Microondas terrestres
Suelen utilizarse antenas parabólicas. Para conexionas a larga distancia, se utilizan conexiones intermedias punto a punto entre antenas parabólicas.
Se suelen utilizar en sustitución del cable coaxial o de las fibras ópticas ya que se necesitan menos repetidores y amplificadores, aunque se necesitan antenas alineadas. Se usan para transmisión de televisión y voz .
Las interferencias es otro inconveniente de las microondas ya que al proliferar estos sistemas existen más solapamientos de señales. Además, la lluvia y otros fenómenos atomsféricos tambien producen la atenuación de estas ondas.
Microondas por satélite
El satélite recibe las señales y las amplifica o retransmite en la dirección adecuada. Para mantener la alineación del satélite con los receptores y emisores de la tierra, el satélite debe ser geoestacionario.
Se suele utilizar este sistema para difusión de televisión, transmisión telefónica a larga distancia y para redes privadas.
El rango de frecuencias para la recepción del satélite debe ser diferente del rango al que este emite, para que no haya interferencias entre las señales que ascienden y las que descienden .
Debido a que la señal tarda un pequeño intervalo de tiempo desde que sale del emisor en la Tierra hasta que es devuelta al receptor o receptores, ha de tenerse cuidado con el control de errores y de flujo de la señal.
Infrarrojos
Los emisores y receptores de infrarrojos deben estar alineados o bien estar en línea tras la posible reflexión de rayo en superficies como las paredes. En infrarrojos no existen problemas de seguridad ni de interferencias ya que estos rayos no pueden atravesar los objetos (paredes por ejemplo). Tampoco es necesario permiso para su utilización (en microondas y ondas de radio si es necesario un permiso para asignar una frecuencia de uso).
La capa física de Ethernet
Para recordar:
Ethernet (IEEE 802.3) y Wi-Fi (IEEE 802.11); otros están en desarrollo para redes MAN y PAN: WiMax (802.16) y un estándar semejante a Bluetooth (802.15)
Ethernet es la norma o estándar (IEEE 802.3) más utilizado en redes locales/LANs. Todos los equipos en una red Ethernet están conectados a la misma línea de comunicación compuesta por cables cilíndricos. Originalmente fue diseñada para enviar datos a 10 Mbps, aunque posteriormente ha sido perfeccionada para trabajar a 100 Mbps, 1 Gbps o 10 Gbps y se habla de versiones futuras de 40 Gbps y 100 Gbps.
Cualquier estación conectada a una red IEEE 802.3 debe tener instalada una tarjeta de red que cumpla con estas reglas.
El modo en que las tramas del nivel de enlace son puestas en el medio de transmisión depende del cableado elegido. Se definen para ello varios subestándares, todos ellos integrados dentro del IEEE 802.3. Estos subestándares están denotados por tres partes:
La velocidad en Mbps (10, 100, 1000 o 10 Gigabit).
El tipo de modulación.
El tipo de medio (T es par trenzado, C coaxial y F fibra óptica).
Por ejemplo, en el subestándar 100Base-T, 100 se refiere a la velocidad en Mbps; Base, es debido a que la información en una red local se transmite en bandabase, es decir sin modular y T se refiere al medio, en este caso par trenzado.
Las características básicas de algunos de estos estándares Ethernet son:
10Base5:
Es la espcificación original de Ethernet y utiliza cable coaxial grueso para el transporte de las señales con una longitud máxima por segmento de 500 m. La topología física de esta red es en bus.
10Base2:
También es una especificación original de Ethernet que utiliza cable coaxial fino para transmisiones de hasta 10 Mbps con una longitud máxima por segmento de 185 m. La topología física de esta red es en bus.
10BaseT:
Utiliza cables de par trenzado UTP para producir transmisiones de hasta 10 Mbps con una longitud máxima por segmento de 100 m. Al usar cable de par trenzado, la red queda configurada en estrella.
FastEthernet:
O Ethernet de alta velocidad. En su momento el prefijo "Fast" se le agregó para diferenciarla de la Ethernet regular de 10 Mbps.
En las redes FastEthernet del tipo 100BaseT la velocidad que se consigue son 100 Mbps utilizando cable de par trenzado de categoría 5, con una longitud máxima de segmento de 100 m.
En las redes FastEthernet del tipo 100BaseFX se consiguen también 100 Mbps pero utilizando como medio de transmisión fibra óptica.
GigabitEthernet:
Conocida como GigE, es una ampliación del estándar Ethernet (concretamente la versión 802.3ab y 802.3z del IEEE) que consigue una capacidad de transmisión de 1 Gbps.
Funciona sobre cables de cobre (par trenzado) del tipo UTP y categoría 5 (subestándar 1000BaseT), y por supuesto sobre fibra óptica (subestándar 1000BaseFX).
10-GigabitEthernet:
Es el más reciente (año 2002) y más rápido de los estándares Ethernet. IEEE 802.3ae define una versión de Ethernet con una velocidad nominal de 10 Gbps, diez veces más rápido que gigabit Ethernet.
Contrariamente a los primeros sistemas Ethernet, 10-gigabit Ethernet esta basado principalmente en el uso de cables de fibra óptica. Sin embargo, el IEEE está desarrollando un estándar de 10- gigabit Ethernet sobre par trenzado (10GBaseT), usando cable de categoría 6a cuya aprobación esta planificada para el año 2006
