IFCM0410 Certificación Profesional: Gestión y Supervisión de Alarmas en redes de Telecomunicaciones Unidad Formativa 1854 Monitorización de Red y Resolución de Incidencias Unidad Didáctica 1: Redes de Comunicaciones Medios de transmisión

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Medios de transmisión: Los medios de transmisión, son las vías por las cuales se comunican los datos. Dependiendo de la forma de conducir la señal a través del medio o soporte físico, se pueden clasificar en dos grandes grupos:  medios de transmisión guiados o alámbricos (cable de pares, coaxial, F.O)  medios de transmisión no guiados o inalámbricos.

En ambos casos las tecnologías actuales de transmisión usan ondas electromagnéticas. En el caso de los medios guiados estas ondas se conducen a través de cables o “alambres”. En los medios inalámbricos, se utiliza el aire como medio de transmisión, a través de radiofrecuencias, microondas y luz (infrarrojos, láser); por ejemplo: puerto IrDA (Infrared Data Association), Bluetooth o Wi-Fi. Según el sentido de la transmisión, existen tres tipos diferentes de medios de transmisión:  símplex. Solo permite la transmisión en un sentido (unidireccional).  Semidúplex (half duplex) los datos van en ambas direcciones pero no al mismo tiempo.  Dúplex (full duplex) Permite canales de recepción y transmisión simultáneos. También los medios de transmisión se caracterizan por utilizarse en rangos de frecuencia de trabajo diferentes. C.P. Gestión y Supervisión de Alarmas de Redes / UF1854 Monitorización de Red y resolución Incidencias/ UD1. Redes de Comunicaciones

Medios de transmisión guiados: Par Trenzado El cable de par trenzado es un medio de conexión usado en telecomunicaciones en el que dos conductores eléctricos aislados son entrelazados para anular las interferencias de fuentes externas y diafonía de los cables adyacentes. diafonía, denominada en inglés Crosstalk (XT), cuando parte de las señales presentes en uno de ellos, considerado perturbador, aparece en el otro, considerado perturbado.

Cuando se trenzan los alambres, las ondas se cancelan, por lo que la radiación del cable es menos efectiva. Así la forma trenzada permite reducir la interferencia eléctrica tanto exterior como de pares cercanos.

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Medios de transmisión guiados: Par Trenzado, tipos  Unshielded twisted pair (UTP) o «par trenzado sin blindaje»: son cables de pares trenzados sin blindar que se utilizan para diferentes tecnologías de redes locales. 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, su impedancia es de 100 ohmios.  Shielded twisted pair (STP) o «par trenzado blindado»: 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 sin blindaje y su impedancia es de 150 ohmios.  Foiled twisted pair (FTP) o «par trenzado con blindaje global»: son cables de pares que poseen una pantalla conductora global en forma trenzada. Mejora la protección frente a interferencias y su impedancia es de 120 ohmios.  Screened fully shielded twisted pair (FSTP) o «par trenzado totalmente blindado»: es un tipo especial de cable que utiliza múltiples versiones de protección metálica, estos son blindados y apantallados.

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Medios de transmisión guiados: Par Trenzado, Categorías UTP y RJ-11

El RJ-11 es un conector usado mayoritariamente para enlazar redes de telefonía. Es de medidas reducidas y tiene cuatro contactos como para soportar 4 vías de 2 cables. Es el conector más difundido globalmente para la conexión de aparatos telefónicos convencionales, donde se suelen utilizar generalmente sólo los dos hilos centrales para una línea simple o par telefónico. Y se utilizan los cuatro hilos solo para aparatos de telefonía especiales que usen doble línea o los dos pares telefónicos.

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Medios de transmisión guiados: Par Trenzado, RJ-45 RJ-45 es una interfaz física comúnmente utilizada para conectar redes de computadoras con cableado estructurado (categorías 4, 5, 5e, 6 y 6a). Posee ocho pines o conexiones eléctricas, que normalmente se usan como extremos de cables de par trenzado (UTP). Una aplicación común es su uso en cables de red Ethernet, donde suelen usarse cuatro pares (ocho pines). El cable directo de red sirve para conectar dispositivos desiguales, como un computador con un hub o switch. En este caso, ambos extremos del cable deben tener la misma distribución. No existe diferencia alguna en la conectividad entre la distribución 568B y la distribución 568A Un cable cruzado es un cable que interconecta todas las señales de salida en un conector con las señales de entrada en el otro conector, y viceversa; permitiendo a dos dispositivos electrónicos conectarse entre sí con una comunicación full dúplex. El término se refiere comúnmente al cable cruzado de Ethernet, pero otros cables pueden seguir el mismo principio. También permite transmisión confiable vía una conexión Ethernet.

Cable Directo

Cable Cruzado C.P. Gestión y Supervisión de Alarmas de Redes / UF1854 Monitorización de Red y resolución Incidencias/ UD1. Redes de Comunicaciones

Medios de transmisión guiados: Par Trenzado, RJ-45 Reglas de Interconexión de Dispositivos Para realizar una interconexión correcta debemos tener en cuenta las siguientes reglas:  Cable Recto: Siempre que conectemos dispositivos que funcionen en diferente capa del modelo OSI se debe utilizar cable recto (de PC a Switch o Hub, de Router a Switch).  Cable Cruzado: Siempre que conectemos dispositivos que funcionen en la misma capa del modelo OSI se debe utilizar cable cruzado (de PC a PC, de Switch/Hub a Switch/Hub, de Router a Router).

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Medios de transmisión guiados: Coaxial Se creo en los años 30 para transportar señales eléctricas de alta frecuencia pero debido al uso de señales de más alta frecuencia y a la digitalización ha sido sustituido por el par trenzado en distancias cortas y la F.O. en distancias largas.

Se compone de un hilo conductor central de cobre (vivo) rodeado de una malla de hilos de cobre. En medio del hilo conductor y la malla existe aislante eléctrico que separa ambos conductores. El cable coaxial atenúa la señal con la distancia y también atenúa en función de la frecuencia, a más frecuencia mayor atenuación.

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Medios de transmisión guiados: Coaxial, tipos Por su grosor:  Coaxial Delgado (thin coaxial): Presenta bajo grosor (alrededor 7mm de diámetro exterior) es menos rígido, se utiliza para distancias cortas (menos de 75 metros) impedancia alrededor de 50 ohmios

 Coaxial grueso (thick coaxial): Presenta mayor grosor (alrededor de 11 mm o más), atenúa menos la señal pero es mas difícil de instalar al ser mas rígido. Se utiliza para distancias mas largas (algunos centenares de metros) impedancia alrededor de 75 ohmios. Por su banda de transmisión  Coaxial en banda base: Está diseñado para transmitir señales en baja frecuencia generalmente digitales, se emplea para redes de ordenadores.  Coaxial de banda ancha: Para señales de mayores frecuencias (generalmente del orden de Mhz) es utilizado para señales analógicas multiplexadas como las de radio y Tv.

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Medios de transmisión guiados: Coaxial, ventajas Podemos encontrar este tipo de cable en los siguientes entornos:      

En instalaciones de televisión de edificios En redes de distribución de televisión por cable de los operadores En redes de megafonía En redes de sonorización En algunos equipos de radioaficionados En redes de datos antiguas.

Ventajas: Buenas propiedades eléctricas para transmisión de video entre los khz hasta lso 2500Mhz Presenta buen comportamiento frente interferencias Es apto para transmisiones de señal de corta y media distancia (centenares de metros) Tienen un bajo costo en general y son fáciles de instalar y mantener. Desventajas Fuerte dependencia con la frecuencia No es apto para transmisiones a largo alcance No hay modelación de frecuencias No presenta buena inmunidad frente al ruido. C.P. Gestión y Supervisión de Alarmas de Redes / UF1854 Monitorización de Red y resolución Incidencias/ UD1. Redes de Comunicaciones

Medios de transmisión guiados: Coaxial, RG-6 los cables RG-6 son los más comúnmente usados para el empleo en el hogar El término "RG-6" en sí es bastante genérico y se refiere a una amplia variedad de diseños de cables, que difieren entre sí en características del blindaje, la composición del conductor central, el tipo de dieléctrico y el tipo de chaqueta (aislante exterior). el término RG-6 se utiliza generalmente para referirse a los cables coaxiales con un conductor central 18 de AWG (1.02362 mm diámetro) y 75 ohmios de impedancia característica C.P. Gestión y Supervisión de Alarmas de Redes / UF1854 Monitorización de Red y resolución Incidencias/ UD1. Redes de Comunicaciones

Medios de transmisión guiados: Coaxial, Conectores Conectores BNC (Nayonet Neill-Concelman) BNC es un tipo de conector usado con cables coaxiales en aplicaciones de RF que precisaban de un conector rápido, apto para UHF y de impedancia constante a lo largo de un amplio espectro. Muy utilizado en equipos de radio de baja potencia, instrumentos de medición como osciloscopios, generadores, puentes, etcétera, por su versatilidad. La familia BNC está compuesta por los siguientes elementos: Conector de cable BNC: está soldado o incrustado en el extremo del cable. Conector en T BNC: conecta la tarjeta de red del equipo al cable de red. Alargador BNC: une dos cables coaxiales para hacer un cable más extenso. Terminadores BNC: ubicados en ambos extremos de un cable bus para absorber señales perdidas. Tiene la conexión a tierra. Una red de bus no puede funcionar sin ellos. Estaría fuera de servicio.

Conector BNC

Extensor BNC

BNC-T

En antiguas redes 10Base2 en cada extremo físico de la red era necesario un terminador formado por una resistencia de 50 ohmios encapsulada en un tapón. C.P. Gestión y Supervisión de Alarmas de Redes / UF1854 Monitorización de Red y resolución Incidencias/ UD1. Redes de Comunicaciones

Medios de transmisión guiados: Fibra Óptica La fibra óptica es un medio de transmisión, empleado habitualmente en redes de datos, consistente en un hilo muy fino de material transparente, vidrio o materiales plásticos, por el que se envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir.

La fuente de luz puede ser láser o un led. Son el medio de transmisión por excelencia, al ser inmune a las interferencias electromagnéticas. El principio de funcionamiento es confinar una señal de luz dentro de un hilo con ductor de vidrio utilizando una capa exterior que refleja la luz transmitida haciendo que se transmita por el vidrio. Ley de Snell: n1 x sen A = n2 x sen B N1 y n2 son los índices de refracción de los medios de transmisión. La fibra óptica no transmite todas las frecuencias con la misma eficiencia. Existen “valles” de atenuación que se conocen como ventanas de transmisión, existen tres: Ventana de los 850 nm ---- ventana de los 1300 nm --- ventana de los 1550 nm C.P. Gestión y Supervisión de Alarmas de Redes / UF1854 Monitorización de Red y resolución Incidencias/ UD1. Redes de Comunicaciones

Medios de transmisión guiados: Fibra Óptica, refracción La refracción es el cambio de dirección que experimenta una onda al pasar de un medio material a otro.

En Fibra Optica el haz de luz queda completamente confinado y se propaga por el interior de la fibra con un ángulo de reflexión por encima del ángulo límite de reflexión total

Ángulo crítico: cualquier rayo que incida con un ángulo θ1 mayor al ángulo crítico θc correspondiente a ese par de sustancias, se reflejará en la interfase en lugar de refractarse C.P. Gestión y Supervisión de Alarmas de Redes / UF1854 Monitorización de Red y resolución Incidencias/ UD1. Redes de Comunicaciones

Medios de transmisión guiados: Fibra Óptica, partes Partes: • Núcleo centrad de fibra (hilo de vidrio) de alto índice de refracción • Cubierta que recubre el núcleo de material similar pero con menor índice de refracción • Envoltura que aíslalas fibras y protege el núcleo.

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Medios de transmisión guiados: Fibra Óptica, tipos Fibra Monomodo: La relación de los índices de refracción sólo permite la transmisión de un único modo. El modo se puede interpretar como un único canal de transmisión por lo que al no haber interferencias se alcanza un gran ancho de banda ( alrededor de 50 y 100 GHz) Fibra Multimodo: Los índices de refracción permiten transmitir varios modos. Esto hace que tenga peor rendimiento y se alcancen velocidades menores del orden de 1 GHz. Las multimodo pueden ser de salto de índice y de índice gradual.

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Medios de transmisión guiados: Fibra Óptica, formatos comerciales

Formatos comerciales: Tipo de fibra óptica

Denominación comercial

Diámetro núcleo/cubierta micrometros

Distancia máxima aplicaciones Gbps

Multimodo

OM1

62,5/125

32 m

OM2

50/125

85 m

OM3

50/125

300 m

OM4

50/125

550 m

OS1

50/125

2 km

OS2

50/125

10 km

Monomodo

OM1 y OM2 están en desuso.

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Medios de transmisión guiados: Fibra Óptica, concectores Conectores: • • • • •

FC: empleado para fibras de largo alcance FDDI: empleado para conexiones de medio y largo alcance. LC: El mas adecuado para transmisión de datos de altas velocidades SC: El mas utilizado para transmisión de datos de gama media ST: Ampliamente utilizado para sistemas de seguridad.

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Medios de transmisión guiados: Fibra Óptica, conversores Conversores Electro-ópticos:Son los encargados de convertir las señales eléctricas en ópticas y viceversa. Emisores: Diodos LED

Es un diodo semiconductor que emitirá luz en función de la señal que recibe. En función del material utilizado emitirá luz visible u otro color. Es usado solo cuando se requiere realizar transmisiones a distancias cortas y con poca salida de potencia. Son baratos y con un tiempo de vida largo. Diodo Láser Es un diodo semiconductor que cuando se polariza directamente emite luz coherente monocromática y de espectro muy estrecho (de 1 a 5 mm) Se dispersa menos que la anterior por lo que se puede usar en distancias mas largas y a superiores frecuencias. Es mas caro que el led pero hoy día tiene un precio competitivo. C.P. Gestión y Supervisión de Alarmas de Redes / UF1854 Monitorización de Red y resolución Incidencias/ UD1. Redes de Comunicaciones

Medios de transmisión guiados: Fibra Óptica, conversores Receptores:

Fototransistores: Poseen buena sensibilidad pero no son aptos para altas velocidades. Fotodiodos: Diodos semiconductores pero polarizados inversamente por lo que actúan de conversores ópticos a eléctricos. Son muy rápidos y de alta sensibilidad, son muy adecuados para transmisiones de alta velocidad.

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Medios de transmisión guiados: Fibra Óptica, ventajas y desventajas Ventajas • • • • • • • • • • • • • •

Una banda de paso muy ancha, lo que permite flujos muy elevados (del orden del Ghz). Pequeño tamaño, por lo tanto ocupa poco espacio. Gran flexibilidad, el radio de curvatura puede ser inferior a 1 cm, lo que facilita la instalación enormemente. Gran ligereza, el peso es del orden de algunos gramos por kilómetro, lo que resulta unas nueve veces menos que el de un cable convencional. Inmunidad total a las perturbaciones de origen electromagnético, lo que implica una calidad de transmisión muy buena, ya que la señal es inmune a las tormentas, chisporroteo... Gran seguridad: la intrusión en una fibra óptica es fácilmente detectable por el debilitamiento de la energía lumínica en recepción, además, no radia nada, lo que es particularmente interesante para aplicaciones que requieren alto nivel de confidencialidad. No produce interferencias. Insensibilidad a los parásitos, lo que es una propiedad principalmente utilizada en los medios industriales fuertemente perturbados (por ejemplo, en los túneles del metro). Esta propiedad también permite la coexistencia por los mismos conductos de cables ópticos no metálicos con los cables de energía eléctrica. Atenuación muy pequeña independiente de la frecuencia, lo que permite salvar distancias importantes sin elementos activos intermedios. Puede proporcionar comunicaciones hasta los 70 km. antes de que sea necesario regenerar la señal, además, puede extenderse a 150 km. utilizando amplificadores láser. Gran resistencia mecánica (resistencia a la tracción, lo que facilita la instalación). Resistencia al calor, frío, corrosión. Facilidad para localizar los cortes gracias a un proceso basado en la telemetría, lo que permite detectar rápidamente el lugar y posterior reparación de la avería, simplificando la labor de mantenimiento. Con un coste menor respecto al cobre. Factores ambientales. C.P. Gestión y Supervisión de Alarmas de Redes / UF1854 Monitorización de Red y resolución Incidencias/ UD1. Redes de Comunicaciones

Medios de transmisión guiados: Fibra Óptica, ventajas y desventajas Desventajas A pesar de las ventajas antes enumeradas, la fibra óptica presenta una serie de desventajas frente a otros medios de transmisión, siendo las más relevantes las siguientes: • • • • • • • • • •

La alta fragilidad de las fibras. Necesidad de usar transmisores y receptores más costosos. Los empalmes entre fibras son difíciles de realizar, especialmente en el campo, lo que dificulta las reparaciones en caso de ruptura del cable. No puede transmitir electricidad para alimentar repetidores intermedios. La necesidad de efectuar, en muchos casos, procesos de conversión eléctrica-óptica. La fibra óptica convencional no puede transmitir potencias elevadas. No existen memorias ópticas. La fibra óptica no transmite energía eléctrica, esto limita su aplicación donde el terminal de recepción debe ser energizado desde una línea eléctrica. La energía debe proveerse por conductores separados. Las moléculas de hidrógeno pueden difundirse en las fibras de silicio y producir cambios en la atenuación. El agua corroe la superficie del vidrio y resulta ser el mecanismo más importante para el envejecimiento de la fibra óptica. Incipiente normativa internacional sobre algunos aspectos referentes a los parámetros de los componentes, calidad de la transmisión y pruebas.

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Medios de transmisión guiados: Fibra Óptica, FTTH

En el caso de FTTH con TESA tenemos: Roseta óptica para recibir la fibra monomodo 657-A2 con un conector SC/APC de salida. De la roseta va una fibra hacia el ONT (Optical Network Terminal). Este equipo es un convertidos de medios que utilizando diferentes longitudes de onda es capaz de transmitir y recibir de forma simultánea y por una sola fibra monomodo la información de voz, datos y vídeo. Tiene un puerto óptico, cuatro puertos ethernet y dos de VoIP.

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Medios de transmisión guiados: Fibra Óptica, FTTH

La conexión de los teléfonos es mediante puertos analógicos aunque internamente el ONT utiliza SIP. La conexión a TV como a PC es Gigabit Ethernet. El puerto óptico utiliza luz de 1310nm en el enlace ascendente de datos, de 1490 nm para el descendente de datos y 1550 nm para el descendente de TV. Cumple el estándar GPPON:ITU-T G.984. En cuanto a VoIP cumple los estándares H.248, SIP, G.711 A/u, G.729 a/b y T.38. También soporta multicast IGMPv2 y v3 y es un router con función NAT, NAPT y ALG. Las redes ópticas tipo GPON (Gigabit-capable Passivve Optical Network) son de tipo pasivo, es decir no existen equipos activos como amplificadores ópticos entre el equipo del operador OLT y los de los usuarios ONT. C.P. Gestión y Supervisión de Alarmas de Redes / UF1854 Monitorización de Red y resolución Incidencias/ UD1. Redes de Comunicaciones

Medios de transmisión guiados: Fibra Óptica, FTTH En el enlace descendente a cada usuario le llegan sus propias tramas y todas las del resto de usuarios. El ONT es el encargado de dejar pasar únicamente las tramas de cada usuario hacia el interior de su red particular. En el enlace ascendente cada ONT envía su trama en un intervalo temporal perfectamente delimitado, a fin de no colisionar con tramas ascendentes de otros ONT. Se utiliza por tanto el sistema de multiplexación TDMA, el cual exige que todos los elementos de una red GPON deben de estar sincronizados a una referencia temporal común. C.P. Gestión y Supervisión de Alarmas de Redes / UF1854 Monitorización de Red y resolución Incidencias/ UD1. Redes de Comunicaciones

Medios de transmisión guiados: Fibra Óptica, FTTH

El ONT está conectado mediante una conexión GigaBit con el router Wifi de la instalación. Este equipo es un típico router con wifi integrado 802.11 n y compatible con 802.11 b/g. Como la mayoría de los routers de tipo “doméstico” soporta la funcionalidad UPnP. Implementa un servidor DHCP y soporta igualmente NAT y PAT. En cuanto a las interfaces, el router tiene cuatro puertos Gigabit Ethernet para la conexión de los equipos de usuario. Contiene también otro puerto Gigabit Ethernet para la conexión WAN, que en este caso es el que se utiliza para conectarlo con el ONT. C.P. Gestión y Supervisión de Alarmas de Redes / UF1854 Monitorización de Red y resolución Incidencias/ UD1. Redes de Comunicaciones

Medios de transmisión guiados: Fibra Óptica, FTTH En caso de tener TV el siguiente equipo será un descodificador TV, el descodificador se conecta a la televisión mediante un cable HDMI, aunque los receptores de TV sin este tipo de conector también se pueden conectar mediante los conectores RCA de audio (R – L) y vídeo compuesto (CVBS – Color, Video, Blanking, & Sync).

En el cable de fibra óptica aparece la denominación 1 F.O. 10.D-7A2 EXT . Esta denominación hace referencia a un cable de exterior con una fibra monomodo de tipoG.657 A2. Esta fibra es compatible con la fibra monomodo utilizada en la ICT-2, la cual debe de ser del tipo G.657 categorías A2 o B3. De la misma forma, estas fibras deben de ser compatibles con las fibras de tipo G.652.D. C.P. Gestión y Supervisión de Alarmas de Redes / UF1854 Monitorización de Red y resolución Incidencias/ UD1. Redes de Comunicaciones

Medios de transmisión guiados: Fibra Óptica, FTTH El estandar ITU-T G.657 fue aprobado en diciembre de 2006 y contiene dos tipos distintos de fibras ópticas monomodo para uso en redes de acceso: Categoría A: Son fibras preparadas para trabajar en las bandas O,E,S,C y L (desde 1260 nm a 1625 nm). Son fibras que tienen las mismas propiedades de transmisión e interconexión que las de tipo G.652.D y que además mejoran las características de pérdidas por curvatura y que tienen unas especificaciones dimensionales más estrictas. Categoría B: Estas fibras están preparadas para trabajar con longitudes de onda desde 1310 a 1625 nm. Normalmente se utilizan en el interior de los edificios porque tienen muy bajas pérdidas por curvatura, pero a cambio no son compatibles con las G.652 a la hora de fusionarlas y conectarlas.

Pérdidas por curvatura de las fibras G.657 A y G.657 B

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Medios de transmisión guiados: Fibra Óptica, FTTH Esta fibra óptica que llega a cada domicilio del cliente de Movistar viene de una caja de empalmes de exterior colocada habitualmente en la propia fachada del edificio. Estas cajas se suelen conocer también por el nombre de Cajas de Terminación Óptica

Los cables de entrada de fibras ópticas a la caja de terminación óptica también tienen que ser fijados de forma sólida y estanca, de tal manera que no queden huecos o ranuras por donde pueda entrar el agua del exterior. Respecto del test de velocidad wifi se tiene que tener en cuenta: Tipo de wifi del router y del PC. Si uno de los dos tiene Wifi b/g en lugar de Wifi b/g/n, la conexión Wifi se realizará mediante Wifi “g” y eso significa que la velocidad máxima será de 54 Mbps y esta velocidad es en bruto incluida cabeceras wifi. Con wifi g se puede acercar a los 25 Mbps. C.P. Gestión y Supervisión de Alarmas de Redes / UF1854 Monitorización de Red y resolución Incidencias/ UD1. Redes de Comunicaciones

Medios de transmisión guiados: Fibra Óptica, FTTH Esta fibra óptica que llega a cada domicilio del cliente de Movistar viene de una caja de empalmes de exterior colocada habitualmente en la propia fachada del edificio. Estas cajas se suelen conocer también por el nombre de Cajas de Terminación Óptica

Los cables de entrada de fibras ópticas a la caja de terminación óptica también tienen que ser fijados de forma sólida y estanca, de tal manera que no queden huecos o ranuras por donde pueda entrar el agua del exterior. Respecto del test de velocidad wifi se tiene que tener en cuenta: Tipo de wifi del router y del PC. Si uno de los dos tiene Wifi b/g en lugar de Wifi b/g/n, la conexión Wifi se realizará mediante Wifi “g” y eso significa que la velocidad máxima será de 54 Mbps y esta velocidad es en bruto incluida cabeceras wifi. Con wifi g se puede acercar a los 25 Mbps. C.P. Gestión y Supervisión de Alarmas de Redes / UF1854 Monitorización de Red y resolución Incidencias/ UD1. Redes de Comunicaciones

Medios de transmisión guiados: Fibra Óptica, FTTH Además, independientemente del sistema Wifi empleado, “b”, “g” o “n”, siempre se trabaja en modo Half-Duplex. Esto significa que un canal wifi no puede ser utilizado simultáneamente para transmitir y para recibir. Por lo tanto, la recepción de paquetes de datos a través de wifi será “ralentizada” un poco por los paquetes de reconocimiento “ACK” que debe de enviar un equipo Wifi al emisor cada vez que recibe correctamente un paquete desde éste.

También se debe de tener muy en cuenta que Wifi utiliza el protocolo CSMA/CA. En este protocolo todos los equipos wifi “escuchan” antes de emitir y esperan a emitir hasta que el canal está libre. Una vez que un equipo wifi ha comenzado a transmitir, lo hace hasta el final, no detectando las posibles colisiones (como si hace el protocolo CSMA/CD de Ethernet por cable). Al terminar la transmisión espera hasta recibir el ACK correspondiente del equipo al que envió el paquete y si no lo recibe en un tiempo prefijado, supone que el paquete no ha llegado a su destino y vuelve a retransmitirlo. Todo esto significa que si al mismo tiempo que tú haces la prueba de velocidad, hay otros usuarios en el mismo canal wifi, la velocidad neta de tu comunicación wifi se verá reducida, por las continuas pérdidas de paquetes debido a colisiones y por las esperas para permitir que los otros usuarios puedan realizar sus comunicaciones. En wifi, todos los equipos wifi que están en un mismo canal cooperan entre sí. Cuando uno de ellos envía un paquete correctamente y recibe el ACK correspondiente, espera un intervalo prefijado antes de enviar el siguiente, para permitir a otro equipo wifi utilizar dicho canal Los equipos wifi no colaboran en absoluto con equipos no-wifi que estén en la misma banda de frecuencias, como por ejemplo los microondas, mandos a distancia por RF y sistemas RFID. Si uno de estos equipos está activo y está produciendo interferencias sobre un canal en el que un equipo wifi está trabajando, el equipo Wifi esperará de forma indefinida hasta que el canal quede libre. C.P. Gestión y Supervisión de Alarmas de Redes / UF1854 Monitorización de Red y resolución Incidencias/ UD1. Redes de Comunicaciones

Medios de transmisión inalámbricos, tipos de Antenas La comunicación inalámbrica o sin cables es aquella en la que la comunicación (emisor/receptor) no se encuentra unida por un medio de propagación físico, sino que se utiliza la modulación de ondas electromagnéticas a través del espacio. En este sentido, los dispositivos físicos sólo están presentes en los emisores y receptores de la señal, entre los cuales encontramos: antenas, computadoras portátiles, PDA, teléfonos móviles, etc… En este tipo de medios, la transmisión y la recepción de información se lleva a cabo mediante antenas. A la hora de transmitir, la antena irradia energía electromagnética en el medio. Por el contrario, en la recepción la antena capta las ondas electromagnéticas del medio que la rodea. Para las transmisiones no guiadas, la configuración puede ser:  direccional, en la que la antena transmisora emite la energía electromagnética concentrándola en un haz, por lo que las antenas emisora y receptora deben estar alineadas  omnidireccional, en la que la radiación se hace de manera dispersa, emitiendo en todas direcciones, pudiendo la señal ser recibida por varias antenas. Generalmente, cuanto mayor es la frecuencia de la señal transmitida es más factible confinar la energía en un haz direccional C.P. Gestión y Supervisión de Alarmas de Redes / UF1854 Monitorización de Red y resolución Incidencias/ UD1. Redes de Comunicaciones

Medios de transmisión inalámbricos, longitud de onda y frecuencia La transmisión de datos a través de medios no guiados añade problemas adicionales, provocados por la reflexión que sufre la señal en los distintos obstáculos existentes en el medio. Resultando más importante el espectro de frecuencias de la señal transmitida que el propio medio de transmisión en sí mismo. Frecuencia: Es la magnitud que mide el número de veces que una señal se repite en la unidad de tiempo y su unidad el Hertzio (Hz) Longitud de Onda: Es la distancia que una señal recorre en el intervalo de tiempo entre dos máximos consecutivos. Se denomina Lambda. Hertz: Un Hz equivale a un ciclo por segundo. 1 KHz: 1000 ciclos por segundo 1 Mhz: Un millón de ciclos por segundo. 1Ghz: Mil millones de ciclos por segundo.

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Medios de transmisión inalámbricos: organizaciones, espectro. La ITU es la organización de la coordinación, gestión, desarrollo y normalización de las telecomunicaciones a nivel mundial entre administraciones y operadoras. http://www.itu.int/es/Pages/default.aspx CNAF: Cuadro Nacional de Atribución de Frecuencias, regula el uso que se le da al espectro radioeléctrico en nuestro país. http://www.minetur.gob.es/telecomunicaciones/Espectro/Paginas/CNAF.aspx

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Medios de transmisión inalámbricos: Espectro.

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Medios de transmisión inalámbricos: Radiofrecuencias Según el rango de frecuencias de trabajo, las transmisiones no guiadas se pueden clasificar en tres tipos: Radiofrecuencias u ondas de radio, En radiocomunicaciones, aunque se emplea la palabra “radio”, las transmisiones de televisión, radio (radiofonía o radiodifusión), radar y telefonía móvil están incluidas en esta clase de emisiones de radiofrecuencia. Otros usos son audio, video, radionavegación, servicios de emergencia y transmisión de datos por radio digital; tanto en el ámbito civil como militar. También son usadas por los radioaficionados.

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Medios de transmisión inalámbricos: microondas Microondas: En telecomunicaciones, las microondas son usadas en radiodifusión, ya que estas pasan fácilmente a través de la atmósfera con menos interferencia que otras longitudes de onda mayores. Usualmente, las microondas son usadas para enlazar dos puntos que no pueden cablearse, en programas informativos de televisión para transmitir una señal desde una localización remota a una estación de televisión mediante una camioneta especialmente equipada. La televisión por cable y el acceso a Internet vía cable coaxial usan algunas de las más bajas frecuencias de microondas. Se pueden utilizar para comunicación terrestre o con satélites.

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Medios de transmisión inalámbricos: Microondas

Las principales frecuencias utilizadas en microondas se encuentran alrededor de los 12 GHz, 18 y 23 Ghz, las cuales son capaces de conectar dos localidades entre 1 y 25 kilómetros de distancia una de la otra. El equipo de microondas que opera entre 2 y 6 Ghz puede transmitir a distancias entre 30 y 50 kilómetros.

Dada sus frecuencias, del orden de 1 a 10 Ghz, las microondas son muy direccionales y sólo se pueden emplear en situaciones en que existe una línea visual entre emisor y receptor. Los enlaces de microondas permiten grandes velocidades de transmisión, del orden de 10 Mbps. C.P. Gestión y Supervisión de Alarmas de Redes / UF1854 Monitorización de Red y resolución Incidencias/ UD1. Redes de Comunicaciones

Medios de transmisión inalámbricos: Microondas Satelitales Microondas Satelitales: Las microondas satelitales lo que hacen básicamente, es retransmitir información, se usa como enlace entre dos o más transmisores receptores terrestres, denominados estaciones base. El satélite funciona como un espejo sobre el cual la señal rebota, su principal función es la de amplificarla señal, corregirla y retransmitirla a una o más antenas ubicadas en la tierra.

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Medios de transmisión inalámbricos: Wi-fi La radiación de microondas comprende longitudes de onda de 1 mm a 1 m. (300 MHz-300 GHz.). Se trata de una radiación muy energética, pero poco penetrante por otra parte. En los 2,45 GHz se encuentra la frecuencia de resonancia de la molécula de agua, motivo por el que esta radiación se emplea para elevar la temperatura en hornos de microondas. Cuando hablamos de tecnologías móviles e inalámbricas nos movemos habitualmente en estos rangos:  De 300 Hz a 300 MHz. Radiodifusión AM y FM, estaciones de TV, comunicaciones marinas y aeronáuticas.  De 300 MHz a 300 GHz (microondas). Bandas UHF, SHF y EHF de telefonía móvil, wi-fi, comunicaciones por satélite, radares…

El wifi es un mecanismo de conexión de dispositivos electrónicos de forma inalámbrica. Los campos que genera son similares a los de la telefonía móvil, pero funcionando a 2,4 GHz. (802.11n sube a 600 Mbps y utiliza simultáneamente 2,4Ghz y 5,4Ghz) Wi-Fi Alliance es la asociación de diversas empresas tecnológicas que fomentan, mejorar y garantizan la calidad de los dispositivos que utilizan esta tecnología asegurándose que llevan la marca registrada Wi-fi si han sido certificados por esta organización bajo el estándar IEE 802.11 (define las características de una red de área local inalámbrica WLAN, regulando los dos niveles inferiores de la capa OSI, capa física y de enlace de datos). C.P. Gestión y Supervisión de Alarmas de Redes / UF1854 Monitorización de Red y resolución Incidencias/ UD1. Redes de Comunicaciones

Medios de transmisión inalámbricos: Infrarrojos La comunicación por infrarrojos utiliza luz infrarroja para transferir datos. El uso de la luz infrarroja se puede considerar muy similar a la transmisión digital con microondas. El has infrarrojo puede ser producido por un láser o un LED. Los dispositivos emisores y receptores deben estar colocados “a la vista” el uno del otro. Infrared Data Association (IrDA), “Asociación de Datos Infra-rojos”, define un estándar físico en la forma de transmisión y recepción de datos por rayos infrarrojos. Permiten la comunicación bidireccional entre dos extremos a velocidades que oscilan entre los 9600 bit/s y los 4 Mbit/s. El VFIR se encuentra en estudio, con unas velocidades teóricas de hasta 16 Mbit/s. Todas las cosas por encima de los 0º Kelvin emiten luz infrarroja

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Medios de transmisión inalámbricos: Infrarrojos. Características Características de los Sistemas Infrarrojos de Comunicaciones. En general los sistemas de comunicaciones infrarrojos ofrecen ventajas significativas respecto a los sistemas de radio frecuencia. Al utilizar luz, los sistemas Infrarrojos de comunicaciones cuentan con un canal cuyo potencial de ancho de banda es muy grande y no están regulados en ninguna parte del planeta (todas las frecuencias están libres). Además, los sistemas infrarrojos de comunicaciones son inmunes a interferencias y ruido de tipo radioeléctrico. Como la luz infrarroja no puede atravesar paredes, es posible (en comunicaciones interiores) operar al menos un enlace (celda) en cada cuarto de un edificio sin interferencia con los demás, permitiendo así una alta densidad de reutilización del sistema, obteniéndose una gran capacidad por unidad de área. El confinamiento de las señales infrarrojas hace difícil que escuchas clandestinos las puedan captar.

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Medios de transmisión inalámbricos: Infrarrojos. Tipos En general, los sistemas IR se pueden clasificar según el grado de direccionalidad del transmisor y del receptor:  Los enlaces dirigidos emplean transmisores y receptores altamente direccionales, los cuales deben apuntar uno al otro o hacia un área común (generalmente en el techo) para establecer el enlace.  Los enlaces no dirigidos en ellos se emplean transmisores y receptores de gran ángulo, disminuyendo así la necesidad de tal apuntamiento. En los enlaces directos se maximiza la eficiencia de potencia, ya que esta se dirige en un rango muy pequeño de direcciones, y por lo mismo se minimizan las pérdidas de propagación y la recepción de ruido causado por la luz ambiental. Al ser mínima la necesidad de apuntamiento, en un enlace no dirigido se facilita su reconfiguración.

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Medios de transmisión inalámbricos: Infrarrojos, protocolos Protocolos PHY (Physical Signaling Layer) establece la distancia máxima, la velocidad de transmisión y el modo en el que la información se transmite. IrLAP (Link Access Protocol) facilita la conexión y la comunicación entre dispositivos. IrLMP (Link Management Protocol) permite la multiplexación de la capa IrLAP. IAS (Information Access Service) actúa como unas páginas amarillas para un dispositivo. Tiny TP mejora la conexión y la transmisión de datos respecto a IrLAP. IrOBEX diseñado para permitir a sistemas de todo tamaño y tipo intercambiar comandos de una manera estandarizada. IrCOMM para adaptar IrDA al método de funcionamiento de los puertos serie y paralelo. IrLAN permite establecer conexiones entre ordenadores portátiles y LANs de oficina.

Pila de Protocolos definida: En azul los obligatorios

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Medios de transmisión inalámbricos: Infrarrojos. Métodos transmisión A la hora de transmitir, las estaciones infrarrojas pueden usar tres tipos de métodos para ello: punto a punto, casi-difuso y difuso. Sistemas IR punto a punto. En un enlace punto a punto, el transmisor concentra su potencia en una pequeña región del espacio, por lo cual, para una potencia dada, este sistema es el que mayor distancia puede alcanzar. De una manera parecida, el receptor capta luz infrarroja solo de una pequeña región del espacio, produciéndose así un mínimo de distorsión por multitrayectorias y de ruido causado por las fuentes de luz ambiental. La combinación de estas características da como resultado altas razones de transmisión y grandes alcances. Además de esto, los sistemas punto a punto son relativamente baratos y simples. Un buen ejemplo de sistemas infrarrojos punto a punto son los enlaces intersatelitales, en donde las condiciones ambientales (vacío) permiten que con relativamente pequeña potencia se tengan alcances y razones de transmisión muy grandes (cientos o miles de km y varios Gbps). Aunado a esto, el reducido espacio y poco peso de un sistema IR, cuestiones importantes en los satélites, le dan una gran ventaja respecto a los sistemas de RF en este tipo de aplicaciones. C.P. Gestión y Supervisión de Alarmas de Redes / UF1854 Monitorización de Red y resolución Incidencias/ UD1. Redes de Comunicaciones

Medios de transmisión inalámbricos: Infrarrojos, métodos de transmisión Sistemas IR casi-difuso. En el modo casi-difuso, el tipo de emisión es radial; esto es, la emisión se produce en todas direcciones, al contrario que en el modo punto a punto. Para conseguir esto, lo que se hace es transmitir hacia distintas superficies reflectantes, las cuales redirigirán el haz de luz hacia la/s estación/es receptora/s. De esta forma, se rompe la limitación impuesta en el modo punto a punto de la direccionalidad del enlace. En función de cómo sea esta superficie reflectante, podemos distinguir dos tipos de reflexión: pasiva y activa.  En la reflexión pasiva, la superficie reflectante simplemente refleja la señal, debido a las cualidades reflexivas del material.  En la reflexión activa, por el contrario, el medio reflectante no sólo refleja la señal, sino que además la amplifica. En este caso, el medio reflectante se conoce como satélite. Destacar que, mientras la reflexión pasiva es más flexible y barata, requiere de una mayor potencia de emisión por parte de las estaciones, debido al hecho de no contar con etapa repetidora. C.P. Gestión y Supervisión de Alarmas de Redes / UF1854 Monitorización de Red y resolución Incidencias/ UD1. Redes de Comunicaciones

Medios de transmisión inalámbricos: Infrarrojos, métodos de transmisión Sistemas IR difusos. Como se analizó anteriormente, entre todos los tipos de sistemas IR, los sistemas IR difusos son los más fáciles de utilizar y también los más robustos, no se requiere apuntar tanto al transmisor como al receptor, ni se requiere que haya línea de vista entre estos. Sin embargo, los sistemas IR difusos tienen más altas perdidas de propagación que sus contrapartes de línea de vista, requiriendo altas potencias de transmisión y un receptor que tenga una gran área de colección de luz. Transmisores difusos típicos emplean varios LEDs, los cuales son orientados en diferentes direcciones, para proveer una diversidad de trayectorias de propagación. Cuando transmiten, típicamente emiten una potencia óptica promedio en el intervalo de 100 a 500 mW, esto causa un consumo de potencia eléctrica más alto que el de un transmisor típico IrDA. Los receptores difusos típicos emplean como detectores diodos pin de silicio encapsulado en lentes hemisféricos, los cuales concentran la luz y tienen un amplio campo visual.

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Medios de transmisión inalámbricos: Infrarrojos, configuraciones de red

Dependiendo de las necesidades de la red inalámbrica, esta puede adoptar dos configuraciones posibles: 1) Peer to Peer o Ad Hoc: Es el tipo de configuración más sencilla, en el que dos o más estaciones se conectan directamente, de forma visible, formando una especie de anillo.

2) Modo Infraestructura: En este tipo de configuración, se añade un elemento llamado punto de acceso (más conocido como AP (Access Point)). Dicho elemento, permite formar redes de menor tamaño que serán interconectadas a través de él. En ocasiones, dependiendo del tipo de punto de acceso, las redes pueden ser de tipos distintos, siendo este dispositivo el encargado de realizar la conversión entre señales. C.P. Gestión y Supervisión de Alarmas de Redes / UF1854 Monitorización de Red y resolución Incidencias/ UD1. Redes de Comunicaciones

Medios de transmisión inalámbricos: Infrarrojos, FSO Free Space Optics (FSO) La tecnología óptica láser punto a punto se utiliza para conectar redes en áreas metropolitanas densamente pobladas. Permite conectar redes que se encuentran separadas desde unos pocos metros hasta 4 o 5 kilómetros. Esta tecnología utiliza el espectro no licenciado mediante rayos de luz infrarroja y se pueden alcanzar velocidades de hasta 1500 Mbps. Un inconveniente es la necesidad de los equipos cuenten con una línea de visión directa entre ellos, es decir no puede haber otros edificio, arboles u otras estructuras que bloqueen la línea de visión entre ellos. Pero esto se compensa con el hecho de que no es necesario negociar o pagar derechos por la utilización de la azotea ya que puede instalarse detrás de una ventana. Otras ventajas de esta tecnología incluyen el hecho de que no hay que tirar ningún cable o fibra óptica ni contratar enlaces a las empresas de telecomunicaciones. Es relativamente fácil de instalar y, a diferencia de las microondas, no requiere una licencia por el uso del una radiofrecuencia. Es inmune a interferencias o saturaciones. C.P. Gestión y Supervisión de Alarmas de Redes / UF1854 Monitorización de Red y resolución Incidencias/ UD1. Redes de Comunicaciones

Medios de transmisión inalámbricos: Infrarrojos, FSO La ventaja del láser, un haz muy estrecho, es aquí también una debilidad. Apuntar un rayo láser de 1 mm de anchura a un blanco de 1 mm a 500 metros de distancia requiere mucha puntería y precisión en la instalación. Por lo general, se añaden lentes al sistema para desenfocar ligeramente el rayo. Inconvenientes: Uno de los principales problemas de los sistemas de comunicación basados en tecnología óptica es la niebla densa. La lluvia y la nieve tienen poco efecto sobre estos sistemas, pero la niebla pueden cambiar las características de la luz. La solución para este problema es disminuir la distancia de los enlaces e incluir redundancia. Los láseres utilizados trabajan a una longitud de onda segura para el ojo humano.

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Medios de transmisión inalámbricos: Bluetooth Bluetooth es una especificación industrial para Redes Inalámbricas de Área Personal (WPAN) que posibilita la transmisión de voz y datos entre diferentes dispositivos mediante un enlace por radiofrecuencia en la banda de los 2,4 GHz. Los principales objetivos que se pretenden conseguir con esta norma son:  Facilitar las comunicaciones entre equipos móviles.  Eliminar los cables y conectores entre éstos.  Ofrecer la posibilidad de crear pequeñas redes inalámbricas y facilitar la sincronización de datos entre equipos personales.

Se denomina Bluetooth al protocolo de comunicaciones diseñado especialmente para dispositivos de bajo consumo, que requieren corto alcance de emisión y basados en transceptores de bajo costo. Los dispositivos que incorporan este protocolo pueden comunicarse entre ellos cuando se encuentran dentro de su alcance. Las comunicaciones se realizan por radiofrecuencia de forma que los dispositivos no tienen que estar alineados y pueden incluso estar en habitaciones separadas si la potencia de transmisión es suficiente.

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Medios de transmisión inalámbricos: Bluetooth Estos dispositivos se clasifican como "Clase 1", "Clase 2" o "Clase 3" en referencia a su potencia de transmisión, siendo totalmente compatibles Clase

Potencia máxima permitida (mW)

Alcance (aproximado)

Clase 1

100 mW

~30 metros

Clase 2

2.5 mW

~5-10 metros

Clase 3

1 mW

~1 metro

Los dispositivos con Bluetooth también pueden clasificarse según su capacidad de canal: Versión

Ancho de banda

Versión 1.2

1 Mbit/s

Versión 2.0 + EDR

3 Mbit/s

Versión 3.0 + HS

24 Mbit/s

Versión 4.0

24 Mbit/s

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Medios de transmisión inalámbricos: Usos de Bluetooth, Banda de frecuencias ISM Usos de Bluetooth Bluetooth se utiliza principalmente en un gran número de productos tales como teléfonos, impresoras, módems y auriculares. Su uso es adecuado cuando puede haber dos o más dispositivos en un área reducida sin grandes necesidades de ancho de banda. Su uso más común está integrado en teléfonos y PDA, bien por medio de unos auriculares Bluetooth o en transferencia de ficheros. además se puede realizar y confeccionar enlaces o vincular distintos dispositivos entre sí. Bluetooth simplifica el descubrimiento y configuración de los dispositivos, ya que estos pueden indicar a otros los servicios que ofrecen, lo que permite establecer la conexión de forma rápida (solo la conexión, no la velocidad de transmisión).

ISM (Industrial, Scientific and Medical) son bandas reservadas internacionalmente para uso no comercial de radiofrecuencia electromagnética en áreas industrial, científica y médica. En la actualidad estas bandas han sido popularizadas por su uso en comunicaciones WLAN (e.g. Wi-Fi) o WPAN (e.g. Bluetooth). El uso de estas bandas de frecuencia está abierto a todo el mundo sin necesidad de licencia, respetando las regulaciones que limitan los niveles de potencia transmitida. Este hecho fuerza a que este tipo de comunicaciones tengan cierta tolerancia frente a errores y que utilicen mecanismos de protección contra interferencias C.P. Gestión y Supervisión de Alarmas de Redes / UF1854 Monitorización de Red y resolución Incidencias/ UD1. Redes de Comunicaciones

Medios de transmisión: ejercicios Ejercicios propuestos: 1. Definir para cada uno de los medios de transmisión guiados, la zona principal del espectro electromagnético en el que se utilizan. 2. ¿Qué son y para que sirven los dispositivos PLC? Frecuencias de trabajo que utilizan. 3. Que bandas de frecuencias están reguladas en España para los siguientes servicios: 1. Telefonía móvil 2. Televisión digital 3. Radioaficionados 4. Radio FM Comercial 5. Televisión por satélite 6. Radares en automoción. 4. En que consiste el IEE 802.11ac y características principales

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