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redes
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UNIVERSIDAD NACIONAL DE ASUNCION
FACULTAD POLITECNICA
REDES DE DATOS I
“Medios de TX guiados y no guiados”
Profesor: Ing. Juan Carlos Ahrens
Alumno: Alberto Antonio Bobadilla Santacruz
SAN LORENZO – 2015
INTRODUCCION
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.
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.
semi-dúplex (half-duplex).
dúplex o dúplex completo (full-duplex).
También los medios de transmisión se caracterizan por utilizarse en rangos de frecuencia
de trabajo diferentes.
MEDIOS DE TRANSMISION GUIADOS
Los medios de transmisión guiados están constituidos por cables que se encargan de
la conducción (o guiado) de las señales desde un extremo al otro. Las principales
características de los medios guiados son el tipo de conductor utilizado, la velocidad
máxima de transmisión, las distancias máximas que puede ofrecer entre repetidores, la
inmunidad frente ainterferencias electromagnéticas, la facilidad de instalación y la
capacidad de soportar diferentes tecnologías de nivel de enlace. La velocidad de
transmisión depende directamente de la distancia entre los terminales, y de si el medio se
utiliza para realizar un enlace punto a punto o un enlace multipunto. Debido a esto, los
diferentes medios de transmisión tendrán diferentes velocidades de conexión que se
adaptarán a utilizaciones dispares.
Dentro de los medios de transmisión guiados, los más utilizados en el campo de las
telecomunicaciones y la interconexión de computadoras son tres:
cable de par trenzado,
cable coaxial y
fibra óptica.
Medio de transmisión
Razón de datos total
Ancho de banda
Separación entre repetidores (km)
Cable de par trenzado
4 Mbps 3 MHz 2 a 10
Cable coaxial 500 Mbps 350 MHz 1 a 10
Cable de fibra óptica 2 Gbps 2 GHz 10 a 100
CABLE PAR TRENZADO
En telecomunicaciones, el cable de par trenzado es un tipo de conexión que tiene
dos conductores eléctricos aislados y entrelazados para anular las interferencias de
fuentes externas y diafonía de los cables adyacentes.
Fue inventado por Alexander Graham Bell en 1881.
El cable de par trenzado consiste en ocho hilos de cobre aislados entre sí, trenzados de
dos en dos que se entrelazan de forma helicoidal, como una molécula de ADN. De esta
forma el par trenzado constituye un circuito que puede transmitir datos.
Esto se hace porque dos alambres paralelos constituyen una antena simple. 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.
Un cable de par trenzado está formado por un grupo de pares trenzados, normalmente
cuatro, recubiertos por un materialaislante. Cada uno de estos pares se identifica mediante
un color.
El entrelazado de cables que llevan señal en modo diferencial (es decir que una es la
invertida de la otra), tiene dos motivos principales:
1. Si tenemos que la forma de onda es A(t) en uno de los cables y en el otro es -
A(t) y n(t) es ruido añadido por igual en ambos cables durante el camino hasta el
receptor, tendremos: A(t) + n(t) en un cable y en el otro -A(t) + n(t) al hacer la
diferencia en el receptor, quedaremos con 2A(t) y habremos eliminado el ruido.
2. Si pensamos en el campo magnético que producirá esta corriente en el cable y
tenemos en cuenta que uno está junto al otro y que en el otro la corriente irá en
sentido contrario, entonces los sentidos de los campos magnéticos serán opuestos
y el módulo será prácticamente el mismo, con lo cual eliminaremos los campos
fuera del cable, evitando así que se induzca alguna corriente en cables aledaños.
3. En la historia de las telecomunicaciones, el cable de par trenzado ha tenido un rol
fundamental. Este tipo de cable es el más común y se originó como solución para
conectar teléfonos, terminales y computadoras sobre el mismo cableado, ya que
está habilitado para comunicación de datos permitiendo transmisiones
con frecuencias más altas. Con anterioridad, enEuropa, los sistemas de telefonía
empleaban cables de pares no trenzados, para poder comunicarse.
4. Los primeros teléfonos utilizaban líneas telegráficas, o alambres abiertos de un
solo conductor de circuitos de conexión a tierra. En la década de 1880-1890 fueron
instalados tranvías eléctricos en muchas ciudades de Estados Unidos, lo que
indujo ruido en estos circuitos. Al ser inútiles las demandas por este asunto, las
compañías telefónicas pasaron a los sistemas de circuitos balanceados, que tenían
el beneficio adicional de reducir la atenuación, y por lo tanto, cada vez mayor
alcance.
5. Cuando la distribución de energía eléctrica se hizo cada vez más común, esta
medida resultó insuficiente. Dos cables, colgados a ambos lados de las barras
cruzadas en los postes de alumbrado público, compartían la ruta con las líneas de
energía eléctrica. En pocos años, el creciente uso de la electricidad trajo de nuevo
un aumento de la interferencia, por lo que los ingenieros idearon un método
llamado “transposición de conductores”, para cancelar la interferencia.
6. En este método, los conductores intercambiaban su posición una vez por cada
varios postes. De esta manera, los dos cables recibirían similares interferencias
electromagnéticas de las líneas eléctricas. Esto representó una rápida
implementación del trenzado, a razón de unos cuatro trenzados por kilómetro, o
seis por milla. Estas líneas balanceadas de alambre abierto con transposiciones
periódicas aún subsisten, hoy en día, en algunas zonas rurales de Estados Unidos.
7. Los cables de par trenzado fueron inventados por Alexander Graham
Bell en 1881.3 En 1900, el conjunto de la red estadounidense de la línea telefónica
era o de par trenzado o hilo abierto con la transposición a la protección contra
interferencias. Hoy en día, la mayoría de los millones de kilómetros de pares
trenzados en el mundo está fija en instalaciones aéreas, propiedad de las
compañías telefónicas, y se utiliza para el servicio de voz, y sólo son manejados o
incluso vistos por los trabajadores telefónicos.
TIPOS
Unshielded twisted pair (UTP) o par trenzado sin blindaje: son cables de pares
trenzados sin blindar que se utilizan para diferentes tecnologías deredes 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.CATEGORIAS
La especificación 568A Commercial Building Wiring Standard de la EIA/TIA (Alianza de
Industrias Electrónicas (EIA) y laAsociación de la Industria de Telecomunicaciones (TIA))
específica el tipo de cable UTP que se utilizará en cada situación y construcción.
Dependiendo de la velocidad de transmisión, ha sido dividida en diferentes categorías de
acuerdo a esta tabla:
Categorí Ancho de Aplicaciones Notas
abanda
(MHz)
Cat. 1 0,4 MHzLíneas telefónicas y módem de
banda ancha.
No descrito en las
recomendaciones del
EIA/TIA. No es adecuado
para sistemas modernos.
Cat. 2 4 MHz
Cable para conexión de
antiguos terminales como
el IBM 3270.
No descrito en las
recomendaciones del
EIA/TIA. No es adecuado
para sistemas modernos.
Cat. 316 MHz
Clase C
10BASE-T and 100BASE-
T4Ethernet
Descrito en la norma
EIA/TIA-568. No es
adecuado para transmisión
de datos mayor a 16 Mbit/s.
Cat. 4 20 MHz 16 Mbit/s Token Ring
Cat. 5100 MHz
Clase D
10BASE-T y 100BASE-
TX Ethernet
Cat. 5e160 MHz
Clase D
100BASE-TX y 1000BASE-
TEthernet
Mejora del cable de
Categoría 5. En la práctica es
como la categoría anterior
pero con mejores normas de
prueba. Es adecuado
para Gigabit Ethernet
Cat. 6250 MHz
Clase E1000BASE-T Ethernet
Transmite a 1000Mbps.
Cable más comúnmente
instalado en Finlandia según
la norma SFS-EN 50173-1.
Cat. 6a
250 MHz
(500MHz
según otras
fuentes)
Clase E
10GBASE-T Ethernet (en
desarrollo)
Cat. 7600 MHz
Clase F
Cable U/FTP (sin blindaje) de
4 pares.
Cat. 7a1000 MHz
Clase F
Para servicios de
telefonía,Televisión por cable y
Ethernet 1000BASE-T en el
mismo cable.
Cable S/FTP (pares
blindados, cable blindado
trenzado) de 4 pares. Norma
en desarrollo.
Cat. 8 1200 MHzNorma en desarrollo. Aún sin
aplicaciones.
Cable S/FTP (pares
blindados, cable blindado
trenzado) de 4 pares.
Cat. 9 25000 MHz Norma en creación por la UE.
Cable S/FTP (pares
blindados, cable blindado
trenzado) de 8 pares con
milar y poliamida.
Cat. 10 75000 MHz
Norma en creación por la
G.E.R.A(RELATIONSHIP
BETWEEN COMPANIES
ANONYMA G) e IEEE.
Cable S/FTP (pares
blindados, cable blindado
trenzado) de 8 pares con
milar y poliamida.
CARACTERISTICAS DE TRANSMISION
Está limitado en distancia, ancho de banda y tasa de datos. También destacar que la
atenuación es una función fuertemente dependiente de la frecuencia. La interferencia y el
ruido externo también son factores importantes, por eso se utilizan coberturas externas y el
trenzado. Para señales analógicas se requieren amplificadores cada 5 o 6 kilómetros,
paraseñales digitales cada 2 ó 3. En transmisiones de señales analógicas punto a punto, el
ancho de banda puede llegar hasta 250 kHz. En transmisión de señales digitales a larga
distancia, el data rate no es demasiado grande, no es muy efectivo para estas aplicaciones
o dispositivos.
En redes locales que soportan ordenadores locales, el data rate puede llegar a
10 Mbps (Ethernet) y 100 Mbps (Fast Ethernet ).
En el cable par trenzado de cuatro pares, normalmente solo se utilizan dos pares de
conductores, uno para recibir (cables 3 y 6) y otro para transmitir (cables 1 y 2), aunque no
se pueden hacer las dos cosas a la vez, teniendo una trasmisión half-dúplex. Si se utilizan
los cuatro pares de conductores la transmisión es full-dúplex.
Ventajas
Bajo costo en su contratación.
Alto número de estaciones de trabajo por segmento.
Facilidad para el rendimiento y la solución de problemas.
Puede estar previamente cableado en un lugar o en cualquier parte.
Desventajas
Altas tasas de error a altas velocidades.
Ancho de banda limitado.
Baja inmunidad al ruido.
Baja inmunidad al efecto crosstalk (diafonía)
Alto costo de los equipos.
Distancia limitada (100 metros por segmento).
FIBRA OPTICA
La fibra óptica es un medio de transmisión, empleado habitualmente en redes de
datos y telecomunicaciones, 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. 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, en función de la ley de Snell. La fuente de luz puede provenir de
un láser o un diodo led.
Las fibras se utilizan ampliamente en telecomunicaciones, ya que permiten enviar gran
cantidad de datos a una gran distancia, con velocidades similares a las de la radio y
superiores a las de un cable convencional. Son el medio de transmisión por cable más
avanzado, al ser inmune a las interferencias electromagnéticas, y también se utilizan para
redes locales donde se necesite aprovechar las ventajas de la fibra óptica sobre otros
medios de transmisión.
HISTORIA
Los antiguos griegos usaban espejos para transmitir información, de modo rudimentario,
usando luz solar. En 1792, Claude Chappe diseñó un sistema de telegrafía óptica, que,
mediante el uso de un código y torres y espejos distribuidos a lo largo de los 200 km que
separan a Lille de París, conseguía transmitir un mensaje en tan sólo 16 minutos.
Aunque en 1820, eran conocidas las ecuaciones por las que rige la captura de la luz
dentro de una placa de cristal lisa, no sería sino 90 años mas tarde que estas ecuaciones
se ampliaron hacia los llamados cables de vidrio gracias a los trabajos de los
físicos Demetrius Hondros y Peter Debye en 1910.1
El confinamiento de la luz por refracción, el principio que posibilita la fibra óptica, fue
demostrado por Daniel Colladon y Jacques Babinet en París en los comienzos de la
década de 1840. El físico irlandés John Tyndall descubrió que la luz podía viajar dentro del
agua, curvándose por reflexión interna, y en 1870 presentó sus estudios ante los miembros
de la Real Sociedad.2 A partir de este principio se llevaron a cabo una serie de estudios, en
los que demostraron el potencial del cristal como medio eficaz de transmisión a larga
distancia. Además, se desarrollaron una serie de aplicaciones basadas en dicho principio
para iluminar corrientes de agua en fuentes públicas. Más tarde, el ingeniero escocés John
Logie Baird registró patentes que describían la utilización de bastones sólidos de vidrio en
la transmisión de luz, para su empleo en su sistema electromecánico de televisión en
color. Sin embargo, las técnicas y los materiales usados no permitían la transmisión de la
luz con buen rendimiento. Las pérdidas de señal óptica eran grandes y no había
dispositivos de acoplamiento óptico.
Solamente en 1950 las fibras ópticas comenzaron a interesar a los investigadores, con
muchas aplicaciones prácticas que estaban siendo desarrolladas. En 1952, el
físico Narinder Singh Kapany, apoyándose en los estudios de John Tyndall, realizó
experimentos que condujeron a la invención de la fibra óptica.
Uno de los primeros usos de la fibra óptica fue emplear un haz de fibras para la
transmisión de imágenes, que se usó en elendoscopio. Usando la fibra óptica, se consiguió
un endoscopio semiflexible, el cual fue patentado por la Universidad de Míchigan en 1956.
En este invento se usaron unas nuevas fibras forradas con un material de bajo índice de
refracción, ya que antes se impregnaban con aceites o ceras. En esta misma época, se
empezaron a utilizar filamentos delgados como el cabello que transportaban luz a
distancias cortas, tanto en la industria como en la medicina, de forma que la luz podía
llegar a lugares que de otra forma serían inaccesibles. El único problema era que esta luz
perdía hasta el 99 % de su intensidad al atravesar distancias de hasta 9 metros de fibra.
Charles K. Kao, en su tesis doctoral de 1956, estimó que las máximas pérdidas que
debería tener la fibra óptica, para que resultara práctica en enlaces de comunicaciones,
eran de 20 decibelios por kilómetro.
En 1966, en un comunicado dirigido a la Asociación Británica para el Avance de la Ciencia,
los investigadores Charles K. Kao y George Hockham, de los laboratorios Standard
Telecommunications, en Inglaterra, afirmaron que se podía disponer de fibras de una
transparencia mayor y propusieron el uso de fibras de vidrio y de luz, en lugar
de electricidad y conductores metálicos, en la transmisión de mensajes telefónicos. La
obtención de tales fibras exigió grandes esfuerzos de los investigadores, ya que las fibras
hasta entonces presentaban pérdidas del orden de 100 dB/km, además de una banda
pasante estrecha y una enorme fragilidad mecánica. Este estudio constituyó la base para
reducir las pérdidas de las señales ópticas que hasta el momento eran muy significativas y
no permitían el aprovechamiento de esta tecnología. En un artículo teórico, demostraron
que las grandes pérdidas características de las fibras existentes se debían a impurezas
diminutas intrínsecas del cristal. Como resultado de este estudio fueron fabricadas nuevas
fibras con atenuación de 20 dB/km y una banda pasante de 1 GHz para un largo de 1 km,
con la perspectiva de sustituir los cables coaxiales. La utilización de fibras de 100 µm de
diámetro, envueltas en fibras de nylon resistente, permitirían la construcción de hilos tan
fuertes que no podían romperse con las manos. Hoy ya existen fibras ópticas con
atenuaciones tan pequeñas de hasta 1 dB/km, lo que es muchísimo menor a las pérdidas
de un cable coaxial.
En 1970, los investigadores Robert Maurer, Donald Keck, Peter Schultz, además de Frank
Zimar que trabajaban para Corning Glass, fabricaron la primera fibra óptica aplicando
impurezas de titanio en sílice, con cientos de metros de largo con la claridad cristalina que
Kao y Hockman habían propuesto, aunque las pérdidas eran de 17 dB/km.3 4 Durante esta
década, las técnicas de fabricación se mejoraron, consiguiendo pérdidas de tan solo
0,5 dB/km.
Poco después, los físicos Morton B. Panish e Izuo Hayashi, de los Laboratorios Bell,
mostraron un láser de semiconductores que podía funcionar continuamente a temperatura
ambiente. Además, John MacChesney y sus colaboradores, también de los laboratorios
Bell, desarrollaron independientemente métodos de preparación de fibras. Todas estas
actividades marcaron un punto decisivo ya que ahora, existían los medios para llevar las
comunicaciones de fibra óptica fuera de los laboratorios, al campo de la ingeniería
habitual. Durante la siguiente década, a medida que continuaban las investigaciones, las
fibras ópticas mejoraron constantemente su transparencia.
El 22 de abril de 1977, General Telephone and Electronics envió la primera transmisión
telefónica a través de fibra óptica, en 6 Mbit/s, en Long Beach, California.
Un dispositivo que permitió el uso de la fibra óptica en conexiones interurbanas,
reduciendo el coste de ellas, fue elamplificador óptico inventado por David N. Payne, de
la Universidad de Southampton, y por Emmanuel Desurvire en los Laboratorios Bell. A
ambos se les concedió la Medalla Benjamin Franklin en 1988.
Cable submarino de fibra óptica.
En 1980, las mejores fibras eran tan transparentes que una señal podía atravesar 240
kilómetros de fibra antes de debilitarse hasta ser indetectable. Pero las fibras ópticas con
este grado de transparencia no se podían fabricar usando métodos tradicionales. Otro
avance se produjo cuando los investigadores se dieron cuenta de que el cristal de sílice
puro, sin ninguna impureza de metal que absorbiese luz, solamente se podía fabricar
directamente a partir de componentes de vapor, evitando de esta forma la contaminación
que inevitablemente resultaba del uso convencional de los crisoles de fundición. La
tecnología en desarrollo se basaba principalmente en el conocimiento de la termodinámica
química, una ciencia perfeccionada por tres generaciones de químicos desde su adopción
original por parte deWillard Gibbs, en el siglo XIX.
También en 1980, AT&T presentó a la Comisión Federal de Comunicaciones de los
Estados Unidos un proyecto de un sistema de 978 kilómetros que conectaría las
principales ciudades del trayecto de Boston a Washington D. C. Cuatro años después,
cuando el sistema comenzó a funcionar, su cable, de menos de 25 centímetros de
diámetro, proporcionaba 80 000 canales de voz para conversaciones telefónicas
simultáneas. Para entonces, la longitud total de los cables de fibra únicamente en los
Estados Unidos alcanzaba 400 000 kilómetros.
El primer enlace transoceánico con fibra óptica fue el TAT-8 que comenzó a operar en
1988, usando un cristal tan transparente que los amplificadores para regenerar las señales
débiles se podían colocar a distancias de más de 64 kilómetros. Tres años después, otro
cable transatlántico duplicó la capacidad del primero. Desde entonces, se ha empleado
fibra óptica en multitud de enlaces transoceánicos o entre ciudades, y paulatinamente se
va extendiendo su uso desde las redes troncales de las operadoras hacia los usuarios
finales.
Hoy en día, debido a sus mínimas pérdidas de señal y a sus óptimas propiedades de
ancho de banda, además de peso y tamaño reducidos la fibra óptica puede ser usada a
distancias más largas que el cable de cobre.
CABLE COAXIAL
El cable coaxial, coaxcable o coax,1 creado en la década de 1930, es un cable utilizado
para transportar señales eléctricas de altafrecuencia que posee
dos conductores concéntricos, uno central, llamado núcleo, encargado de llevar la
información, y uno exterior, de aspecto tubular, llamado malla, blindaje o trenza, que sirve
como referencia de tierra y retorno de las corrientes. Entre ambos se encuentra una
capa aislante llamada dieléctrico, de cuyas características dependerá principalmente la
calidad del cable. Todo el conjunto suele estar protegido por una cubierta aislante (también
denominada chaqueta exterior).
El conductor central puede estar constituido por un alambre sólido o por varios hilos
retorcidos de cobre; mientras que el exterior puede ser una malla trenzada, una lámina
enrollada o un tubo corrugado de cobre o aluminio. En este último caso resultará un cable
semirrígido.
Debido a la necesidad de manejar frecuencias cada vez más altas y a la digitalización de
las transmisiones, en años recientes se ha sustituido paulatinamente el uso del cable
coaxial por el de fibra óptica, en particular para distancias superiores a varios kilómetros,
porque el ancho de banda de esta última es muy superior.
TIPOS
La característica principal de la familia RG-58 es el núcleo central de cobre, de la cual se
consideran los siguientes tipos:
RG-58/U: núcleo de cobre sólido.
RG-58 A/U: núcleo de hilos trenzados.
RG-59: transmisión en banda ancha (CATV).
RG-6: mayor diámetro que el RG-59 y considerado para frecuencias más altas que
este, pero también utilizado para transmisiones de banda ancha.
RG-62: redes ARCnet
GPON
La Red Óptica Pasiva con Capacidad de Gigabit (GPON o Gigabit-capable Passive Optical Network en inglés) fue aprobada en 2003-2004 por ITU-T en las recomendaciones G.984.1, G.984.2, G.984.3, G.984.4 y G.984.5. Todos los fabricantes de equipos deben cumplirla para garantizar la interoperabilidad. Se trata de las estandarizaciones de las redesPON a velocidades superiores a 1 Gbit/s. Posteriormente se han editado dos nuevas recomendaciones: G.984.6 (Extensión del alcance) y G.984.7 (Largo alcance).
Multiplexación de la Información
Tanto el sentido descendente como el ascendente viajan en la misma fibra óptica. Para
ello se utiliza una multiplexaciónWDM (Wavelength Division Multiplexing).
Potencia y Alcance
El alcance de un equipo viene dado por la atenuación máxima que es capaz de soportar
sin perder el servicio. La atenuación máxima soportada por un sistema vendrá dada por la
potencia máxima garantizada por la OLT (Optical Line Terminal) menos la potencia mínima
que es capaz de percibir la ONT (Optical Network Units). El estándar GPON define
diferentes tipos de láseres (medidos en dBm):
OLT:
TIPO --------> Pot. Media Mín.
A -------------------> - 4
B+ -----------------> +1
C -------------------> +5
ONT:
TIPO ---------> Sensibilidad Mínima del Receptor
A -----------------------> -25
B+ ---------------------.> -27
C ------------------------> -26
Los fabricantes se han decantado por los láseres B+ por lo que la atenuación máxima que
se puede asegurar para que funcione el servicio es 28 dB.
La atenuación de un nivel de splitting más los conectores es de unos 20 dB. Quedarían
8 dB para la atenuación de la fibra. Cada km son unos 0.4 dB, por lo que el alcance
máximo sería de unos 20 km.
Sentido Descendente – TDM
Se utiliza tecnología conceptualmente similar a TDM (Time Division Multiplexing). Todos
los datos se transmiten a todas las ONTs (el splitter es un elemento pasivo que
simplemente replica los datos). Cada ONT filtra los datos recibidos (sólo se queda con
aquellos que van dirigidos hacia él). Tiene el problema de que el operador/usuario puede
querer confidencialidad de los datos. Debido a esta confidencialidad se puede utilizar
cifrado de los datos.
Sentido Ascendente – TDMA
Se utiliza tecnología conceptualmente similar a TDMA (Time Division Múltiple Access). La
OLT controla el canal ascendente, asignando ventanas a las ONT. Se requiere un control
de acceso al medio para evitar colisiones y para distribuir el ancho de banda entre los
usuarios.
Al ser el splitter un elemento pasivo, es necesaria la perfecta sincronización de los
paquetes ascendentes que le lleguen, para que sea capaz de formar la trama GPON. Es
por ello necesario que la OLT conozca la distancia a la que están las ONTs para tener en
cuenta el retardo.
Identificación de Usuarios
Todos los elementos situados entre OLT y ONT (fibra óptica, splitters, repartidores y
conectores) son elementos pasivos (no requieren alimentación eléctrica). Esto implica que
la OLT necesita un mecanismo que le permita identificar a cada uno de los usuarios que
tiene conectados a una misma fibra.
Para ello se ha creado un elemento denominado número de serie de ONT, que debe estar
configurado tanto en la OLT como en la ONT. La OLT debe tener un registro de los
números de serie de ONT de todos los usuarios y a qué puerto pertenecen (de qué fibra
cuelgan).
El número de serie está compuesto por 8 bytes (64 bits). Los primeros 4 bytes identifican
al fabricante y los 4 siguientes a la ONT propiamente dicha.
Para que sea más manejable, se suele convertir el número a ASCII (8 caracteres ASCII) o
a hexadecimal (16 caracteres hexadecimales).
Configuración Remota de las ONT
Uno de los principales problemas que se ha intentado resolver en la tecnología GPON ha
sido el conseguir gestión remota del equipamiento de usuario, ya que cada visita a casa
del cliente supone un elevado coste económico. Esto permite reducir los costes derivados
del OPEX.
Para ello, dentro de la norma GPON se ha desarrollado un protocolo
denominado OMCI (ONT Management and Control Interface). Este protocolo permite la
configuración remota de las ONTs. Para cada ONT se establece un canal de gestión entre
OLT y ONT. Incluye gestión, rendimiento, monitorización de alarmas, fallos y prestaciones.
El protocolo OMCI es uno de los aspectos fundamentales para garantizar la
interoperabilidad entre fabricantes. Hay diversos mecanismos de transmisión de la
información OMCI.
Protocolos de Enlace
La norma GPON contempla dos posibilidades referentes a los protocolos de enlace que se
pueden utilizar:
ATM: es el utilizado por APON y BPON, por lo que es una solución continuista.
GEM (GPON Encapsulation Method): se trata de un nuevo protocolo definido
por la G.984s para en GPON.
A pesar de existir las dos posibilidades, los fabricantes se han decantado por implementar
solamente la solución GEM. La pila de protocolos quedaría de la siguiente
manera: Ethernet sobre GEM, y éste sobre TDM/TDMA
Implementación Multicast
Multicast es el protocolo utilizado para la difusión de televisión. No confundir con el servicio
de video bajo demanda. Este protocolo, integrado en la ONT, OLT y decodificador, permite
al usuario seleccionar el canal de televisión que recibe en cada momento.
GPON es una tecnología punto a multipunto, en el que todos los usuarios reciben la misma
información, pero sólo se quedan con la que está dirigida a ellos. Si dos usuarios piden el
mismo canal, ¿para qué voy a enviarlo dos veces si los usuarios reciben toda la
información?
El estándar GPON se ha diseñado para que una parte de la trama GPON esté dedicada al
tráfico multicast, de tal manera que sea accesible por todos los usuarios. Esta es la
manera de conseguir enviar una sola copia de cada canal independientemente de los
usuarios que la estén solicitando.
MEDIOS NO GUIADOS
WIFI
El wifi (nombre común en español proveniente de la marca Wi-Fi)1 es un mecanismo de
conexión de dispositivos electrónicos de forma inalámbrica. Los dispositivos habilitados
con wifi —tales como una computadora personal, un televisor inteligente,
una videoconsola, un teléfono inteligente o un reproductor de música— pueden conectarse
a internet a través de un punto de acceso de red inalámbrica. Dicho punto de acceso tiene
un alcance de unos veinte metros en interiores, distancia que es mayor al aire libre.
Wi-Fi es una marca de la Wi-Fi Alliance, la organización comercial que adopta, prueba y
certifica que los equipos cumplen las normas 802.11 relacionados a redes inalámbricas de
área local.
HISTORIA
Esta nueva tecnología surgió por la necesidad de establecer un mecanismo de conexión
inalámbrica que fuese compatible entre distintos dispositivos. Buscando esa
compatibilidad, en 1999 las empresas 3Com, Airones, Intersil, Lucent
Technologies, Nokia y Symbol Technologies se unieron para crear la Wireless Ethernet
Compatibility Alliance, o WECA, actualmente llamada Wi-Fi Alliance. El objetivo de la
misma fue designar una marca que permitiese fomentar más fácilmente la tecnología
inalámbrica y asegurar la compatibilidad de equipos.
De esta forma, en abril de 2000 WECA certifica la interoperabilidad de equipos según la
norma IEEE 802.11b, bajo la marca Wi-Fi. Esto quiere decir que el usuario tiene la
garantía de que todos los equipos que tengan el sello Wi-Fi pueden trabajar juntos sin
problemas, independientemente del fabricante de cada uno de ellos.
En el año 2002 la asociación WECA estaba formada ya por casi 150 miembros en su
totalidad.[cita requerida] La familia de estándares 802.11 ha ido naturalmente evolucionando
desde su creación, mejorando el rango y velocidad de la transferencia de información, su
seguridad, entre otras cosas.
La norma IEEE 802.11 fue diseñada para sustituir el equivalente a las capas
físicas y MAC de la norma 802.3 (Ethernet). Esto quiere decir que en lo único que se
diferencia una red wifi de una red Ethernet es en cómo se transmiten las tramas o
paquetes de datos; el resto es idéntico. Por tanto, una red local inalámbrica 802.11 es
completamente compatible con todos los servicios de las redes locales (LAN) de cable
802.3 (Ethernet).
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 labanda ISM 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.
Los dispositivos que con mayor frecuencia utilizan esta tecnología pertenecen a sectores
de las telecomunicaciones y la informáticapersonal, como PDA, teléfonos
móviles, computadoras portátiles,ordenadores personales, impresoras o cámaras digitales.
GSM
El sistema global para las comunicaciones móviles (del inglés Global System for
Mobile communications, GSM, y originariamente del francés groupe spécial mobile) es un
sistema estándar , libre de regalías, de telefonía móvil digital.
Un cliente GSM puede conectarse a través de su teléfono con su computador y enviar y
recibir mensajes por correo electrónico, faxes, navegar por Internet, acceder con seguridad
a la red informática de una compañía (red local/Intranet), así como utilizar otras funciones
digitales de transmisión de datos, incluyendo el servicio de mensajes cortos (SMS) o
mensajes de texto.
Logotipo para identificar las terminales y sistemas compatibles.
GSM se considera, por su velocidad de transmisión y otras características, un estándar
de segunda generación (2G). Su extensión a 3G se denomina UMTS y difiere en su mayor
velocidad de transmisión, el uso de una arquitectura de red ligeramente distinta y sobre
todo en el empleo de diferentes protocolos de radio (W-CDMA).
2G
El sistema global para las comunicaciones móviles (del inglés Global System for
Mobile communications, GSM, y originariamente del francés groupe spécial mobile) es un
sistema estándar , libre de regalías, de telefonía móvil digital.
Un cliente GSM puede conectarse a través de su teléfono con su computador y enviar y
recibir mensajes por correo electrónico, faxes, navegar por Internet, acceder con seguridad
a la red informática de una compañía (red local/Intranet), así como utilizar otras funciones
digitales de transmisión de datos, incluyendo el servicio de mensajes cortos (SMS) o
mensajes de texto..
GSM se considera, por su velocidad de transmisión y otras características, un estándar
de segunda generación (2G). Su extensión a 3G se denomina UMTS y difiere en su mayor
velocidad de transmisión, el uso de una arquitectura de red ligeramente distinta y sobre
todo en el empleo de diferentes protocolos de radio (W-CDMA)
.
3G
3G es la abreviación de tercera generación de transmisión de voz y datos a través
de telefonía móvil mediante UMTS (Universal Mobile Telecommunications System o
servicio universal de telecomunicaciones móviles).
Los servicios asociados con la tercera generación proporcionan la posibilidad de transferir
tanto voz como datos (una llamada telefónica o una videollamada) y datos no-voz (como
la descarga de programas, intercambio de correos electrónicos, y mensajería instantánea).
Aunque esta tecnología estaba orientada a la telefonía móvil, desde hace unos años las
operadoras de telefonía móvil ofrecen servicios exclusivos de conexión a Internet mediante
módem USB, sin necesidad de adquirir un teléfono móvil, por lo que cualquier
computadora puede disponer de acceso a Internet. Existen otros dispositivos como
algunos ultraportátiles (netbooks) y tablets que incorporan el módem integrado en el propio
equipo. En todos los casos requieren de una tarjeta SIM para su uso, aunque el uso del
número de teléfono móvil asociado a la tarjeta para realizar o recibir llamadas pueda estar
bloqueado o estar asociado a un número con contrato 3G.
La mayoría de móviles 3G soportan su uso como módem USB (soportado por todos
los smartphones con Android y coniOS) y algunos permiten su uso via Wi-Fi o Bluetooth
LTE
LTE significa Long Term Evolution. Es un estándar de comunicaciones
móviles desarrollado por la 3GPP, la asociación que desarrolló y
mantiene GSM y UMTS. El interfaz radio (nivel físico) del sistema LTE es algo
completamente nuevo, así que LTE es una nueva generación respecto
a UMTS(tercera generación o 3G) y a su vez GSM (segunda generación o 2G). No
obstante, la Unión Internacional de Telecomunicaciones (ITU) no considera que
el LTE que se está desplegando ahora mismo por el mundo sea 4G, y ya veremos por
qué.
LTE nació para cubrir principalmente las siguientes necesidades:
Los usuarios quieren una conexión de datos que descargue y suba a más
velocidad
Los fabricantes y operadores quieren un estándar menos complejo y que reduzca
los costes
Hay que asegurar la competitividad del 3G en el futuro frente, por ejemplo, a
WiMAX
El primer servicio público de LTE se desplegó en las capitales escandinavas de
Estocolmo y Oslo el14 de diciembre de 2009. En España, Telefónica empezó a dar
servicio de esta tecnología en Madrid y Barcelona en septiembre de 2011. Vodafone
calcula que la extensión masiva de LTE en nuestro país se producirá en 2015.
Características de LTE
LTE es una tecnología muy buena y estable con tres características clave: permite
altas tasas de bits con baja latencia, es barato y fácil de desplegar por los operadores,
y evita la fragmentación por el tipo de duplexación. Vamos a extendernos un poco en
cada una de estas características.
Las tasas de descarga y subida, que es la chicha que más nos interesa (para qué
engañarnos), puede alcanzar velocidades de pico de 173 Mbps de bajada y 86 Mbps
de subida, con 2 antenas en la estación base y 2 en el terminal (y hasta 300 Mbps de
bajada con 4×4 antenas). LTE Advanced, la siguiente revisión de LTE de la que
hablaremos en la segunda parte, nos permitirá tener descargas cercanas a los 900
Mbps. En cuanto a latencia, valores muy bajos: desde 10ms.
Respecto a que sea una red fácil de desplegar, la clave está en que los servicios
de LTE sólo utilizanconmutación de paquetes. LTE no puede gestionar SMS o
llamadas a la antigua usanza, con conmutación de cirtuitos; de eso se seguirán
encargando las redes GSM y demás, con la consiguiente optimización de los costes
en infraestructura. El sistema de switching de paquetes de LTE está muy optimizado,
para un mundo en el que cada vez hacemos más cosas sobre IP (voip en lugar de
llamadas, whatsapps en lugar de SMS…).
Por último, LTE también está pensado para evitar la fragmentación de los
terminales a nivel mundial por el tipo de duplexación, ya que las últimas revisiones del
estándar son compatibles tanto con FDD (Frequency Division Duplex) que utiliza
varias zonas del espectro y TDD (Time Division Duplex) que ocupa una sola zona. Así,
un teléfono chino LTE TDD funcionará en España sin más inconveniente.
