jueves, 26 de noviembre de 2009

Cableado de red

INTRODUCCIÓN.

El propósito de este artículo es mostrarle cómo hacer los dos tipos de cables que pueden usarse para conectar una red de computadoras de dos o más computadoras para formar rápidamente y simplemente una red de área local (LAN Local Area Network) para una oficina pequeña o una casa. Estas instrucciones también pueden usarse para hacer "patch cables" para redes con una infraestructura de cableado más compleja.


Los dos tipos de unshielded twisted-pair (UTP) standard son los de 10 Mhz 10BASE-T Ethernet y 100Mhz 100BASE-TX Fast Ethernet. La norma de 100BASE-TX está volviéndose la norma de LAN predominante rápidamente. Si usted está empezando desde el principio, para construir una red hogareña o la red de la oficina, ésta es claramente la norma que debe escoger. Este artículo le mostrará cómo hacer cables que trabajarán con ambas normas.


LANS SIMPLIFICADAS.

Un LAN puede ser tan simple como dos computadoras, cada uno con un network interface card (NIC) o adaptador de red y un software adecuado corriendo, conectadas a travez de un cable crossover.

El próximo paso a sería una red que consiste en tres o más computadoras y un HUB. Cada uno de las computadoras se conecta al HUB con un cable recto (straight-thru) (la funcion de crossover la realiza el hub).







EL CABLE DE RED Y CONECTORES

http://www.duxcw.com/digest/Howto/network/cable/rwtp.gif
Hay varias clasificaciones de cable usadas para las redes twisted-pair. Por razones obvias, limitaré al uso de Cable Categoría 5e (CAT 5e o CAT 5 enhaced) que es el standard hoy dia para cualquier instalacion que se haga partiendo de cero. Hay igualmente, algunas clasificaciones para el aislamiento exterior de cables CAT 5 que en su mayoria responden a normas de seguridad contra incendios. Yo uso cable CMR o "riser cable,", para la mayoría de las instalación eléctricas que hago. Debe ser consciente que existe otro tipo llamado CMP o plenum cable (plenum se usa para distribuir el aire en un edificio). Las regulaciones locales o códigos puede requerirle usar el plenum-jacketed más caro si atraviesa techos suspendidos, conductos, u otras áreas, si se usan para circular el aire o actuar como un pasaje aéreo de un cuarto a otro. Si esta en la duda, use el plenum. El cable de CMR es generalmente aceptable para todas las aplicaciones que no requieren el cable plenum.





El cable CAT 5e está disponible en caja y el cable viene enrollado en una bobina (ver foto).

Esto es muy útil para tirar el cable sin torcerlo. Sin este tipo de paquete o una bobina de cable, tirar del cable es un trabajo dos personas.
El cable CAT 5 tiene cuatro pares de alambres cruzados con un total de ocho alambres individualmente aislados. Cada par es codificado con colores con un alambre que tiene un color sólido (azul, anaranjado, verde, o castaño) enroscado (twisted) alrededor de un segundo alambre blanco con una raya del mismo color. Los colores sólidos pueden tener una raya blanca en algunos cables. Se describen los colores del cable normalmente usando el color del fondo seguido por el color de la raya; por ejemplo, el blanco-naranja es un cable con un fondo blanco y una raya anaranjada.










LOS CONECTORES.

Los cables straight through y cross-over discutidos en este artículo usan conectores CAT 5e RJ-45. Los conectores RJ-45 son similares a aquéllos que usted verá en el fin de su cable del teléfono excepto que tienen ocho contra cuatro o seis contactos y son dos veces mas grande. Asegúrese que son conectores marcados como CAT 5e.








LAS HERRAMIENTAS.

Modular Plug Crimp Tool o pinza de impacto. Es muy similar a la que se usa para el cable de teléfono y pero con formato especialmente diseñado para Ethernet. Es simplemente una pinza que se usara para cerrar los conectores (Puedo asegurar que usar cualquier otro metodo es totalmente insalubre, por no decir imposible). Aunque el crimper tiene cortadores que pueden usarse para cortar el cable y los alambres individuales, y despojando la chaqueta exterior posiblemente, yo encuentro que las herramientas siguientes son buenas para despojar y cortar el cable...

Herramientas pelacables UTP Universal. Funciona astutamente como un pela cable, y hace el corte mucho mas prolijo y facil. Yo recomiendo que usted compre uno si estará haciendo muchos cables.


El tipico alicate, cutter o cuchillo tambien se puede usar para pelarlos pero no se recomiendan.








UN POCO DE TEORÍA

10BASE-T y 100BASE-TX Ethernets consisten en dos líneas de la transmisión. Cada línea de la transmisión es un par de alambres trenzados. Un par recibe datos y el otro par transmite. Un transmitter (transmisor) está en uno de los extremos de estas líneas y un receptor en el otro. Un esquema muy simplificado de este circuito es el siguiente:



Los pulsos de energía viajan por la línea de transmisión casi a (186,000 miles/second). Los componentes principales de uno de estos pulsos de energía son el voltaje potencial entre el alambre y el fluir actual de la superficie de los alambres. Esta energía también puede ser considerada como residente en el campo magnético que rodea los alambres y el campo eléctrico entre los alambres. En otros términos, una ola electromagnética por que se guía, y viaja por cada uno de los alambres (cables).

La preocupación principal son los campos magnéticos que rodean los alambres y los campos magnéticos generados externamente por las otras líneas de la transmisión en el cable, otros cables de la red, motores eléctricos, luces fluorescentes, teléfono y líneas eléctricas, relámpagos, etc. Esto es conocido como ruido (noise). Los campos magnéticos inducen sus propios pulsos en una línea de transmisión que puede literalmente "enterrar" los pulsos Ethernet (que es el portador de la información que esta siendo enviada por la linea).

El par entrelazado (twisted-pair) que utiliza Ethernet emplea dos principios para combatir el ruido. El primero es el uso de transmisores equilibrados y receptores. Un pulso de señal realmente consiste en dos pulsos simultáneos que tienden a anularse: un pulso negativo en una línea y un pulso positivo en la otra. El receptor descubre la diferencia total entre estos dos pulsos. Ya que un pulso de ruido (mostrado en rojo en el diagrama) normalmente produce pulsos de la misma polaridad en ambas lineas, este pulso de ruido es practicamente cancelado por el otro en el receptor. También, el campo magnético que rodea un alambre a partir de un pulso es practicamente un espejo del otro en el otro alambre. En una distancia muy corta de los dos alambres los campos magnéticos se oponen y tienen una tendencia a cancelar los de efectos del campo de uno sobre el otro. Esto reduce el impacto de una línea de transmicion en el otro par de alambres y el resto del mundo.

El segundo y el mas importante de los medios para reducir la diafonía (crosstalk)--la término diafonía vino de la habilidad de oir las conversaciones en otras líneas en su teléfono o mas conocido como "señora cuelgue que se ligó!"--entre los pares de cables, es la configuración de hélice doble producida trenzando los alambres juntos. Esta configuración produce ruidos simétricos (idéntico) en la señal de cada alambre. Con suerte, su diferencia, medida en el receptor, es cero. En la realidad no se da siempre asi y se deben aplicar codigos de corrección de errores. Cuanto mas deteriorado esta el cable y mayor ruido hay en el espacio, mayor es la cantidad de errores que se produce y menor es la velocidad y fiabilidad de los datos.


LAS NORMAS PARA LOS CÓDIGOS DE COLOR.

Empezamos con unos simples diagramas de los pin-out de los dos tipos de cable UTP Ethernet y veremos como cómo los comités pueden complicar las cosas aun mas.



Estos son los diagramas:





Notar como los pines TX (transmisores) se conectan a los pines RX correspondientes (receptores), positivo con positivo y negativo con negativo. Y que debe usar un cable cossover para conectar unidades con interfaces idénticas (por ejemplo dos PCs sin un HUB en el medio). Si usted usa un cable straight-through, una de las dos unidades debe realizar la función cross-over.

Dos normas de códigos de color de alambre estan vigentes: EIA/TIA 568A y EIA/TIA 568B. Los códigos son normalmente pintan con con los RJ-45 como sigue:

Si nosotros aplicamos el código de color 586A y mostramos los ocho alambres, nuestro pin-out seria algo asi:



Notar como los pines 4, 5, 7, y 8 y los pares azules y castaños no se usa en ninguno de los dos standards. Contrariamentea lo que usted puede leer en otra parte, Estos pins y sus alambres no





se usan o se exigien para implementar una red 100BASE-TX Full duplex -- Estos pares simple y llanamente no tienen uso.

Sin embargo, los cables reales no son físicamente asi de simples. En los diagramas, el par anaranjado de alambres no es adyacente. El par azul está al revés. el lado de la izquierda está ordenado como va a ir en el RJ45, pero el derecho esta invertido. Por ejemplo, si nosotros invertimos el lado izquierdo de los 586A "straight-thru"para igualar el connector 586A --haciendo girar el cable 180° en uno de los extremos--y entrelazamos los alambres y resestrucutramos los pares como corresponde, conseguimos un quilombo de cables que se asemeja al siguiente:





Esto enfatiza aun mas, espero, la importancia de la palabra "entrelazados" al hacer cables de red que funcionen. Usted no puede usar un par de cables de teléfono para hacer un cable de red (especialmente uno de 100BaseTX).Además, usted debe usar un par de alambres trenzados para conectar un juego pines transmisores a sus respectivos pines receptores. Usted no puede usar un alambre de un par al azar con otro de otro color diferente de otro par, creo que queda claro porqué.

Teniendo presente los principios anteriores, nosotros podemos simplificar el diagrama para un cable 568A straight-thru destrenzando los alambres, exceptuando el giro de180° en el cable entero, y doblando las puntas hacia arriba. De la misma manera, si nosotros intercambiamos los pares verdes y anaranjados en el diagrama del 568A straight-thru obtendremos un diagrama simplificado para un 568B straight-thru. Si nosotros cruzamos los pares verdes y anaranjados en el diagrama 568A llegaremos a un diagrama simplificado para un cable crossover.




HAGAMOSLO MAS SENCILLO.

Hay sólo dos únicas terminaciones de cables en los diagramas precedentes. Los mismos corresponden a los conectores RJ-45 568A y 568B y se muestran del lado derecho.





De nuevo, los alambres con fondo de color pueden tener rayas blancas y pueden figurar asi en otros diagramas de otros sitios. Por ejemplo, el alambre verde puede etiquetarse verde-blanco - no hay ninguna diferencia. El color de fondo siempre se especifica primero.

Ahora, todo lo que hay que recordar, para disponer propiamente los cables, son los diagramas para las dos terminaciones y las siguientes reglas:


Un cable straight-thru tiene identicas terminaciones.

Un cable crossover tiene terminaciones diferentes.


No hay diferencia funcional entre usar un standard o otro para un cable straight-thru. Se puede iniciar un cable crossover con cualquiera de los dos standards mientras la otra terminacion use el otro standard. No hay diferencia funcional en que lado es cual. Un "patch" cable 568A funciona perfectamente en una red 568B y viceversa.

Preferentemente conviene mantener un mismo standard en toda la red para no crear futuros inconvenientes con alguien que venga a cambiar un conector o una ficha de la pared. O para que uno mismo sepa que siempre puede usar un standard sin necesidad de andar mirando que tiene del otro lado.


HAGAMOS ALGUNOS CABLES

1. tirar el cable fuera de la bobina a la longitud deseada y cortar. Si estan pasando los cables a travez de las paredes, un agujero en el suelo, un cable canal, etc., es más fácil poner los conectores despues de haberlos pasado. La longitud total de segmentos de cable entre una PC y un HUB o entre dos PC no puede exceder 100 Metros ya sea para 100BASE-TX o para 10BASE-T.

2. Pelar uno de los extremos del cable con la herramienta que se desee. Si estan usando la, herramienta pelacables, poner el cable en la ranura del lado de la hoja de la herramienta (izquierda) y encuadrar el fin del cable con el lado derecho de la herramienta. Con esto se logra despojar cerca de una pulgada de funda de cable. Darle una vuelta y retirar el sobrante (si se zarpan con las vueltas van a terminar cortando los alambres.


3. Inspeccionar que los alambres no esten cortados (LOS ALAMBRES NO DEBEN SER PELADOS!). Si lo estan, cortar la punta y volver a empezar. Puede que sea necesario ajustar la herramienta con el tornillo de ajuste. Los diametros de los cables y sus fundas pueden variar.

4. Desenrozacar y acomodar los cables en el orden eleigo (568A o B).



5. Aplanar los alambres con el pulgar y el dedo indice. Cortar las puntas de los cables para que esten parejas. Es muy importante que la parte que dejamos al aire (que pelamos) sea de no mas de media pulgada de largo. Si es mas larga, estará fuera de las especificaciones y suceptible a interferencias (crosstalk, ver teoría). Si es mas corta, puede que no calze bien en la ficha.






6. Mantener la ficha RJ-45 con el clip hacia abajo o apuntando para el lado contrario al tuyo. Empujar el cable firmemente en la ficha. Mirando desde este lado, o sea la parte de abajo de la ficha, el alambre de la izquierda debe ser de fondo blanco. Los alambres deberian estar alternados rayados y no rayados de izquierda a derecha. el alambre de la derecha es marron siempre. Todos los alambres deberian terminar parejos contra el borde de la ficha. El borde de la funda del cable pelada deberia ir justo donde se ve en el diagrama, justo en la linea.




Todo sobre Cerrar los cables.





7. Mantener el RJ-45 con el click hacia abajo asegurando el cable para que no se salga meterlo firmemente en la crimpeadora. Manteniendo siempre el cable para que no se salga de la ficha, apretar la crimpeadora bien fuerte (sin exagerar).



La herramienta empuja dos partes claves de la ficha, una se encarga de mantener el cable y la otra perfora los alambres individualmente para hacer contacto.





8. Testear si engancho... Si el cable esta bien hecho, una persona normal no deberia poder sacar el cable con la mano. Pero no no tiren demasiado. Puede estirar el cable y cambiar sus características. mirar la ficha y compararla con el diagrama y darle un tironcito para ver que no se salga.

9. Repetir el proceso con el otro lado del cable, usar la norma contraria a la que se eleigio para hacer un cable crossover o la misma para un Straig-Thru .

10. Si ambos lados del cable estan al alcance, ponerlos juntos con los clips hacia abajo y mirar el fondo del conector para comprobar que esten bien.

11. Testear el cable en un red si es posible. Copiar archivos grandes.

12. Si no funciona el cable, inspeccionar las terminaciones otra vez. Probar apagando (con el power switch y no reseteando) las maquinas a ver si mejora.

13. Si hay varios cables straight-Thru dando vueltas, y solo cable crossover, deberian considerar en etiquetarlo y usar diferentes colores ya sea de capuchones o calbes para no mesclarlo. No es recomendable implementar un cable crossover (como se recomienda en algunos lados) con un pequeño patch crossover y un jack RJ-45 como extension. este metodo no solo cuesta mas caro sino que ademas introduce muchos componentes que pueden fallar y conecciones, incrementa la complejidad de ensamblaje, y decrese la fiabilidad de los datos.


REGLAS BASICAS Y GENERALES!

1. Evitar pasar los cables paralelos a los cables de corriente (mucho menos en el mismo caño).

2. No doblar los cables en un radio menor de menos de 4 veces su diametro.

3. Si se agrupan los cables con sujeta cables, no apretarlos demasiado. Se pueden poner

firmemente pero si se aprietan mucho, se pueden deformar los cables.

4. Mantener los cables lejos de dispositivos o electrodomesticos que puedan introducir "ruido"(ver teoría) en ellos.
Una pequeña lista de aparatos prohibidos: Fotocopiadoras, Calentadores electricos, parlantes, impresoras, televisiones, luces fosforescentes, copiadoras, maquinas soldadoras, hornos microondas, telefonos, ventiladores, motores de elevadores, hornos electricos, secadores, lavadoras, y otros equipos (especialmente si tienen motores).

5. Evitar estirar los cables (la fuerza maxima no debe exceder las 25 lbs).

6. No pasar cables UTP por el exterior de las edificaciones. NUNCA, ya que al estar conectados atraen por ejemplo los rayos. Ademas Los cables que se usan para exteriores no son los mismos que los normales.

7. No usar clavos (grapas) para asegurar los cables a la pared. Usar ganchos para cable de telefono o television como los que usa la compañia de cable cuando instala la antena.




Referencias:

David Hess and John Gold; A Practical Guide to Cable Selection, National Semiconductor Application Note 916, 0ctober 1993
(http://www.national.com/an/AN/AN-916.pdf)

Keneth M. True; Data Transmission Lines and Their Characteristics,, National Semiconductor Application Note 806, April 1992
(http://www.national.com/an/AN/AN-806.pdf)

Hubbell Premise Wiring
(http://www.hubbell-premise.com/)

ConnectWorld Cable FAQ
(http://www.connectworld.net/cables/cablefaq.html)

Charles Spurgeon's Ethernet Web Site
(http://wwwhost.ots.utexas.edu/ethernet/ethernet-home.html)

Robert Grover Brown, et al; Lines, Waves, and Antennas, The Transmission of Electrical Energy, The Ronald Press Company, New York, 1973



Traducido, corregido y ampliado de:
Dux Computer Digest
http://duxcw.com/
HOW TO MAKE YOUR OWN CAT 5
TWISTED-PAIR NETWORK CABLES
http://www.duxcw.com/digest/Howto/network/cable/cableprint.htm



Saludos.

SCuM

(cualquier correción o agregado util es bienvenido)



domingo, 22 de noviembre de 2009

La Beta de Office 2010 disponible para descarga




Desde hace unos días podemos descargar la nueva suite de Microsoft, Office 2010, que además de sustituir a la versión actual -2007- reemplazará con su versión Starter a Microsoft Works, con lo que ambas pasarán a unificar interfaz.


Yo por mi parte continuaré con "mi" Openoffice, pero si quieres comenzar a probar el nuevo producto, no tienes más que ir al siguiente enlace y comenzar su descarga.


Enlaces:
Openoffice: http://es.openoffice.org/
Beta Office 2010

Privacidad vs numerati

Cuando comento alguna cuestión de privacidad informática en clases, siempre hay algún/os alumno que sigue la diatriba con una mirada mezcla de incredulidad e indiferencia.

La indiferencia ante el conocimiento obtenido por terceras personas sobre nuestros hábitos está muy bien durante algunas épocas de nuestra vida -léase adolescencia-, pero debería ser motivo de preocupación de los reguladores -léase legisladores de los estados- el control de la información que se captura y analiza y la finalidad de la misma. Desde luego hay gente que está dispuesta a que analicen sus movimientos diarios -ya sea virtuales en internet o reales en su propia casa- pero para una buena parte de la humanidad es más que probable que esto sea una práctica no sólo no recomendable sino intolerable.

Por esto me parece tan bueno el artículo publicado en el diario "El país" sobre el libro "Numerati" -Traducción de Antonio Sanz Domingo. 'Numerati', el libro de Stephen Baker, está publicado en España por Seix Barral.- titulado "Nos Vigilan" cuya lectura os recomiendo para conocer cuáles son las técnicas de "captura de datos"/intromisión que se avecinan.

domingo, 15 de noviembre de 2009

Gestión de comunicaciones II

TÉCNICAS PARA LA CODIFICACIÓN DE SEÑALES

La información independientemente de que sea digital o analógica puede ser codificada mediante señales analógicas o digitales. La elección de un tipo u otro dependerá del medio de transmisión y de los recursos para la comunicación.

La transmisión analógica se basa en una señal contínua de frecuencia constante denominada portadora. La frecuencia de la portadora se elige para que sea compatible con las características del medio que se vaya a utilizar. Los datos se pueden transmitir modulando la señal portadora, donde por modulación  se entiende el proceso de codificar los datos generados por la fuente, en la señal de frecuencia fc.

Todas las técnicas de modulación implican la modificación de uno o más de los tres parámetros fundamentales de la portadora:

    * La amplitud

    * La frecuencia

    * La fase

La señal de entrada se denomina señal moduladora.
 


1 Datos digitales señales digitales

 La forma más sencilla de codificar digitalmente datos es asignar niveles de tensión al uno binario y otro distinto al cero. Pero se pueden emplear otros códigos para mejorar las prestaciones.

En general tanto el equipamiento necesario para transmitir datos digitales empleando señales digitales es menos complicado y menos costoso que el necesario para transmitir datos digitales con señales analógicas mediante modulación.

Una señal digital es una secuencia de pulsos discretos y discontínuos, donde cada pulso es un elemento de la señal.

Si todos los elementos de señal tienen el mismo signo algebraico, es decir si son todos positivos o negativos, se dice que es la señal "unipolar". En una señal "polar", por el contrario, un estado lógico se representará mediante un nivel positivo de tensión y el otro por un nivel negativo. La razón de datos de una señal es la velocidad de transmisión, expresada por bits por segundo, a la que transmiten los datos. La "razón de modulación", por el contrario, es la velocidad o razón con la que cambia el nivel de la señal por segundo.

Una señal digital es una secuencia de pulsos discretos y discontínuos, donde cada pulso es un elemento de la señal.

Si todos los elementos de señal tienen el mismo signo algebraico, es decir si son todos positivos o negativos, se dice que es la señal "unipolar". En una señal "polar", por el contrario, un estado lógico se representará mediante un nivel positivo de tensión y el otro por un nivel negativo. La razón de datos de una señal es la velocidad de transmisión, expresada por bits por segundo, a la que transmiten los datos. La "razón de modulación", por el contrario, es la velocidad o razón con la que cambia el nivel de la señal por segundo.







Término
Unidades
Definición
Elementos de datos
bits
Un uno o cero binarios
Razón de datos
Bits por segundo (bps)
Razón a la que se transmiten los elementos de datos
Elemento de señal
Digital: un pulso de tensión de amplitudo constante
Aquella parte de la señal que ocupa el intervalo más corto correspondiente a un código de señalización
Razón de señalización o velocidad de modulación
Número de elementos de señal por segundo (baudios)
Razón a ala que se transmiten los elementos de señal




Un factor importante que se puede utilizar para mejorar las prestacines del sistema es el propio esquema de codificación. Este es simplemente la correspondencia que se establece entre los bits de los datos con los elementos de la señal.

Consideramos los siguientes procedimeintos para su evaluación y comparación:






Definición de los formatos de codificación digital de señales





No retorno a cero (NRZ-L)
0= nivel alto
1= nivel bajo
No retorno a cero invertido (NRZI)
0= no hay transición al comienzo del intervalo (un bit cada vez)
1= transición al comienzo del intervalo
Bipolar -AMI
0= no hay señal
1= nivel positivo o negativo, alternante
Pseudoternaria
0= nivel positivo o negativo, alternante
1= transición de bajo a alto en mitad del intervalo
Manchester
0= transición de alto a bajo en mitad del intervalo
1= transición de bajo a alto en mitad del intervalo
Manchester diferencial
Siempre hay una transición en mitad del intervalo
0= transición al principio del intervalo
1= no hay transición al principio del intervalo
B8ZS
Igual que el bipolar- AMI, excepto que cualquier cadena de ocho ceros se reemplaza por una cadena que tiene dos violaciones de código
HDB3
Igual que el Bipolar-AMI, excepto que cualquier cadena de cuatro ceros se reemplaza por una cadena que contiene una violación de código






   

  • Espectro de señal: La ausencia de señal a altas frecuencias significa que se necesita menos ancho de banda para su transmisión. Es más la ausencia de compnente en contínua (dc) es también una carcaterística deseable. Si la señal tiene contínua, para su transmisión se requiere la existencia de una conexión físcia directa; si la señal no contiene componente contínua es posible su transmisión mediante transformadores acoplados.
  • Sincronización: es necesario determinar el principio y fin de cada bit. Se realiza proporcionando la sincronización mediante la propia señal transmitida.
  • Detección de errores: Estas técnicas son responsabilidad de una capa por encima del nivel de señalización, denominada control del enlace de datos. Es útil disponer de una capacidad de detección de errores incorporada en el esquema de codificación en la capa física.
  • Inmunidad al ruido e interferencias: Algunos códigos exhiben un comportamiento superior que otros en presencia de ruido. Esto se mide en tèrminos de tasa de error por bit.
  • Coste y complejidad: cuanto mayor es la razón de elementos de señal para una velocidad de transmisión dada mayor es el coste.
1.1 No retorno a cero (NRZ, "Nonreturn to Zero")
La forma más frecuente y fácil de transmitir señales digitales es mediante la utilización de un nivel diferente de tensión para cada uno de los bits

NRZ se usa generalmente para generar o interpretar los datos binarios en los terminales y otros dispositivos.

Una variante del NRZ se denomina NRZI ("Nonreturn to Zero, invert on ones"). Al igual que NRZ-L, el NRZI mantiene constante el nivel de tensión mientras dura un bit. Los datos se codifican mediante la presencia o ausencia de una transición de la señal al principio del intervalo de duración del bit, un 1 se codifica mediante la transición (bajo a alto o alto a bajo) al rpincipio del intervalo del bit, mientras que un cero se representa por la ausencia de la transición.

NRZI e sun ejmplo de codificaión diferencial. En la codificaión diferencial, en lugar de determinar el valor absoluto, la señal se decodifica comparando la polaridad de los elementos de señal adyacentes. Una ventaja de este esquema es que en presencia de ruido puede ser más seguro detectaruna transición en lugar de comparar un valor con un umbral. Otra ventaja es que en un sistema complicado de transición, no es difícil perder la polaridad de la señal. Por ejemplo, en un alínea de par trenzado, si los cables se invierten accidentalmente, todos 1 y 0 enel NRZ-L se invertirán.

Los códigos NRZ son los más fáciles de implementar y además se caracterizan por hacer un uso eficaz del ancho de banda.


La principal limitación de las señales NRZ es la presencia de una componente de contínua y la ausencia de capacidad de sincronización. Por ejemplo, una cadena larga de unos o de ceros en un esquema NRZ-L o una cadena de ceros en el NRZ-I, se codificará como un nivel de tensión constante durante un largo intervalo de tiempo. En estas situaciones, cualquier fluctuación entre las temporizaciones del transmisor y el receptor darán luigar a una pérdida de sincronización entre ambos.


1.2 Binario Multinivel 

Las técnicas de codificación denominadas binario multinivel subsanan alguas de las deficienciasmencionadas para los códigos NRZ.

En el caso del esquema bipolar-AMI, un 0 binario se representa por ausencia de señal y el 1 binario se representa como un pulso negativo o positivo. Los pulsos correspondientes a 1 deben tener una polaridad alternante. Las ventajas de este esquema son: no habrá problemas de sincronización en el caso de que haya una cadena larga de 1. Cada 1 fuerza una transición, por lo que el receptor se puede sincronizar en dicha transición. Una cadena larga de 0 es todavía un problema. No hay componentes de contínuas. Además el ancho de banda de la señal resultante es mucho menor que el correspondiente a NRZ.

Los mismos comentarios se aplican para los códigos seudoternarios. En este caso el bit 1 se representa por la ausencia de señal, y el 0 mediante pulsos de polaridad alternante.

Uno de losproblemas todavía no resueltos es el grado de sincronización de estos códigos.


 
1.3 Bifase 

Unas técnicas alternativas son las Bifase, que superan las limitaciones encontradas en los códigos NRZ.. Dos de estas técnicas denominadas Manchester y Diferencial, se usan frecuentemente.

En le código Manchester, siempre hay una transición en mitad del intervalo de duración del bit. Esta transición en la mitad del bit sirve como un prodecimiento de sincronización a la vez que se transmiten los datos: una transición de bajo a alto representa un 1, y una transición de alto a bajo representa un 0. En Manchester Difeencial, la transición a mitad el intervalo se utiliza tan solo para proporcionar sincronización. La codificación de un 0 se representa por la presencia de una transición al principio del intervalo del bit y un 1 se representa mediante la ausencia de transición.

Todas las técnicas Bifase fuerzan al menos una transición por cada bit pudiendo tener hasta dos en ese mismo período. Por tanto, la máxima velocidad de modulación es el doble que en los NRZ; esto significa que el ancho de banda necesario es mayor.

La ventajas de los esquemas bifase son:




    • Sincronización: debido a la transición que siempre ocurre durante el intevalo de duración correspondiente a un bit, el receptor puede sincronizarse usando dicha transición.
    • No tiene componente en contínua
    • Detección de errores: se pueden detectar errores si se detecta una ausencia de la transición esperada en mitad del intevalo


1.4 Técnicas de altibajos 

La aceptación que han conseguido los esquemas bifase en redes LAN a velocidades relativamentes altas (hasta 10 Mbps), no es trasladable a redes de larga distancia.

La razón principal de esto reside en el hecho de que en bifase se requiere una alta velocidad de elemntos de señal comparada con la velocidad de los datos.

Otra aproximación alternativa es utilizar algún procedimiento o técnica de "altibajos". La idea es sencilla: reemplazar las secuencias de bits que den lugar a niveles de tensión constante por otras secuencias que proporcionen suficiente número de transiciones arriba y abajo para que el reloj del receptor pueda mantenerse sincronizado. En el receptor se debe identificar la secuencia reemplazada tendrá la misma longitud que la original.

Los objetivos de estas técnicas son:






    • Evitar la componente en contínua
    • Evitar las secuencias largas que correspondan a señales de tensión nula.
    • No reducir la velocidad de datos.
    • Capacidad para detectar errores

Un esquema de codificación usado en Norteamérica se denomina B8ZS ("Bipolar with 8-Zeros Substitution"), y se basa en un AMI bipolar. El incoveniente de los códigos AMI es que una secuencia larga de ceros puede dar lugar a una pérdida de sincronización. Para evitar este problema se realiza una codificaión de acuerdo con las siguientes reglas:





    • Si aparece un octeto con todo ceros y el último valor de tensión anterior a dicho octeto fue positivo, codificar dicho octeto como 000+-0-+
    • Si aparece un octeto con todo ceros y el último valor de tensión anterior a dicho octeto fue negativo, codificar dicho octeto como 000-+0+-

Con este procedimiento se fuerzan dos violaciones de código del código AMI, lo cual e smuy improbable que haya sido causado por el ruido u otros defectos en la transmisión. El receptor identificará ese patrón y lo interpretará convenientemente como un octeto todo ceros.

Un esquema de codificación utilizado en Europa Y Japón es el denominado HDB3 ("High Density Bipolar-3 Zeros"). También se basa en la codificación AMI. Em este esquema, se reemplazan las cadenas de cuatro ceros por cadenas que contienen uno o dos pulsos. En este caso, el cuarto cero se sustituye por un estado de eñal no permitido en el código, este procedimiento se denomina violación del código.




Reglas de sustitución en HCB3




Números de pulsos bipolares (unos) desde la última sustitución

Polaridad del pulso anterior
Impar
Par
-
000-
+00+
+
000+
-00


2. Datos digitales, señales analógicas


El caso más conocido de transmisión de datos digitales a través de la red telefónica. Esta red se diseñó para recibir, conmutar y transmitir señales analógicas en el rango de voz entre 300 y 3400 Hz.

2.1 Técnicas de codificación

Se ha mencionado que la modulación afecta a uno o más de los parámetros característicos de la señal portadora: la amplitud, la frecuencia y la fase.

Existen tres técnicas básicas de codificaión o de modulación, que transforman los datos digitales en señales analógicas:

  • Desplazamiento de amplitud (ASK, "Amplitudes-shift keying")
  • Desplazamiento de frecuencia (FSK, "Frequency-shift keying")
  • Desplazamiento de fase (PSK, "Phase-shift keying")

En ASK, los dos valores binarios se representan mediante dos amplitudes diferentes de la portadora. Es usual que una de las amplitudes sea cero; o sea, uno de los dígitos binarios se represnta mediante la presencia de la portadora aamplitud constante, y el otro mediante la ausencia de portadora.



 

FSK es menos sensible a errores que ASK. EN líneas de calidad telefónica, se utiliza normalmente a velocidades de hasta 1200 bps. También se usa en transmisión de radio a más altas frecuencias (desde 3 hasta 30 MHz).

En el esquema PSK, la fase de la señal portadora se desplaza para representar con ellos datos digitales. En este sistema, un 0 binario se representa mediante la transmisión de una señal conla misma fase que la señal de la señal anteriormente enviada. Mientras que un 1 se representa mediante la transmisión de una señal con la misma fase está en oposición de fase respecto a la señal precedente. Esta técnica se conoce como PSK diferencial, ya que el desplazamiento en fase es relativo a la fase correspondiente al último símbolo transmitido, en vez, de ser relativo a algún valor constante de referencia.


3. Datos analógicos , seales digitales

Para transmitir datos analógicos en seales digitales es preciso realizar un proceso de digitalización de los datos . Este proceso y el siguiente de decodificación la realiza un dispositivo llamado codec .

3.1. Modulación por codificación de impulsos
Se basa en el teorema de muestreo : ”Si una seal f(t) se muestrea a intervalos regulares de tiempo con una frecuencia mayor que el doble de la frecuencia significativa más alta de la seal , entonces las muestras así obtenidas contienen toda la información de la seal original . La función f(t) se puede reconstruir a partir de estas muestras mediante la utilización de un filtro pasa-baja ”.Es decir , se debe muestrear la seal original con el doble de frecuencia que ella , y con los valores obtenidos , normalizándolos a un número de bits dado ( por ejemplo , con 8 bits habría que distinguir entre 256 posibles valores de amplitud de la seal original a cuantificar ) se ha podido codificar dicha seal .



En el receptor , este proceso se invierte , pero por supuesto se ha perdido algo de información al codificar , por lo que la seal obtenida no es exactamente igual que la original ( se le ha introducido ruido de cuantización ) .

Hay técnicas no lineales en las que es posible reducir el ruido de cuantización muestreando a intervalos no siempre iguales .

3.2. Modulación delta
Esta técnica reduce la complejidad de la anterior mediante la aproximación de la función a codificar por una función escalera lo más parecida posible . De esta forma , cada escalón de la escalera ya puede ser representado por un valor ( en 8 bits , uno entre 256 posibles valores de amplitud ) .La elección de un adecuado salto de escalera y de la frecuencia de muestreo pueden hacer que se modifique la precisión de la seal .
La principal ventaja de esta técnica respecto a la anterior es la facilidad de implementación .

3.3. Prestaciones
Las técnicas de transmisión digital están siendo muy utilizadas debido a :
  • Al usar repetidores en lugar de amplificadores , no hay ruido aditivo .
  • Al usar técnicas de multiplexación por división en el tiempo , no hay ruido de intermodulación .
  • Las seales digitales son más fáciles de emplear en los modernos circuitos de conmutación .

4. Datos analógicos , seales analógicas
La modulación consiste en combinar una seal de entrada con una seal portadora para producir una seal cuyo ancho de banda esté centrado en torno a la frecuencia de la portadora . Este proceso es necesario para transmitir datos digitales mediante seales analógicas , pero no se sabe si está justificado para transmitir datos analógicos .

Este proceso es necesario ya que para transmitir seales analógicas sin modular, tendríamos que utilizar enormes antenas y tampoco podríamos utilizar técnicas de multiplexación por división en frecuencias .




4.1. Modulación en amplitud
Consiste en multiplicar la seal original por la portadora y de esta forma se obtiene la forma original pero sólo utilizando los máximos y los mínimos de la seal modulada . De esta forma , se puede reconstruir la seal original y se evita la utilización de enormes antenas .

Hay una aproximación que utiliza sólo la mitad del ancho de banda y se necesita menos potencia para su transmisión . Pero esta aproximación y otras quitan la portadora , con lo que se pierde el poder de sincronización de la seal .

4.2. Modulación en ángulo
Se puede hacer que la seal portadora tenga cambios de fase que recreen la seal original a modular ( modulación en fase ) o también que la portadora tenga cambios de frecuencia que simulen la seal original a modular ( modulación en frecuencia ) .

El inconveniente de estas dos modalidades de modulación es que requieren mayor ancho de banda que la modulación en amplitud .



Si te ha interesado este tema, tal vez te interesen el resto de unidades de la serie redes informáticas.



Enlaces:
Monografía comunicaciones
Wikipedia  
http://html.rincondelvago.com/0001273012.png
Resumen de Titulo del Libro Stallings Nicol´as H. Kosciuk MSN: nhk@kosciuk.com.ar
modulación en amplitud y frecuencia (imagen)
Modulación delta
PCM 

imagen sistemas de codificación



sábado, 14 de noviembre de 2009

Google Wave



Si, antes de que digas nada, ya sé que no es ninguna novedad, pero lo cierto es que hasta hoy no me ha llegado una invitación para poder ver y probar este servicio.

Básicamente es el servicio que Google propone como complemento/sustituto de servicios ya existentes en Internet como pueden ser el correo electrónico, news, grupos,...

Tras echarle un rápido vistazo me parece, en contra de algunos comentarios que había leído, que es bastante sencillo de usar y que es bastante probable que sustituya a corto plazo a algunas cuestiones como grupos de trabajo, ya que se puede usar de modo mucho más centralizado y ordenado; en cuanto al correo electrónico y si todos los proveedores se ponen de acuerdo en los formatos a usar, sería también una buena opción por eso de tener correos enviadios, contestaciones,.. mucho más ordenados y accesibles, en cualquier caso también creo que buena parte del éxito del email se debe a su sencillez.

En cualquier caso me parece un nuevo servicio muy interesante y que en cuanto liberen  para que pueda disfrutar todo el mundo y no sólo mediante invitaciones, tendrá el éxito asegurado,.... si ello es posible cuando hablamos de internet e informática.

Enlaces:
google Wave


jueves, 12 de noviembre de 2009

Moopeg reproductor de vídeo


Por cuestiones que otro día contaré tuve que instalar un reproductor de vídeo distinto de los habituales en mi equipo y me encontré con Moopeg, es un reproductor de vídeo que ocupa sólo 64kb -si has leído bien- y tiene las mismas funcionalidades para reproducir dvd, menú, películas en distintos formatos,.... y por supuesto de manera gratuita. Eso sí no esperes ver iconos , menús, dibujitos en las barras de menús, de hecho se tiene acceso a casi todas las opciones pulsando con el botón derecho del ratón directamente sobre la película que estés visionando.

Enlaces:
Página de Moopeg: http://www.glop.org/moopeg/

martes, 3 de noviembre de 2009

Google maps Navigation: lo penúltimo de Google



Parece que Google va camino de convertirse en el Gran Hermano -sino lo es ya- y no para de implementar nuevas aplicaciones versátiles y totalmente gratuitas. La última, todavía en fase beta la podéis ver en el vídeo sacado de su blog.

Aunque en fase beta es un navegador al estilo de los Tom y Garmin - que por cierto han caído en Bolsa entre un 15 y un 30% tras el anuncio - que incluye entre otras cosas reconocimiento de voz, integración con google maps e imágenes de satélite, avisos de rutas saturadas y rutas alternativas,... todo ello integrable de forma gratuita en cualquier móvil con Android. De todos modos si estás pensando en descargártelo, tendrás que esperar ya que de momento, sólo está disponible en fase Beta en Estados Unidos.

Enlaces:

lunes, 2 de noviembre de 2009

Comunicaciones de Datos I

Se estudiará en esta unidad la transferencia de datos entre dos dispositivos que estén directamente conectados; es decir, dos dispositivos enlazados por un único camino y no por una red. Se tratarán por tanto algunos conceptos fundamentales como señal, medio, codificación, fiabilidad y eficiencia.

Probablemente de los libros que tratan sobre "comunicaciones y redes de computadores" uno de los más -si no el que más- pedagógicos y completos es el del mismo nombre escrito por William Stallings. Digo esto porque como sabrán los que hayan visto el título de esta entrada comprobarán que se corresponde, de manera exacta, con la segunda parte de dicho libro, cuya estructura me va a servir de guía para la elaboración de los temas teóricos y como enlace con las prácticas de la asignatura de redes. Es por ello que en esta unidad de los apuntes de redes he agrupado los seis capítulos de la segunda parte, en un resumen de lo más importante y sin entrar a tratar en demasiada profunidad lo expuesto.


Para aquellos que no dispongan de tiempo o dinero para la lectura del mismo o quieran realizar esquemas del libro les recomiendo el resumen que de él ha elaborado Nicolas H. Kosciuk y que pueden descargar desde el siguiente enlace, que a pesar de no ser tan didáctico y pecar a veces de ser demasiado escueto, tampoco pretende ser más que lo que propone y puede ser más que válido para recordar lo leído/estudiado.

A última hora he encontrado también un monográfico sobre comunicaciones elaborado por Arturo David Sosa que se adapta con bastante exactitud a lo que necesitaba para esta unidad y que finalmente he recogido en gran parte.


1.- TRANSMISIÓN DE DATOS


En primer lugar hemos de tener en cuenta que todos los tipos de información considerados -voz, datos, imágenes, vídeo- pueden representarse en forma de señales electromagnéticas. Para transportarlas y dependiendo del medio se podrán emplear señales analógicas o digitales.

Cualquier señal analógica o digital, está formada por una serie de frecuencias constituyentes. Un parámetro clave en la caracterización de la señal es el ancho de banda, definido como el rango de frecuencias contenidas en la señal. Cuanto mayor sea el ancho de banda mayor será la capacidad de transportar información.

1.1 Conceptos y terminología

Los medios de transmisión pueden ser :
  •   Guiados si las ondas electromagnéticas van confinadas a lo largo de un camino físico  (dentro de estos punto a punto cuando se proporciona un enlace directo -camino- entre los dos dispositivos y multipunto cuanddo en el medio hay más dispositivos conectados que lo comparten); no guiados si el medio es sin encauzar ( aire , agua , etc..) .
  •   Simplex si la seal es unidireccional ; half-duplex si ambas estaciones pueden trasmitir pero no a la vez ; full-duplex si ambas estaciones pueden transmitir a la vez .
Toda señal electromagnética considerada como función del tiempo puede ser tanto analógica como digital. Una señal analógica es aquella en la que la intensidad de la señal varía suavemente con el tiempo, es decir, non presenta saltos ni discontinuidades.

Una señal digital es aquella en la que la intensidad se mantiene constante durante un período de tiempo tras el cual  cambia a otro valor constante -esto en un modelo ideal en el real siempre habrá un pequeño período de transición-.


Las señales periódicas son el tipo de señales más sencillas que se pueden considerar; se caracterizan por contener un patrón que se repite a lo largo del tiempo. La onda seno es una de las señales periódicas por antonomasia y se reprenta por tres parámetros:
  • amplitud (A): valor mimo de la señal en el tiempo
  • frecuencia (f): raxón (en ciclos por segundo o Hercios (Hz) a la que la señal se repite. También se puede medir mediante periodos (T) cantidad de tiempo transcurrido entre dos reppeticiones consecutivas de la señal, por tanto, T=1/f.
  • fase: medida de la posición relativa de la señal dentro de un periodo de la misma.


En la realidad las señales electromagnéticas estarán constituidas por numerosas frecuencias, por ejemplo, en el espectro acústico de la voz humana, se pueden encontrar componentes en frecuencia entre 20 Hz y 20 KHz. Aunque la mayor parte de la energía de la voz está encontrada en las frecuencias bajas, mediante experimentos se ha demostrado que las frecuencias por debajo de 600-700 Hz contribuyen poco a la inteligibilidad de la voz en el oído humano.

Cuando todas las componentes de una señal tienen frecuencias múltiplo de una dada esta se denomina frecuencia fundamental. Usando el análisis de Fourier se puede demostrar que cualquier señal electromagnética se puede componer a partir de la suma de un número suficiente de señales sinusoidales.

A partir de esto definiremos espectro de una señal como el conjunto de las frecuencias que la constituyen y ancho de banda absoluto como el ancho de dicho espectro. La mayor parte de la energía, sin embargo, se concentrará en una banda de frecuencias relativamente estrecho que es lo que se conoce como ancho de banda efectivo o simplemente ancho de banda.




1.2 Transmisión de datos analógicos y digitales

En las comunicaciones estos dos términos se usan con frecuencia como caracterización de los siguientes tres conceptos:
  • Datos: entidad que transporta información. Las señales son codificaciones eléctricas o electromagnéticas.
  • Señalización: es el acto de propagar la señal a través de un medio adecuado
  • Transmisión: es la comunicación de datos, mediante la propagación y el procesamiento de señales.
Los datos analógicos pueden tomar valores en cierto intervalo contínuo (aquella en la que la intensidad de la señal varía suavemente en el tiempo, no presenta saltos o discontinuidades.) Los datos digitales toman valores discretos(aquella en la que la intensidad se mantiene constante durante un determinado intervalo de tiempo, tras lo cual cambia a otro valor constante)

Un dato analógico puede ser la voz, que es un valor de intensidad que varía continuamente. Y un dato digital sería un texto.

El ejemplo más típico de datos digitales son las cadenas de textos o caracteres. Mientras que los textos son más adecuados para los seres humanos, en general no se pueden transmitir o almacenar fácilmente (en forma de caracteres) en los sistemas de procesamiento o comunicación. Tales sistemas están diseñados para datos binarios.

Por esto se han diseñado un buen número de códigos mediante los cuales los caracteres se representan por secuencia de bits. Quizá el primer ejemplo más conocido es el código Morse y actualmente es el código ASCII.

Señales:  En un sistema de comunicaciones, los datos se propagan de un punto a otro mediante señales eléctricas. Una señal analógica es una onda electromagnética que varía contínuamente. Una señal digital es una secuencia de pulsos de tensión que se pueden transmitir a través de un cable; po ejemplo, un nivel de tensión positiva constante puede representar un 1 binario y un nivel de tensión negativa constante puede representar un 0.

Transmisión: Tanto las señales analógicas como digitales se pueden transmitir a través de medios de transmisión que sean adecuados.


Las pasticualridades de cómo se tratan estas señales dependerán del sistema de transmisión en concreto. En la tabla siguiente se especifican con mayor detalles estas particularidades:


Datos y señales













Datos analógicos
Datos digitales
Señal analógica

Hay dos alternativas: (1) la señal ocupa el mismo espectro que los datos analógicos; (2) los datos analógicos se codifican ocupando una porción distinta del espectro.
Los datos analógicos se codifican usando un codec para generar uina cadena de bits
Señal digital
Los datos digitales se codifican usando un módem para generar una señal analógica

Hay dos alternativas: (1) la señal consiste en dos niveles de tensión que representan dos valores bianrios (2) los datos digitales se codifican para producir una señal digital con las propiedades deseadas






Procesamiento de señales













Transmisión analógica
Transmisión digital
Señal analógica
Se propaga a través de amplificadores; se trata de igual manera si la señal se usa para representar datos analógicos o digitales
Se supone que la señal analógicarepresenta datos digitales. La señal se propaga a través de repetidores; en cada repetidor, dos datos digitales se obtienen de la señal de entrada y se usan para regenerar una nueva señal analógica de salida.
Señal digital
No se usa

La señal digital representa una cadena de unos o ceros, los cuales pueden representar datos digitales o pueden ser resultado de la codificación de datos analógicos. La señal se propaga a trav







En cuanto a la elección del método de transmisión cada vez se imponen más las tecnologías digitales debido a:
  • Tecnología digital: las mejoras tecnológicas han llevado a un abaratamiento de los costes y a sucesivas reducciónes de tamaño. Al contrario la tecnología analógica no ha experimentado un cambio similar.
  • Integridad de datos: el uso de repetidores en lugar de amplificadores hace que la señal propagada se corresponda con la enviada de modo más exacto.
  • Utilización de la capacidad: para aprovechar los medios se hace necesaria la multiplexación. Esta se realiza más facilmente y con menor costo con técnicas digitales (división en el tiempo) que con técnicas analógicas (división en frecuencia).
  • Seguridad y privacidad: se pueden aplicar las técnicas de encriptado a los datos digitales o analógicos que previamente se hayan digitalizado.
  • Integración: Con el tratamiento de los datos analógicos y digitales, todas las señales se pueden tratar de una manera similar. Permitiendo de esta manera, la integración de voz, video y datos utilizando una misma infraestructura..

 1.3 Perturbaciones en la transmisión

Se debe aceptar que la señal que se recibe diferirá de la señal transmitida debido a varias adversidades y percances de la transmisión.

Las perturbaciones más significativas son:
    • Atenuaión y distorsión de atenuación:  la energía de la señal decae con la distancia en cualquier medio de transmisión.
    • Distorsión de retardo: 



      Es causada por el hecho de que la velocidad de propagación de la señal en el medio varía con la frecuencia. Para una señal de banda limitada, la velocidad tiende a ser mayor cerca de la frecuencia central y disminuye al acercarse a los extremos de la banda. Esto es llamado distorisón de retardo, ya que la señal recibida está distorsionada debido al retardo variable que sufren sus componentes.




    • Ruido: la señal recibida consistirá en la señal transmitida modificada port las distorisones introducidas por el sistema de transmisión, además de las eeñales no deseadas que se insertan entre el emisor y el receptor. A estas últimas se le denomina ruido, que además puede ser: térmico (función de la temperatura), de intermodulación (aparición de señales a frecuencias suma o diferencia de las dos frecuencias originales), diafonía (se trata de un acoplameinto no deseado entre las líneas que trasnportan las señales,p.e. al hablar por teléfono se oyen otras conversaciones por acoplamiento p.e. de cables cercanos) y finalmente el ruido impulsivo (es no contínuo y está constituido por pulsos o picos irregulares de corta duración y de amplitud relativamente grande: tormentas, motores,...)
1.4 Capacidad del canal

Es la velocidad a la que se pueden transmitir los datos en un canal o ruta de comunicación de datos.

Conceptos relacionados con la capacidad del canal son:


  • La velocidad de los datos: que es la velocidad expresada en bits por segundo (bps), a la que sepueden transmitir los datos.





  • El ancho de banda: es el ancho de banda de la señal transmitida que estará limtada por el transmisor y por la naturaleza del medio de transmisión; se mide en ciclos por segundo o hertzios





  • El ruido: el nivel medio de ruido a través del camino de transmisión




  • La tasa de errores: es la razón a la que ocurren los errores, donde se considera un error cuando se recibe un 1 habiendo transmitido un 0 y viceversa. 





  • 2. Medios de transmisión

    El medio de transmisión es el camino físico entre el transmisor y el receptor. Se clasifican en guiados y no guiados. En ambos casos, la transmisión se lleva a cabo con ondas electromagnéticas. En los medios guiados las ondas se confinan en un medio sólido, como ser un par trenzado. La atmósfera o el espacio exterior son ejemplos de medios no guiados, que proporcionan un medio de transmitir la señales pero sin confinarlas; este tipo de transmisión se denomina inalámbrica.

    2.1 Medios de transmisión guiados


    2.1.1 PAR TRENZADO


    • Descripción física:
    El par trenzado consiste en dos cables de cobre embutidos en un aislante entrecruzados en forma de espiral. Cada par de cables constituye solo un enlace de comunicación. Normalmente, se utilizan haces en los que se encapsulan varios pares mediante una envoltura protectora. El uso del trenzado tiende a reducir las interferencias electromagnéticas (diafonía) entre los pares adyacentes dentro de una misma envoltura.

    • Aplicaciones:


    Tanto para señales digitales como para señales analógicas el par trenzado es el más utilizado actualmente. En aplicaciones digitales el apr trenzado es el másutilizado, especialmente para conexiones a un conmutador digital, también para la conexión de redes de área local dentro de edificios. La velocidad típca está en los 10Mbps. Aunque actualmente ya se supera ampliamente esa velocidad.



    • Características de transmisión:


    Los cables de pares trenzados se pueden usar para transmitir tanto señales analógicas como señales digitales. Para señales analógicas se necesitan amplificadores cada 5 o 6 km y para las digitales es cada 2 o 3 km.
    El par trenzado tienen una fuerte dependencia de la atenuación con la frecuencia. Sus características principales es su gran susceptibilidad a las interferencoias y al ruido.
    Variantes

    Pares trenzados apantallados y sin apantallar



    El par trenzado teien dos variantes: el apantallado y el sin apantallar.
    El par trenzado no apantallado (UTP, "Unshielded twisted Pair") es el medio habitual en telefonía. Y el sin apantallar (STP "Shielded Twisted Pair")es el que se utiliza para las conexiones de redes de computadoras

    Categorías 

    La especificación 568A Commercial Building Wiring Standard de la asociación Industrias Electrónicas e Industrias de la Telecomunicación (EIA/TIA) especifica 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:
    Categoría 1: Hilo telefónico trenzado de calidad de voz no adecuado para las transmisiones de datos. Las características de transmisión del medio están especificadas hasta una frecuencia superior a 1MHz.
    Categoría 2: Cable par trenzado sin apantallar. Las características de transmisión del medio están especificadas hasta una frecuencia superior de 4 MHz. Este cable consta de 4 pares trenzados de hilo de cobre.
    Categoría 3: Velocidad de transmisión típica de 10 Mbps para Ethernet. Con este tipo de cables se implementa las redes Ethernet 10BaseT. Las características de transmisión del medio están especificadas hasta una frecuencia superior de 16 MHz. Este cable consta de cuatro pares trenzados de hilo de cobre con tres entrelazados por pie.
    Categoría 4: La velocidad de transmisión llega hasta 20 Mbps. Las características de transmisión del medio están especificadas hasta una frecuencia superior de 20 MHz. Este cable consta de 4 pares trenzados de hilo de cobre.
    Categoría 5: Es una mejora de la categoría 4, puede transmitir datos hasta 100Mbps y las características de transmisión del medio están especificadas hasta una frecuencia superior de 100 MHz. Este cable consta de cuatro pares trenzados de hilo de cobre.
    Categoría 6: Es una mejora de la categoría anterior, puede transmitir datos hasta 1Gbps y las características de transmisión del medio están especificadas hasta una frecuencia superior a 250 MHz.
    Categoría 7. Es una mejor de la categoría 6, puede transmitir datos hasta 10 Gbps y las características de transmisión del medio están especificadas hasta una frecuencia superior a 600 MHz.

    2.1.2 CABLE COAXIAL
    Descripción física




    Al igual que el par trenzado, tiene dos conductores pero está construido de forma diferente para quw pueda operar sobre un rango mayor de frecuencias. Consiste en un conductor cilíndrico externo que rodea a un cable conductor. El conductor interiormantiene a lo largo del eje axial mediante una serie de anillos aislantes regularmente espaciadoso con un material sólido dieléctrico. El conductor exterior se cubre con una cubierta o funda protectora.





    Aplicaciones


    Debido a si versatilidad, sus aplicaciones m,ás importantes son:

      • Distribuicón de TV
      • Telefonía a larga distancia
      • Conexión con periféricos a corta distancia.
      • Redes de área local

    2.1.3 Fibra óptica

    Descripción física


    La fibra óptica es un medio flexible y extremadamente fino, capaz de conducir energía de naturaleza óptica.
    Un cable de fibra óptica tiene una forma cilíndrica y está formado por tres secciones concéntricas: el núcleo, el revestimiento y la cubierta. El núcleo es la sección más interna, y está constituido por una o varias fibras de vidrio o plástico. Cada fibra está rodeada por su propio revestimiento, que no es sino su otro cristal con proipiedades ópticas distintas a las del núcleo. . La capa más exterior que envuelve a uno o varios revestimientos es la cubierta.



    Aplicaciones


    Las características diferenciales de la fibra óptica frente al cable coaxial y al par trenzado.


    • Mayor ancho de banda: El ancho de banda, y por tanto la velocidad de transmisión, en las fibras es enorme. Mediante experimentos se ha podido demostrar que se pueden conseguir velocidades de transmisión de 2 Gbps para decenas de kilómetros de distancia.
    • Menor tamaño y peso: son apreciablemente más finas que el cable coaxial o que en los pares trenzados embutidos.. La reducción en tamaño lleva a su vez aparejada una reducción en peso que disminuye la infraestructura.
    • Atenuación menor: es significativamente menor en las fibras ópticas que en los cables coaxiales y pares trenzados, además es constante en un gran intervalo de frcuencias.
    • Mayor separación entre repetidores: cuantos menos repetidores haya el coste será menor y a su vez menos fuentes de error.
    Característica de transmisión


    La fibra óptica propaga internamente el haz de luz que transporta la señal codificada de cacuerdo con el principio de la reflexión total. Este fenómeno se da en cualqueir medio transparente que tenga un índice de refracción mayro que el medio que lo contenga.
    La luz proveniente de la fuente penetra en el núcleo. Los rayos que inciden con ángulos superficiales se reflejan y se propagan dentro del núcleo de la fibra, mientras que para otros ángulos, los rayos son absorbidos por el material que forma revestimiento. Hay dos tipos de transmisión: multimodo y monomodo.
    El método de transmisión es : los rayos de luz inciden con una gama de ángulos diferentes posibles en el núcleo del cable , entonces sólo una gama de ángulos conseguirán reflejarse en la capa que recubre el núcleo . Son precisamente esos rayos que inciden en un cierto rango de ángulos los que irán rebotando a lo largo del cable hasta llegar a su destino . A este tipo de propagación se le llama multimodal .



    Si se reduce el radio del núcleo , el rango de ángulos disminuye hasta que sólo sea posible la transmisión de un rayo , el rayo axial , y a este método de transmisión se le llama monomodal .
    Los inconvenientes del modo multimodal es que debido a que dependiendo al ángulo de incidencia de los rayos , estos tomar´an caminos diferentes y tardarán  más o menos tiempo en llegar al destino , con lo que se puede producir una distorsión ( rayos que salen antes pueden llegar después ) , con lo que se limita la velocidad de transmisión posible .
    Hay un tercer modo de transmisi´on que es un paso intermedio entre los anteriormente comentados y que consiste en cambiar el índice de refracción del núcleo . A este modo se le llama multimodo de índice gradual . Los emisores de luz utilizados son : LED ( de bajo coste , con utilización en un amplio rango de temperaturas y con larga vida media ) y ILD ( más caro ,
    pero más eficaz y permite una mayor velocidad de transmisión ) .
    2.2 Medios de transmisión inalámbricos
     
    Se utilizan medios no guiados , principalmente el aire . Se radia energía electromagnética por medio de una antena y luego se recibe esta energía con otra antena .
     
    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 seal 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 ) .
     
    2.2.1. 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 las fibras ópticas ya que se necesitan menos repetidores y amplificadores , aunque se necesitan antenas alineadas . Se usan para transmisión de televisión y voz .
    La principal causa de pérdidas es la atenuación debido a que las pérdidas aumentan con el cuadrado de la distancia ( con cable coaxial y par trenzado son logarítmicas ) . La atenuación aumenta con las lluvias .
    Las interferencias es otro inconveniente de las microondas ya que al proliferar estos sistemas , pude haber más solapamientos de seales .

    2.2.2. Microondas por satélite
    El satélite recibe las seales 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 .
    • 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 seales 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 .
    Las diferencias entre las ondas de radio y las microondas son :
    • Las microondas son unidireccionales y las ondas de radio omnidireccionales.
    • Las microondas son más sensibles a la atenuación producida por la lluvia.
    • En las ondas de radio , al poder reflejarse estas ondas en el mar u otros objetos , pueden aparecer múltiples señales ”hermanas”.
    2.2.3. 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 si ).

    Si te ha interesado este tema, tal vez te interesen el resto de unidades de la serie redes informáticas.


    Enlaces:
    Monografía comunicaciones
    Wikipedia  
    http://html.rincondelvago.com/0001273012.png
    http://docente.ucol.mx/al008353/public_html/imagenes/coaxial.jpg
    Resumen de Titulo del Libro Stallings Nicol´as H. Kosciuk MSN: nhk@kosciuk.com.ar