Soportes Físicos Cableados. Prof. Wílmer Pereira

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1 Soportes Físicos Cableados Prof. Wílmer Pereira

2 Principios de Transmisión Toda onda está compuesta de armónicas y las pérdidas son diferentes en cada armónicas, en consecuencia, la señal se deforma Ancho de Banda (Hz) (Analógico) Velocidad de Transmisión (bps) (Digital) Vt = AB * log2(1 + S/N) Ejemplo: En telefonía AB = 3000Hz, S/N = 30dB Vt = 30 Kbps

3 Decibelios Unidad relativa empleada en Acústica y Telecomunicaciones para expresar la relación entre dos magnitudes. Representa un nivel de potencia o intensidad db = 10*log10 (W1 / W2) Se expresa en base logarítmica porque el humano no lo percibe linealmente Belios en honor a Graham Bell 2 db es de un orden de magnitud de 100, 3 db de 1000, 180 db es el sonido más fuerte pero percibimos con dolor a partir de 140 db dbw se usa para medir potencias relativas entre señales (útil para los amplificadores)

4 Armónicas Relación velocidad CPU vs Enlaces de Red CPU ηseg 1 ηseg *10 Enlaces Kbps 1 Gbps *100

5 Transmisión Analógica vs Transmisión Digital Transmisión Analógica Transmisión Digital Señal continua y fluctuante Señal discreta a varios niveles La velocidad de transmisión de una señal digital puede venir en bit por segundos o baudios por segundo (normalmente bits por segundos es mayor) Factores que afectan el ancho de banda Velocidad del procesador Otros usuarios Capacidad del servidor Hora del día Encaminamiento en la nube Topología

6 Multiplexado Se usa tanto digital como analógico con fuerte preponderancia al uso de fibra óptica FDM (Frecuency Division Multiplexing) El espectro disponible se divide en canales de uso exclusivo para cada comunicación (básicamente analógico) TDM (Time Division Multiplexing) El ancho de banda lo tiene todo el canal lógico pero sólo por cierto tiempo (adecuado a transmisión digital) FHSS o DSSS técnicas de espectro disperso

7 Medios Físicos Cableados Par Trenzado: Cables de cobre de 1 mm trenzados para evitar diafonía. UTP, ScTP o STP (apantallado => menos diafonía y mejor calidad) Sin embargo los apantallados tienen el problema de la puesta a tierra Se usa en analógico o digital, Categoría 5 y 5e = 100 Mbps y 1 Gbps Categoría 6 = 10 Gbps (próxima generación) Cable Coaxial: Buena inmunidad al ruido, mayor AB que STP y también conexión a tierra En troncales telefónicos es substituido por la fibra óptica Banda base = 50 Ohm, para datos (en desuso) Banda ancha = 75 Ohm para CATV Fibra Óptica: Mayor ancho de banda, menor atenuación y no requieren conexión a tierra Más ligero e inmune a factores ambientales y electromagnéticos Materia prima abundante (arena) Menos estaciones repetidoras En distancias cortas hasta 50 Tbps Dos tipos Monomodo (un haz) y Multimodo (varios haces) Usa LED o laser para la emisión de luz

8 Fibra Óptica La luz viaja en línea recta y dependiendo del medio incidente hay refracción o reflexión Índice de refracción = Velocidad de la luz en el vacío. Velocidad de la luz en el material A menor índice de refracción, mayor cantidad de rayos refractados Ley de reflexión: La luz que incide con un ángulo mayor al ángulo crítico se refleja completamente Ley de refracción: El índice de refracción del material entrante, determina la curvatura del rayo en el material saliente Para tener reflexión total (1) El núcleo debe tener menor índice de refracción que el revestimiento (2) El ángulo de incidencia debe ser mayor que el ángulo crítico

9 Cables de Fibra Óptica Cada fibra está compuesta de 5 partes: Núcleo (vidrio a partir de dióxido de silicio) Revestimiento (con índice de refracción menor) Material intermedio (plástico que protege al núcleo) Material fortificante (evita los estiramiento con Kevlar) Cubierta exterior (protección contra abrasión) Monomodo: Menor diámetro Menos de 100 Kms Para WAN Usa laser Más costosa Multimodo: Mayor diámetro Menos de 2 Kms Para troncal de LAN (backbone) Usa LED (diodos) Menos costosa Tipos de Fibra:

10 Bandas de longitud de ondas La luz visible está entre 0.4 a 0.7 micras ( 1 micra es 10-6 mts) Las bandas de 1.3 y 1.55 micras tienen pérdidas de menos de 5% por Km Las tres bandas tiene un ancho entre 25 THz y 30 THz

11 Multiplexion por División de Longitud de onda (WDM) En 1998 se multiplexaban 40 canales a 2.5 Gbps En 2001 se llegó a 96 canales a 10 Gbps (30 películas por seg ) DWDM multiplexa a 200 canales aunque teoricamente es posible hasta 2500 canales de 10 Gbps

12 Dispositivos ópticos Transmisores: Receptores: Conectores: Amplificadores: Patch panel: LEDS y laser Fotodiodos que convierten en electricidad ST para monomodo y SC para multimodo Restablecen pulsos de luz Conexiones a switches o routers Factores de ruido: Atenuación (índice de refracción del vidrio) Dispersión (no uniformidad del vidrio) Absorción (imperfecciones o impurezas del vidrio) Dispersión Cromática (diferentes velocidades) Curvatura (varían ángulo crítico) Acople Irregular (genera reflexión) Enchufes (10-20% de pérdidas) Empalmes mecánicos (10% de pérdidas) Fusión (mejor conexión) Suciedad en las terminaciones (deben limpiarse con alcohol)

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14 Cable Coaxial y Fibra Óptica

15 Cable submarino Tendido de fibra óptica que pasa a través de un medio acuático (mar, lago o río) Breve Historia: 1850 primer cable para telegrafía a través del canal de la mancha 1956 primer cable interoceánico (36 canales telefónicos) desde Inglaterra a USA 1988 TAT-8 primer cable submarino con fibra óptica y tecnología digital 2000 Anillos interoceánicos FLAG y TAT-14 en operación Todos los continentes están conectados excepto la Antartica Tipos de cable: Ligero: Armado: Entre 1500 a 7000 mts de profundidad (no blindados) Para baja profundidad < 1500 mts (con mallado de acero) Ambos están compuestos de varios tipos de materiales Núcleo: Contiene la fibra óptica por donde se transmiten los datos Alimentación: Electricidad para las repetidoras Polietileno: Aislamiento y no evita corrosión del cable de alimentación Mallado de acero: Protección contra estiramiento y ataque de animales Cubierta exterior: Polietileno impermeabilizante

16 Componentes del tendido de cable submarino Cable de fibras ópticas: Repetidoras: Empalmes: Estaciones de Amarre: Dibujos Ligero o armado Amplificadoras a aproximadamente 10 kms Cambio de cables (bajo el mar) Puntos de unión en tierra para distribución

17 Mapa Mundial

18 Instalación de un cable submarino Se utiliza una flota de diferentes tipos de barcos. Antes de AT&T y ahora de Tyco Submarine Sondeo marítimo durante 5 semanas con barco y satélite Selección de ruta y estimación de la dureza del fondo con barco que draga Selección del cable por tramos Presupuesto de cable, empalmes y repetidoras para el financiamiento Permisos en los países involucrados Levantamiento de desperdicios (barco chatarrero) Construcción de la zanja y colocación del cable (barco cablero) Mantenimiento preventivo y correctivo (barcos de $ diarios ) Construcción de las estaciones de amarre Compra de los equipos especializados de conmutación

19 Principales cables submarinos latinoamericanos Panamericano América II Atlantis II Maya I Unisur Global Crossing (SAC y PAC) Alianza con Telecom Italia Red mundial Kms 1280 Gbps Chapter 11 (bancarrota en 2001) Emergia (SAM 1) Alianza con telefónica de España Kms y 1.9 Gbps 360 Networks (Atlantis I y II) Básicamente en Brasil y Argentina Anillo con todo el Atlántico New World Networks (Arcos I) Empresa canadiense Domina todo el Caribe con anillos Posiblemente sea comprada

20 Cable Submarinos con amarre en Venezuela

21 Comparación de los Cables Submarinos en Venezuela

22 Cables Submarinos en Venezuela Dos estaciones de amarre: Camuri Chico América I (1994) América II (2000) Enlaces a Anillos Costeros Punto Fijo Panamericano Arcos I Conexión a un anillo costero Occidental Son 7 anillos de fibra óptica con algunos tramos oceánicos. Hay enlaces con los Columbus (Europa) en el Caribe Conexión con el resto de Sudamérica hacia Unisur

23 Anillos de Fibra Óptica Nacionales

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27 Modulación Se prefiere la transmisión digital por sobre la analógica, en consecuencia, hay que modular Problemas de la transmisión analógica: Atenuación con la distancia que puede reducir la potencia de la señal al nivel del ruido Distorsión por retardo (armónicas) Ruido (termal, diafonía, pulsos, etc) Modem Entre el equipo digital (computador) y el equipo analógico (sistema telefónico)

28 Modulación por amplitud, frecuencia y fase

29 Modulación por amplitud, frecuencia y fase Un canal telefónico (3000 Hz) se muestrea al doble de la portadora (6000 Hz). A más de eso no se obtiene ninguna ganancia (teorema de Nyquist) Para ir más rápido se envía más bits por nivel (baudio) QAM (Quadrature Amplitude Modulation)

30 Patrones de Constelación (a) QPSK 2 bits (b) Modulación a 4 bits, QAM16 (modem clásico a 9600 bps) (c) Modulación 6 bits, QAM 64 Constelación de 128 ptos (V34) a bps

31 Otras Constelaciones... Se usa hasta QAM256 y existen los estandares V.## Los V.## dada la cercania de los puntos en las constelaciones usan corrección de errores V.34, por ejemplo, va a bps 2400 a 12 bits por símbolo y el último de esta serie es el V.34bis a bps La última serie es la V.90 con canal ascendente de 33.6 Kbps y bajada de 56 Kbps y el V.92 que permite que una llamada telefónica entrante imterrumpa

32 RS232 y RS449 Especificación con conectores a 9 pines (DB9) o a 25 pines (DB25) -3 Volts es un 1 binario y +4 Volts es un 0 binario Null modem es un cable con transmisión y recepción cruzados

33 Proveedor Internet

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