Medios físicos de transmisión
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- José Romero Montoya
- hace 6 años
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1 Medios físicos de transmisión Líneas de cobre directas multihilos Líneas telefónicas Cables coaxiales Fibra óptica Enlaces de radio, satélites Enlaces de infrarrojos Limitaciones en medios físicos de transmisión Medio de Transmisión Pares de hilos Hilos trenzados Cables planos Cables multihilos con malla Cable coaxial Fibra óptica Limitación Susceptible al ruido eléctrico Diafonía Radian a alta frecuencia Efecto piel al operar a alta frecuencia 10 a 50 Mbps Hasta 1Tbps* * Usando multicanalización por división de longitud de onda. UPC/DAC October
2 Normalización de velocidades (1/3) Voz digital: 64 kbps Para digitalizar la voz, la red telefónica toma muestras codificadas en 8 bits cada 125 microsegundos (8 khz): 8 x 8 khz = 64 kb/s. Música digital: 705,6 kbps Un CD usa muestras codificadas cada 22,7 microsegundos (44,1 khz): 705,6 kb/s. Troncal telefónica: 1544 ó 2048 kbps 24 canales telefónicos juntos por una línea más el framing, necesitan: 1544 kb/s. Es lo que se llama una línea T1 (norma americana). 30 canales telefónicos juntos por una línea, necesitan: 2048 kb/s. Es lo que se llama una línea E1 (norma europea). Normalización de velocidades (2/3) 125 microsegundos byte de framming 24 ó 30 bytes de los canales de voz UPC/DAC October
3 Normalización de velocidades (3/3) para los enlaces en una WAN Europa U.S.A. E0-64 kb/s x30 E kb/s (serie G.700) x4 E kb/s x4 E kb/s x4 E kb/s T0-56 kb/s T kb/s (24x64 kb/s) x4 T kb/s x7 T kb/s x6 T kb/s Pares de hilos Líneas de cobre Cable coaxial Núcleo de cobre Material dieléctrico Datos = Va - Vb Datos + Ruido = (Va + R) - (Vb + R) = Va - Vb Malla de metal Forro protector aislante UPC/DAC October
4 Líneas de cobre UTP UTP: Unshielded twisted pair Pares de hilos no-apantallados Barato Hasta 100 Mb/s y hasta 100 mts Categorías (documento TSB-36 del EIA): Categoría 3: hasta 16 MHz Categoría 4: hasta 20 MHz Categoría 5: hasta 100 MHz Líneas de cobre STP STP: Shielded twisted pair Pares de hilos apantallados Más caro Puede trabajar a más de 100 Mb/s UPC/DAC October
5 Fibra óptica (1/4) Perfil del Sección índice de transversal refracción Pulso de entrada Trayectorias de luz Pulso de salida Revestimiento Núcleo de de vidrio vidrio Forro protector Núcleo Revestimiento Fibra óptica (2/4) 200 nm 200 nm 200 nm espectro 0.85 micras 1.3 micras 1.5 micras La fibra es transparente en tres bandas de unos 200 nm de ancho, y centradas en 0.85, 1.3 y 1.5 micras de longitud de onda. Cada una de esas bandas tiene una capacidad de 25 teraherzios, y por tanto una sóla fibra podría transmitir entre 50 y 75 terabits por segundo!! En realidad el ancho de banda es menor, debido a la dispersión: dispersión modal dispersión cromática (diferentes frecuencias se propagan a diferentes velocidades). dispersión material (impurezas). UPC/DAC October
6 Fibra óptica (3/4) Otros fenómenos que dificultan el ancho de banda efectivo y el alcance absorción por impurezas: la intensidad se va atenuando con la distancia variación de la longitud de la fibra con los cambios de temperatura los dispositivos de señalización, que convierten las señales eléctricas a ópticas y viceversa, que se pueden construir sólo dan unos pocos de gigabits por segundo. La fibra multimodo es más tolerante en la precisión del ajuste del transmisor, receptor e interconexiones. Instalación más barata hay dos tipos: de índice brusco de índice gradual la fibra monomodo tiene superiores prestaciones. Más distancia, y más ancho de banda. Fibra óptica (4/4) La máxima atenuación entre dos equipos debe ser de 11 db (decibelios), para la fibra de 62.5 micras. estación de ATM estación de ATM Par de conectores db cable de Par de conectores fibra óptica db db/km UPC/DAC October
7 SDH y ATM SDH: Synchronous Digital Hierarchy SDH/Sonet es una tecnología de transmisión (G.707-G.709) la forma en que los datos están codificados velocidades esquemas de multiplexación técnicas de codificación medios de transmisión ATM es una tecnología de conmutación mecanismos usados para encaminar los datos a través de la red Encima suelen ir los servicios de datos: Frame Relay y SMDS SDH/SONET (1/2) SDH es un conjunto de normas telefónicas dirigido a sustituir los tres conjuntos de normas actuales: USA, Japón y Europa. Es una jerarquía de señales ópticas que son múltiplos de Mb/s (OC-1: Optical Carrier at Level 1) STS-x (Synchronous Transport Signal) son sus contrapartidas eléctricas. UPC/DAC October
8 SDH/SONET (2/2) SONET es parte de SDH. SONET: Synchronous Optical NETwork SONET es un conjunto de estandares de interfaces ópticas para las redes de transporte. Incluye estandares de velocidades y formatos así como parámetros ópticos y eléctricos. La capa física UPC/DAC October
9 Jerarquía digital plesiócrona (1/3) Jerarquía digital plesiócrona (2/3) UPC/DAC October
10 Jerarquía digital plesiócrona (3/3) Tratamiento de la supertrama Jerarquía digital síncrona (1/2) SDH/SONET UPC/DAC October
11 Jerarquía digital síncrona (2/2) Ventajas SDH (1/2) UPC/DAC October
12 Ventajas SDH (2/2) SONET Mux/demux de señales STS repetidor UNI/NNI repetidor Mux/demux de señales STS UNI/NNI sección sección línea path sección Tres niveles de overhead SOH: section error monitoring (F1 OAM) LOH: Line error monitoring (F2 OAM) POH: Path error monitoring (F3 OAM) UPC/DAC October
13 SONET SONET transmite datos en tramas: la trama OC-1 es un conjunto bidimensional de 90 columnas por 9 filas de bytes. Las primeras 3 columnas (27 bytes) son el overhead de transporte la velocidad es 8000 tramas por segundo (cada 125 microsegundos): 90 x 9 x 8 x 8000=90 x 9 x 64 kbps = Mbps la trama de OC-n son n tramas de OC-1 3 bytes 87 bytes 9 filas 3 bytes 6 bytes section overh line overh path overh STS-1 Payload Payload = Mbps (9 filas x 86 bytes x 8 x 8000 tramas/s) STS-3c 3 tramas STS-1 forman una STS-3c 3 x Mbps = Mbps 9 bytes 87x3 bytes 3 bytes 6 bytes section overh line overh path overh STS-1 Payload Cada 125 μs UPC/DAC October
14 Jerarquía de SONET/SDH SONET (ANSI) Señal Óptica SDH (ITU-T) Tasa de bit (Mbps) STS-1 OC STS-3 OC-3 STM STS-9 OC-9 STM STS-12 OC-12 STM STS-18 OC-18 STM STS-24 OC-24 STM STS-36 OC-36 STM STS-48 OC-48 STM STS-96 OC-96 STM STS-192 OC-192 STM STS-n OC-n n X Jerarquía de SONET/SDH SONET (ANSI) señal óptica SDH (CCITT) Velocidad trama: bytes trama: bytes/fila máx payload: bytes STS-1 OC-1 STM Mbps STS-3 OC-3 STM Mbps STS-12 OC-12 STM Mpbs STS-48 OC-48 STM Mbps UPC/DAC October
15 Estructura en capas de comunicaciones Services Frame relay SMDS Switched digital Voice LAN or server 45-Mbps ATM ATM Switching and services 155-Mbps ATM LAN 155-Mbps dedicated line Sonet/SDH transmission and services 622-Mbps dedicated line ATM = Asynchronous transfer mode SMDS = Switched Multimegabit Data Service Supercomputer Interfaces físicas para ATM según el ATM Forum (1/2) Fibra óptica 100 Mbps 4B/5B sobre MMF TAXI 155 Mbps OC-3c sobre MMF Sonet 155 Mbps OC-3c sobre SMF Sonet 622 Mbps OC-12c sobre SMF Sonet 2.5 Gbps OC-48 sobre SMF Sonet 155 Mbps 8B/10B sobre MMF (Fibre Channel) UPC/DAC October
16 Interfaces físicas para ATM según el ATM Forum (2/2) Cobre 155 Mbps STS-3c (STM-1) sobre UTP-5 25 Mbps 4B/5B sobre UTP Mbps T1 (sobre TP) Mbps E1 sobre coaxial 45 Mbps DS-3 sobre coaxial 34 Mbps E3 sobre coaxial Mbps STS-1/CAP16 (4 bits/transición),utp Mbps 8B/10B sobre STP Velocidades según el medio de transmisión Framing DS E1 J2 DS3 E3 E4 ATM25 STS 1 STS3c/STM1 STS12c/STM 4B/5B (TAXI) 8B/10B (Fiberchannel) Data Rate (Mbps) Multimode Fiber Single-Mode Fiber Media Coaxial Cable UTP-5 UTP-3 STP (TP) (TP) UPC/DAC October
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