Modelo OSI: Capa 1. Facilitador: Ing. Jorge Rubio P.

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1 Modelo OSI: Capa 1 Facilitador: Ing. Jorge Rubio P.

2 Porqué Electrónica y Señales? Por qué se habla de electrónica en una clase de networking? la mayoría de los dispositivos y procesos en networking son electrónicos. Suministrar vocabulario básico. Conceptos básicos como: continuidad y circuitos, Atenuación,...

3 Señales Análogas y Digitales Señal se refiere a un voltaje, un patrón luminoso o una onda electromagnética modulada. Todos ellos pueden transportar datos de networking. Señal análoga: Es ondulante Tiene un voltaje que varía continuamente en función del tiempo Es típica de los elementos de la naturaleza Se ha utilizado ampliamente en las telecomunicaciones durante más de 100 años Onda sinusoidal amplitud (A) período (T=tiempo) frecuencia f = 1/T

4 Señales Análogas y Digitales Señal digital: Variación discreta o pulsante. Dos niveles de voltaje. Es típica de la tecnología. Las señales digitales de las fuentes modernas se pueden aproximar a través de una onda rectangular, que tenga transiciones aparentemente instantáneas desde estados de voltaje muy bajos hasta estados de voltaje muy altos, sin ondulaciones. Es una aproximación, y se utilizará en todos los diagramas futuros.

5 Bit en el medio Físico El bloque básico de información es el dígito binario 1, denominado bit. En medio eléctrico: 1= +5V, 0= 0V No olvidar la referencia a tierra que debe estar cerca de los circuitos digitales Señales ópticas, 0=intensidad baja, o sin luz, 1=intensidad luminosa alta (brillo) Señales inalámbricas, 0=ráfaga breve de ondas; 1=ráfaga de ondas de mayor duración

6 Bit en el medio Físico Un bit en un medio, se propaga y puede sufrir atenuación, reflexión, ruido, dispersión o colisión

7 Propagación Cuando una NIC emite señales en un medio físico, ese pulso rectangular, formado por ondas, se desplaza o propaga, a través del medio. Velocidad de propagación depende del material y estructura del medio y de la frecuencia de la señal. El tiempo que tarda el bit en desplazarse desde un extremo a otro del medio y nuevamente en regresar se denomina tiempo de ida y vuelta, (RTT).

8 Atenuación Disminución de la potencia de una señal. Factor determinante en la longitud máxima de un medio de networking. Selección cuidadosa del material, forma de instalación disminuyen la atenuación. También se produce en las señales ópticas. Repetidores contrarrestan la atenuación.

9 Ruido Son añadiduras no deseadas a las señales de voltaje, ópticas o electromagnéticas. Es importante es mantener la relación señal/ruido (S/N) lo más alta posible. Demasiado ruido puede corromper un bit, convirtiendo un 1 binario en un 0, o viceversa

10 Ruido

11 Codificación y Modulación Codificación.- Término más amplio, es la forma en que se representan el 0 y 1 binarios en elementos mensurables en el mundo físico. Utilizamos el término en el sentido más amplio para mostrar de qué forma el 1 y 0 binarios se representan físicamente. Cobre: NRZ, Manchester, 4B/5B), Luz en fibra óptica (4B/5B y 8B/10B), EM en el espacio libre (variedad de esquemas).

12 Medios, Conexiones y Colisiones

13 Medios Se enfocará a los medio de red más comunes y sus características, describiremos entonces: Cable STP Cable UTP Cable Coaxial Fibra Óptica Atmósfera (redes inalámbricas) El objetivo: Poder diagramar y rotular los cables descritos.

14 Cable STP (Par tranzado blindado) El cable STP combina las técnicas de blindaje, cancelación y trenzado de cables. STP es resistente contra EMI y RFI sin aumentar significativamente el peso o tamaño del cable. STP tiene las mismas ventajas y desventajas que el cable de par trenzado no blindado. STP brinda mayor protección contra todos los tipos de interferencia externa, pero es más caro. El blindaje NO forma parte del circuito por lo que debe ser conectado a tierra.

15 Cable UTP (par trenzado no blindado) UTP se basa sólo en el efecto de cancelación que producen los pares trenzados de hilos para limitar la EMI y la RFI. Para reducir la diafonía entre pares del cable UTP, la cantidad de trenzados en un par de hilos varía. Al igual que STP, el cable UTP tiene especificaciones precisas del número de trenzados permitidos por unidad de longitud del cable como medio de networking. UTP tiene 4 pares de hilos de cobre de calibre 22 ó 24, tiene una impedancia de 100 ohmios (redes).

16 Cable UTP: Ventajas Es de fácil instalación y es más económico. UTP cuesta menos por metro que los otros tipo de cableado de LAN. La ventaja real es su tamaño. Como su diámetro externo es tan pequeño, se puede llevar más cables por ducto. Este es un factor sumamente importante para tener en cuenta, al instalar una red. El cable UTP con un conector RJ, reduce mucho las fuentes potenciales de ruido de la red y se garantiza una conexión sólida y de buena calidad.

17 Cable UTP: Desventajas El cable UTP es más sensible al ruido eléctrico y la interferencia que otros tipos de medios de networking. Antes el cable UTP era considerado más lento para transmitir datos que otros tipos de cables. En la actualidad, UTP es el más rápido entre los medios basados en cobre. La distancia entre los refuerzos de la señal es menor para UTP que para el cable coaxial.

18 Cable Coaxial El cable coaxial está compuesto por un conductor de cobre central, el cual está rodeado por una capa de aislamiento flexible. Luego hay una malla de cobre tejida o una hoja metálica que actúa como segundo alambre del circuito, y como blindaje del conductor interno. Esta segunda capa, o blindaje, reduce la cantidad de interferencia externa. Este blindaje está recubierto por la envoltura del cable.

19 Cable Coaxial: Ventajas Cubre mayores distancias que los cables STP o UTP. Reduce el uso de repetidores. Es más económico que el cable de fibra óptica y la tecnología es muy conocida. Se ha usado durante años otro tipo de comunicación de datos, por ejemplo: TV

20 Cable Coaxial: Desventajas Como el cobre exterior o trenzado metálico del cable coaxial comprende la mitad del circuito eléctrico, se debe tener especial cuidado para garantizar su correcta conexión a tierra. Los instaladores suelen omitir hacer esto. Como resultado, la mala conexión del blindaje es una de las fuentes principales de problemas. Estos problemas producen ruido eléctrico a través de los medios de networking. Ya no se utiliza con tanta frecuencia en las redes Ethernet.

21 Fibra Óptica Es un medio de networking que puede transmite ondas de luz moduladas. Es más costoso que otros medios de networking Inmune a la interferencia electromagnética y ofrece velocidades de datos más altas que los otros medios de networking. Los bits se convierten en haces de luz. Las partes que guían la luz en una FO se llaman núcleo y revestimiento. El núcleo es generalmente un vidrio de alta pureza con un alto índice de refracción. El núcleo está recubierto por un revestimiento de vidrio o plástico con un índice de refracción bajo.

22 Tipos de Fibra Optica Modos.- son paquetes de rayos luminosos que entran a la fibra con ángulos determinados Monomodo Únicamente un modo se propaga por la fibra Soporta mayor longitud que la FO multimodo Láser generan las señales luminosas Utilizada para conexión entre edificios

23 Tipos de Fibra Optica Multimodo Múltiples modos se propagan por la fibra óptica Diferentes ángulos significan diferentes distancias para viajar Las transmisiones llegan en tiempos diferentes Esto se llama dispersión modal La señal luminosa es generada por LEDs Utilizada para conexión dentro de los edificios

24 Ventajas de la Fibra Optica Seguridad Fibra Óptica no emite señales eléctricas que puedan ser interceptadas Confiabilidad Es inmune a interferencias eléctricas Velocidad La fibra óptica tiene un potencial de rendimiento mucho mayor que el del cable de cobre.

25 Medio inalámbrico Ondas electromagnéticas, que pueden recorrer el vacío del espacio exterior y medios como el aire. No necesitan un medio físico para propagarse. Muy versátil para el desarrollo de redes. La aplicación más común de las comunicaciones de datos corresponde a los usuarios móviles. Cualquier persona o elemento que necesite comunicar datos a través de una red sin las limitaciones de la FO o el cobre.

26 Especificaciones

27 Especificaciones La integración de redes a mediados de los 80 sacó a la luz un problema: no existía normalización. ISO crea entonces el Modelo de Referencia OSI. OSI ayudaría a los fabricantes a crear redes compatibles e interoperables mediante estándares. Al diseñar una red se debe tomar en cuenta normas contra incendios, de construcción y de seguridad. Así como las normas de desempeño para garantizar un adecuado funcionamiento de la red.

28 Estándares TIA/EIA

29 TIA/EIA 568-A TIA/EIA 568-A para el cableado horizontal incluye los medios de networking que se usan desde el armario de cableado hasta una estación de trabajo. Especifica y reglamenta el desempeño de los cables. Explica el tendido de dos cables, uno para voz y otro para datos, en cada toma. El cable de voz debe ser UTP de cuatro pares. TIA/EIA-568-A especifica cinco categorías: desde CAT 1 hasta CAT 5. Sólo CAT 3, CAT 4 y CAT 5, CAT 5e, CAT 6 son aceptados para uso en las LAN.

30 CAPA 1: Componentes y Dispositivos

31 Ethernet Se ha escogido Ethernet como la tecnología de red a seguir debido a su gran popularidad. 10BaseT (Ethernet), 100Base TX (Fast Ethernet) y 1000Base T (Giga Ethernet) utilizan el mismo tipo de cableado, conexiones, topologías, etc., por lo que presentan un excelente panorama para la migración y actualización. Se estudiará 4 componentes pasivos (jacks, conectores, cableado, paneles de conexión) y 3 dispositivo activos (repetidores, hubs y transceivers)

32 Conector RJ45 (Registered Jack 45) Terminación estándar reduce el ruido, reflexión y los problemas de estabilidad mecánica. Similar al enchufe telefónico, (tiene 8 hilos en lugar de 4). Componente de networking pasivo que sólo sirve de camino conductor entre el cable UTP y las patas del conector RJ-45. Conector SC y ST para F.O.

33 Cableado, Jack RJ45 y Jack de FO Los conectores RJ-45 se insertan en jacks o RJ-45. Los jacks RJ-45 tienen 8 conductores. En el otro lado del jack RJ-45 hay un bloque de inserción donde los hilos se introducen en ranuras con una herramienta de punción. Jack de F.O. TIA FOCIS-6

34 Paneles de conexión (Patch Panel) Los paneles de conexión son jacks RJ-45 agrupados. Se tiene paneles de 12, 24 y 48 puertos y se los monta en racks. Las partes delanteras son jacks RJ-45, las partes traseras son bloques de punción. Componentes de la Capa 1.

35 Transceptores / Transceiver Pequeños y prácticos dispositivos que convierten la señal entre medio distintos: UTP-FO, Coax- AUI, UTP-AUI, etc. Transceptor es una abreviatura de transmisor (Tx) y receptor (Rx). Son dispositivos activos de la Capa 1.

36 Repetidores Extiende la longitud máxima de una red Regenera y retemporiza las señales de red a nivel de bits Los repetidores tienen puerto "de entrada" y un puerto "de salida Dispositivos de Capa 1, dado que actúan sólo a nivel de los bits

37 HUBS Regenera y retemporiza las señales de red. Múltiples hosts (4, 8, 12, 16, 24).Proceso de concentración Repetidor multipuerto Punto de conexión central para el cableado y aumentan la confiabilidad de la red Fallas aisladas Dispositivos de la Capa 1 no direccionan y envían la señal por medio de un broadcast de ella a todos los puertos (conexiones de red). Los HUBs tienen diferentes clasificaciones Activos o Pasivos Inteligentes o No inteligentes En token ring y FDDI se llaman MAU

38 Práctica: Cables: directo, cruzado y transpuesto Adaptador con Jack RJ-45 Medición con LANTester Utilizar el software Packet Tracer 4.0 para simulación.

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