medios de transmisión de una red
Con la intención de adentrarnos en el mundo de las redes, en este artículo exploramos a fondo uno de los componentes más importantes dentro de estas: los medios de transmisión, que son básicamente los que permiten la comunicación dentro de una red.
¿Qué son los medios de
transmisón?
Un medio de transmisión es el canal que permite la transmisión de información entre dos terminales de un sistema de transmisión de datos. La transmisión se realiza habitualmente empleando ondas electromagnéticas que se propagan a través del canal, el cual puede ser físico, en forma de cables, o no físico, como el aire o el vacío.
Los medios de transmisión son las vías por las cuales se comunican los datos.
Clasificación
Dependiendo de la forma de conducir la señal a través del medio o soporte físico, los medios de transmisión se pueden clasificar en dos grandes grupos:
Medios de transmisión guiados o alámbricos:Los medios de transmisión guiados están constituidos por un cable que se encarga de la conducción (o guiado) de las señales desde un extremo al otro. Las principales características de los medios guiados son el tipo de conductor utilizado, la velocidad máxima de transmisión, las distancias máximas que puede ofrecer entre repetidores, la inmunidad frente a interferencias electromagnéticas, la facilidad de instalación y la capacidad de soportar diferentes tecnologías de nivel de enlace.
La velocidad de transmisión depende directamente de la distancia entre los terminales, y de si el medio se utiliza para realizar un enlace punto a punto o un enlace multipunto. Dentro de los medios de transmisión guiados, los más utilizados en el campo de las comunicaciones y la interconexión de ordenadores son:
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El par trenzado:
Forma de conexión en la que dos aisladores con hilos de cobre son entrelazados para tener menores interferencias. De estos existen dos tipos:
-Sin blindaje (UTP):
Es el soporte físico más usado en las redes LAN pues su instalación es sencilla y barata. Por él se pueden efectuar transmisiones digitales (datos) o analógicas (voz). Consiste en un mazo de conductores de cobre (protegido cada conductor por un aislante), que están trenzados de dos en dos para evitar al máximo la Diafonía (perturbaciones en la señal). Un cable de par trenzado puede tener pocos o muchos pares; en aplicaciones de datos lo normal es que tengan 4 pares. Uno de sus inconvenientes es la alta sensibilidad que presenta ante interferencias electromagnéticas.Estos pares de hilos utilizan un código de colores estándar para distinguirlos. El segmento de máxima longitud del cable es de 100 metros. Si se supera este límite de longitud de segmento, se produce una atenuación. La atenuación es la pérdida gradual de la intensidad de la señal, ya que tiende a moverse más lejos del punto de origen. Las ventajas del uso de estos cables son: Bajo costo en su contratación, alto número de estaciones de trabajo por segmento, facilidad para el rendimiento y la solución de problemas, puede estar previamente cableado en un lugar o en cualquier parte. Y sus desventajas son: altas tasas de error a altas velocidades, ancho de banda limitado, baja inmunidad al ruido, baja inmunidad a la disfonía, alto costo de los equipos, distancia limitada (100 metros por segmento). Por último estos cables se conectan habitualmente a los dispositivos de red a través de un tipo de conector y enchufe que suele ser el RJ45 de 8 conductores.
-Con blindaje (STP):
El cable de par trenzado blindado o STP tiene una funda de metal o un recubrimiento de malla entrelazada que rodea cada par de conductores aislados. Esa carcasa de metal evita que penetre el ruido electromagnético y elimina un fenómeno denominado interferencia, que es el efecto indeseado de un canal sobre otro canal. El STP tiene las mismas consideraciones de calidad y usa los mismos conectores que el UTP, pero es necesario conectar el blindaje a tierra.
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El cable Coaxial:
Es un cable utilizado para transportar señales eléctricas de alta frecuencia que posee dos conductores concéntricos, uno central, llamado núcleo, encargado de llevar la información, y uno exterior, de aspecto tubular, llamado malla, blindaje o trenza, que sirve como referencia de tierra y retorno de las corrientes. Entre ambos se encuentra una capa aislante llamada dieléctrico, de cuyas características dependerá principalmente la calidad del cable. Todo el conjunto suele estar protegido por una cubierta aislante (también denominada camisa exterior). El cable coaxial es más resistente a interferencias y atenuación que el cable de par trenzado, ya que en él la malla de hilos absorbe las señales electrónicas perdidas, de forma que no afecten a los datos que se envían a través del cable interno. Por esta razón, el cable coaxial es una buena opción para grandes distancias y para soportar de forma fiable grandes cantidades de datos con un sistema sencillo.
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La fibra óptica:
La fibra óptica es un medio físico de transmisión de información, usual en redes de datos y telecomunicaciones, que consiste en un filamento delgado de vidrio o de plástico, a través del cual viajan pulsos de luz láser o led, en la cual se contienen los datos a transmitir. A través de la transmisión de estos impulsos de luz se puede enviar y recibir información a importantes velocidades a través de un tendido de cable, a salvo de interferencias electromagnéticas y con velocidades similares a las de la radio. Esto hace de la fibra óptica el medio de transmisión por cable más avanzado que existe. Lo anterior hace que la fibra óptica sea ideal para las telecomunicaciones por cable, permitiendo establecer redes informáticas locales y de largo alcance, con un mínimo de pérdida de información en el camino. La fibra óptica empleada hoy en día se compone de un núcleo de plástico o vidrio (óxido de silicio y germanio) que presenta un alto índice de refracción, recubierto de un plástico similar, pero de menor índice refractivo.
La fibra óptica presenta las siguientes ventajas: Ocupa poco espacio, dado su pequeño tamaño, pero es sumamente flexible, lo cual facilita su instalación; es liviana, pues pesa ocho veces menos que un cable convencional; presenta una gran resistencia, tanto mecánica como térmica, y resiste bien a la corrosión; es más ecológica, en comparación con los residuos dejados por el cableado convencional; es inmune a interferencias electromagnéticas, dada la naturaleza de sus componentes y es veloz, eficaz y segura. Es la mejor forma de transmisión de datos por cable conocida.
Y sus desventajas son las siguientes: Son frágiles, ya que el vidrio en su interior es susceptible de romperse, requiere de conversores, para devolver la energía lumínica a su sentido informativo, son difíciles los empalmes, especialmente en las zonas rurales, no transmite energía eléctrica, por lo que requiere de emisores y transportadores complejos, cuyo suministro de energía no puede tomarse de la línea misma y envejece ante la presencia de agua, lo cual limita su aplicación mundial.
Medios de transmisión no guiados o inalámbricos: Los medios no guiados o sin cable han tenido gran acogida al ser un buen medio de cubrir grandes distancias y hacia cualquier dirección, su mayor logro se dio desde la conquista espacial a través de los satélites y su tecnología no para de cambiar. De manera general podemos definir las siguientes características de este tipo de medios: La transmisión y recepción se realiza por medio de antenas, las cuales deben estar alineadas cuando la transmisión es direccional, o si es omnidireccional la señal se propaga en todas las direcciones. Entre estos, los más utilizados son:
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Radiofrecuencia:
Las ondas de radio se propagan desde frecuencias de 10 THz hasta 10 kHz, cuyas correspondientes longitudes de onda son desde los 100 micrómetros (0.0039 pulgadas) hasta los 100 kilómetros (62 millas). Como todas las ondas electromagnéticas, las ondas radio viajan a la velocidad de la luz. Las onda radio están generadas por transmisores radio y son recibidas por receptores radio. Por otra parte, tienen características de propagación diferentes en función de la frecuencia. Esto significa que pueden difractarse alrededor de obstáculos como montañas y seguir el contorno de la tierra (ondas de superficie), las ondas más cortas pueden refractarse en la ionosfera y alcanzar puntos más allá del horizonte (ondas ionosféricas), mientras que longitudes de onda mucho más cortas se difractan muy poco y viajan en línea recta. Esto se conoce como propagación en línea de vista, así que sus distancias de propagación están limitadas al horizonte visual.
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Microondas:
En un sistema de microondas se usa el espacio aéreo como medio físico de transmisión. La información se transmite en forma digital a través de ondas de radio de muy corta longitud (unos pocos centímetros). Las microondas están definidas como un tipo de onda electromagnética situada en el intervalo del milímetro al metro y cuya propagación puede efectuarse por el interior de tubos metálicos, es en sí una onda de corta longitud. De estos existen dos tipos:
Microondas terrestres:
En esta comunicación de microondas terrestres se deben usar antenas parabólicas, las cuales deben estar alineadas o tener visión directa entre ellas, además entre mayor sea la altura mayor el alcance, sus problemas se dan por perdidas de datos o por atenuación e interferencias, es muy sensible a las malas condiciones atmosféricas (lluvia, tormentas, etc). Estas 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. Por último, en este medio 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)
Microondas por satélite:
Conocidas como microondas por satélite, esta basado en la comunicación llevada a cabo a través de estos dispositivos, los cuales después de ser lanzados de la tierra y ubicarse en la orbita terrestre siguiendo las leyes descubiertas por Kepler, realizan la transmisión de todo tipo de datos, imágenes, etc., según el fin con que se han creado. Las microondas por satélite manejan un ancho de banda entre los 3 y los 30 Ghz, y son usados para sistemas de televisión, transmisión telefónica a larga distancia y punto a punto y redes privadas punto a punto. Las microondas por satélite, o mejor, el satélite en si no procesan información sino que actúa como un repetidor-amplificador y puede cubrir un amplio espacio de espectro terrestre.
Infrarrojos:
La radiación infrarroja o radiación térmica es un tipo de radiación electromagnética de mayor longitud de onda que la luz visible, pero menor que la de las microondas. Consecuentemente, tiene menor frecuencia que la luz visible y mayor que las microondas. En general los sistemas de comunicaciones infrarrojos ofrecen ventajas significativas respecto a los sistemas de radio frecuencia. Al utilizar luz, los sistemas Infrarrojos de comunicaciones cuentan con un canal cuyo potencial de ancho de banda es muy grande y no están regulados en ninguna parte del planeta. Además, los sistemas infrarrojos de comunicaciones son inmunes a interferencias y ruido de tipo radioeléctrico. Los enlaces infrarrojos se encuentran limitados por el espacio y los obstáculos. El hecho de que la longitud de onda de los rayos infrarrojos sea tan pequeña (850-900 nm), hace que no pueda propagarse de la misma forma en que lo hacen las señales de radio.
Es por este motivo que las redes infrarrojas suelen estar dirigidas a oficinas o plantas de oficinas de reducido tamaño. Algunas empresas, van un poco más allá, transmitiendo datos de un edificio a otro mediante la colocación de antenas en las ventanas de cada edificio. Por otro lado, las transmisiones infrarrojas presentan la ventaja, frente a las de radio, de no transmitir a frecuencias bajas, donde el espectro está más limitado, no teniendo que restringir, por tanto, su ancho de banda a las frecuencias libres.
Además, según el sentido de la transmisión podemos encontrar las siguientes clasificaciones:
-Simplex: Este modo de transmisión permite que la información discurra en un solo sentido y de forma permanente. Con esta fórmula es difícil la corrección de errores causados por deficiencias de línea (por ejemplo, la señal de TV).
-Half-Duplex: En este modo la transmisión fluye en los dos sentidos, pero no simultáneamente, sólo una de las dos estaciones del enlace punto a punto puede transmitir. Este método también se denomina en dos sentidos alternos (p. ej., el walkie-talkie).
-Full-Duplex: Es el método de comunicación más aconsejable puesto que en todo momento la comunicación puede ser en dos sentidos posibles, es decir, que las dos estaciones simultáneamente pueden enviar y recibir datos y así pueden corregir los errores de manera instantánea y permanente.