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Redes de Datos ICapa Física
Sebastián Castro A.INF 20142005/2
Temario
Capa física.Medios de Transmisión
Medios magnéticosCable coaxial.Par trenzado no blindado.Par trenzado blindado.Fibra óptica.
Capa FísicaMedios Magnéticos
Escribir la información a transmitir en diskettes, discos, cintas u otros y luego transportarlos a destino.Imagine una cinta de 8mm de 7 GB de capacidad. En una caja de 50x50x50 centímetros caben 1000 cintas. La caja es transportada hasta Rancagua por la carretera (aprox. 1 hora de viaje)
¿Qué ancho de banda se tiene?¿Cuál es el costo por gigabyte?¿Cuál es la moraleja?
Capa Física
Cable CoaxialEl conductor va por el centro, rodeado de un material dieléctrico y una malla metálica (a veces de cobre) que hace de tierra.
Capa Física
Cable CoaxialUtilizado para instalaciones telefónicas, cable modem y datos (redes Ethernet y Token Ring)Resistente a la interferencia electromagnética, de baja atenuación.Puede ser flexible o rígido dependiendo del material del dieléctrico.Se encuentra en versiones de 50 y 75 ohms.Para las redes de datos, se utiliza un conector BNC.
Capa Física
Cable CoaxialTipo Impedancia Diámetro exterior (pulgadas)
RG-6/U 75 ohms 0.180
RG-6/UQ 75 ohms 0.180
RG-58 50 0.2
RG-62/U 95 ohms
RG-59/U 75 ohms 0.25
RG-11
RG-179 75 ohms 2.8 mm
Capa Física
Par trenzado no blindadoDel inglés Unshielded TwisterPair (UTP)Consiste en 8 hilos de cobre, trenzados en pares, recubiertos por una camisa plástica.
Capa FísicaPar trenzado no blindado
Los cables tienencategorías, dependiendo de la calidad del material y su capacidad de transmisión.Las categorías son definidas por la norma EIA/TIA-568A.
Tipo UsoCategoría 1 Voz (Cable telefónico)
Categoría 2 Datos hasta 4 Mbps(LocalTalk)
Categoría 3 Datos hasta 10 Mpbs(Ethernet)
Categoría 4 Datos hasta 20 Mbps(Token Ring)
Categoría 5 Datos hasta 100 Mbps(Fast Ethernet)
Categoría 5e Datos hasta 100 Mbps(Fast Ethernet)
Categoría 6 Datos hasta 1 Gbps (Giga Ethernet)
Categoría 7 Bajo desarrollo
Capa Física
Parámetro Categoría 5
Categoría 5e
Categoría 6
Categoría 7
Rango de frecuencias
1-100 Mhz 1-100 Mhz 1-250 Mhz 1-600 Mhz
NEXT 27.1 dB 30.1 dB 39.9 dB 62.1 dB
Atenuación 24 dB 24 dB 21.7 dB 20.8 dB
Delay de propagación
548 nsec 548 nsec 548 nsec 504 nsec
Capa FísicaPar trenzado no blindado
Tipos de cable (según material)Dependiendo del tipo de conductores que tenga el cable, se clasifican en “unifilares” (un solo hilo por conductor) y “multifilares” (varios hilos por conductor).Los cables unifilares son adecuados para instalar en lugares donde no tengan movimiento (pues son más rigidos y menos manipulables)Los cables multifilares son adecuados para constante manipulación, dada su flexibilidad.
Capa FísicaPar trenzado blindado
Del inglés ShieldedTwisted Pair (STP)Provee gran protección contra el “crosstalk”Recomendado para instalaciones industriales con presencia de muchas fuentes de interferencia.
Capa Física
Fibra óptica
Capa FísicaFibra Óptica
MultimodoDe mayor diámetro (50 a 100 micrones)Múltiples señales se transmitenMenor distancia posibleMayor ancho de banda
MonomodoDe menor diámetro (8.3 a 10 micrones)Sólo una señal se transmiteMayor distancia (hasta 50 veces más)Mayor ancho de bandaMás caraRequiere fuentes más especializadas
Capa Física
Fibra óptica
Capa FísicaCodificación de señales
Cómo se convierten señales físicas en bits de datos.Físicamente las señales pueden ser un voltaje alto o bajo, o dos niveles de poder diferentes en medios ópticosExisten diversos mecanismos para hacer la codificación, con diferentes características.
NRZNRZIManchester4B/5B
Capa FísicaCodificación de señales
NRZLa solución obvia es codificar un voltaje alto como el bit 1 y el voltaje bajo como el bit 0.Tiene el problema de que no es fácil detectar cuando hay varios 0’s o 1’s seguidos.También se necesita de que los relojes de emisor y receptor se encuentren sincronizados (sino falla la decodificación).
Bits
NRZ
0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0
Capa Física
Codificación de señalesNRZI
Codifica el bit 1 mediante una transición de la actual señal y manteniéndola para representar el bit 0.Resuelve el problema de los 1’s consecutivos, pero no de los 0’s consecutivos.
Capa Física
Codificación de señalesManchester
Codifica el bit 0 como una transición de bajo a alto y el bit 1 como una transición de alto a bajo.Resuelve el problema de sincronización de reloj y de detección de la señal.Es ineficiente con respecto a NRZ y NRZI (sólo 50% eficiente)
Capa Física
Codificación de señalesBits
NRZ
Clock
Manchester
NRZI
0 0 1 0 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 1 0
Capa FísicaCodificación de señales
4B/5BTrata de lidiar con la ineficiencia de la codificación ManchesterIntroduce un bit más para romper las secuencias de 0’s o 1’s. Cada 4 bits de datos se convierten en 5 bits transmitidosLa condición es que las secuencias transmitidas no tengan más de un 0 al comienzo y no más de dos ceros al final.Los códigos de 5 bits son transmitidos en NRZI.Así se obtiene un 80% de eficiencia.
Capa Física
Codificación de señales
4B/5B
Símbolo de 4 bits Código de 5 bits
0000 11110
0001 01001
0010 10100
0011 10101
0100 01010
0101 01011
0110 011100111 011111000 100101001 100111010 101101011 101111100 110101101 110111110 111001111 11101