2.2.2a medios de tx guiados
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Este documento resume los principales medios de transmisión guiados, incluyendo par trenzado, cable coaxial y fibra óptica. Explica que el par trenzado es el medio más antiguo y común, mientras que la fibra óptica ofrece el mayor ancho de banda y velocidad de transmisión. También compara las categorías 3 y 5 de cableado UTP, y describe la construcción y ventajas del cable coaxial frente al par trenzado. Finalmente, resume brevemente la historia y desarrollo de la fibra óptica como el med
2.2.2a medios de tx guiados
- 1. CAPA FISICA MEDIOS DE TRANSMISION GUIADOS LHDG / 2012A 1
- 2. MEDIOS DE TRANSMISIÓN GUIADOS CONTENIDO => Introducción => Medios magnéticos => Par trenzado => Cable coaxial => Fibra óptica LHDG / 2012A 2
- 3. MEDIOS DE TRANSMISIÓN GUIADOS • El propósito de la capa física es transportar una corriente de bits en bruto de una máquina a otra máquina adyacente. • Se pueden usar varios tipos de medios físicos para la transmisión real; cada uno con sus propias características de ancho de banda, retardo, costo, facilidad de instalación, mantenimiento... • A grandes rasgos, los medios se agrupan en: • Medios Guiados: Cable de cobre, Fibra óptica... • Medios No Guiados: Radio, Láseres por aire… LHDG / 2012A 3
- 4. MEDIOS MAGNÉTICOS/ÓPTICOS… LHDG / 2012A 4
- 5. Medios magnéticos/ópticos… • Una de las formas más comunes de transportar datos de una computadora a otra es la de escribirlos en medios magnéticos u ópticos (cinta magnética, disquetes, memorias Flash, CD´s, DVD´s, Blue Ray, …), para transportarlos y allí procesarlos o simplemente leerlos. • Si bien este método no es tan avanzado, con frecuencia tiene mejor costo/beneficio que otros, en especial con aplicaciones en las que el ancho de banda o costo por bit transportado es un factor clave. LHDG / 2012A 5
- 6. …Medios magnéticos/ópticos ... Ejemplo: Se transportan datos en una cinta estándar de vídeo de 8 mm (por ejemplo, Exabyte), la cual puede guardar 7 GB. •Una caja de 50 x 50 x 50 cm. puede contener cerca de 1000 cintas, para una capacidad total de 7000 GB/caja o 56 Tb/caja (8 bits x 7.000 gigabytes = 56.000 Gbits = 56 Tb). •Servientrega u otras compañías pueden entregar esta caja en cualquier lugar de Colombia en 24 horas (24x60x60=86.400 s). •La velocidad de transmisión (ancho de banda) efectivo de este medio es de: 56 Tb /86.400 s = 648 Mbps. (v=e/t) •Lo cual es ligeramente mejor que la versión ATM de alta velocidad, que es 622 Mbps. LHDG / 2012A 6
- 7. …Medios magnéticos/ópticos ... • Ahora, si el destino está a tan solo sólo una hora, el ancho de banda se incrementa a más de 15 Gbps (56Tb/3600s). • => El rendimiento de ésta tecnología de transmisión, en la aplicación de servicio de Backup de datos en una segunda máquina, es prácticamente insuperable. Veamos el costo... LHDG / 2012A 7
- 8. …Medios magnéticos/ópticos •El costo de 1000 cintas puede ser de US$ 5.000 . Una cinta puede reutilizarse al menos 10 veces, así que el costo de las cintas por viaje es de US$ 500/por viaje. •Mas unos US$ 200 dólares de transporte => se tendrá un costo de aprox. de US$ 700 para enviar 7.000 GB. •Esto representa US$ 0.10 por cada gigabyte transportado. Tampoco, ninguna compañía portadora de red en el mundo puede competir con este costo. LHDG / 2012A 8
- 9. PAR TRENZADO LHDG / 2012A 9
- 10. Par trenzado ... •El propósito de trenzar los alambres es reducir la interferencia electromagnética producida por pares similares cercanos. (NOTA: dos alambres paralelos constituyen una antena simple; un par trenzado no.) •La aplicación más común del par trenzado es en el sistema telefónico. •Casi todos los teléfonos se conectan a la central telefónica por un par trenzado. •Se pueden tender varios kilómetros de par trenzado sin necesidad de amplificación (5 a 10 km dependiendo de su calibre) . Para distancias mayores se necesitan repetidoras. LHDG / 2012A 10
- 11. Par trenzado • Aunque las características de ancho de banda de la cinta magnética son excelentes, la característica de retardo es muy pobre. (El tiempo de transmisión en la cinta, es del orden de los minutos o horas, contra milisegundos en el cable). • Como para muchas otras aplicaciones se necesita una conexión en línea. • El medio de transmisión más viejo y todavía el más común es el par trenzado. Además es el más difundido. LHDG / 2012A 11
- 12. Par trenzado • Un par trenzado consiste en dos conductores o hilos de cobre aislados, del orden de 1 mm de grueso. Ej. 0,5 mm o AWG 24, 0,9 mm o AWG 19. • Los hilos se trenzan en forma helicoidal • Los pares de estos haces interferirían unos con otros si no fuera por el entrelazamiento (entorchamiento o “twisted pair”). 12 LHDG / 2012A
- 13. Par trenzado ... • Cuando muchos pares entrelazados se agrupan en un haz y se forran con una funda que los protege (coraza), conforman el cable multipar. • En los cables, los conductores van protegidos y/o blindados y protegidos de acuerdo a la aplicación. Ej. Cables aéreos, Submarinos Para enterrar, Para ducto, Para interiores, Contra efectos electromagnéticos… LHDG / 2012A 13
- 14. Par trenzado ... •En redes aéreas, es común ver cables de varios centímetros de diámetro (cables de 100`s de pares). LHDG / 2012A 14
- 15. Par trenzado ... • Los pares trenzados se pueden usar tanto para transmisión analógica como digital. • El ancho de banda del par depende de su grosor y de la longitud. En muchos casos se pueden lograr varios Megabits /s (Mbps) durante algunos km’s. • Los pares entrelazados se usan ampliamente debido a su rendimiento adecuado y a su bajo costo, y no se ve vaya a cambiar en el futuro inmediato. •El cableado de par trenzado tiene algunas categorías, dos de las cuales se usan en redes de computadoras. 15 LHDG / 2012A
- 16. Par trenzado ... •Los pares entrelazados de la categoría 3 consisten en dos hilos aislados, que se trenzan de manera planeada. •Cuatro de estos pares se agrupan por lo regular en una funda de plástico para su protección y para mantener juntos los 4 pares. •Alrededor de 1988, la mayor parte de los edificios de oficinas tenían un cable de categoría 3 en cada oficina, que salía de un gabinete de cableado central en cada piso. •Este esquema permitía conectar hasta cuatro teléfonos ordinarios o dos teléfonos de multilínea en cada oficina, al equipo de la compañía telefónica, en el gabinete de cableado. LHDG / 2012A 16
- 17. Par trenzado ... •Alrededor de 1988 se comenzaron a introducir los pares trenzados más avanzados de la categoría 5; son similares a los de la categoría 3, pero con más vueltas por centímetro y con aislamiento de Teflón, lo cual produce menor diafonía y una señal de mejor calidad a distancias más largas, lo que los hace más adecuados para la comunicación de computadoras a alta velocidad. •Ambos tipos de cableado con frecuencia reciben el nombre de UTP (unshielded twisted pair; par trenzado sin blindaje), en contraste con los voluminosos y costosos cables de par trenzado blindado IBM introducido a principios de la década de 1980 pero que nunca se popularizaron fuera de las instalaciones de IBM (Cable tipo 1 .. ). LHDG / 2012A 17
- 18. …PAR TRENZADO Categoría 3 Categoría 5 LHDG / 2012A 18
- 19. …PAR TRENZADO RESUMEN de Categorías de cableado UTP: Categoría 3: Son 2 Alambres aislados que se trenzan de manera especial. Cuatro de estos pares se agrupan por lo regular en una envoltura de plástico para su protección. β=16 MHz Categoría 5: Se introdujeron en 1988 son similares a los anteriores pero con más vueltas por cm, lo que produce una menor diafonía y una mejor calidad a mayores distancias. Esto es muy adecuado para las comunicaciones rápidas entre computadoras. β =100 MHz Categorías 5e, 6 y 7: Estas tienen una capacidad para manejar anchos de banda entre 150 y 600 MHz (según fabricante). LHDG / 2012A 19
- 20. Codificación de pares en Cable Multipar Colores Bases C. Secundarios Nº del Par (Hilo A) (Hilo B) 1-5 Blanco Azul 6 - 10 Rojo Naranja 11 - 15 Negro Verde 16 - 20 Amarillo Café 21 - 25 Violeta Gris LHDG / 2012A 20
- 21. CABLE COAXIAL LHDG / 2012A 21
- 22. Cable coaxial • Es otro medio guiado de transmisión • Este cable tiene mejor blindaje que el par trenzado, así que puede abarcar tramos más largos a velocidades mayores. • Clases de cable coaxial más utilizadas. •Cable de 50 ohms, se usa comúnmente para Transmisión Digital (Ej.: RG-58, RG- 8…). •Cable de 75 ohms, se usa comúnmente para la Transmisión Analógica (Ej.: RG-59, RG-11…) •Estos tipos se basan en factores históricos y no técnicos. LHDG / 2012A 22
- 23. Cable coaxial •Un cable coaxial consiste en un conductor de cobre como núcleo, rodeado por un material aislante dieléctrico. •El aislante dieléctrico que está forrado por un conductor cilíndrico, que con frecuencia es una lámina o malla de tejido metálico fuertemente trenzado. (blindaje o shield) •El conductor externo o blindaje se cubre por una o varias envolturas protectoras de plástico o metal (cubierta, coraza, chaqueta) según la aplicación. •En la figura siguiente se muestra una vista en corte por capas de un cable coaxial. LHDG / 2012A 23
- 24. Cable coaxial LHDG / 2012A 24
- 25. Cable coaxial •La construcción y el blindaje del cable coaxial le confieren una buena combinación de: elevado ancho de banda y excelente inmunidad al ruido. •El ancho de banda posible depende de la longitud del cable. •En cables de 1 Km, es factible velocidades de 1 a 2 Gbps. •También se pueden usar cables más largos, pero a velocidades de datos más bajas o con amplificadores periódicos. LHDG / 2012A 25
- 26. Cable coaxial... • Los cables coaxiales solían usarse ampliamente en el sistema telefónico (troncales entre centrales telefónicas), fueron reemplazados por la fibra óptica • Como referencia, en USA se instalaban a diario 1000 Km. de fibra. Sprint ya es 100% de fibra, y las otras portadoras (Carrier Companies) principales ya se acercan a esta marca. • Sin embargo, el cable coaxial todavía se utiliza ampliamente para las redes de televisión por cable y algunas redes de datos de área local. LHDG / 2012A 26
- 27. Fibra óptica LHDG / 2012A 27
- 28. Cables de Fibras ópticas ... LHDG / 2012A 28
- 29. RECUENTO HISTÓRICO… En 1959, se descubrió el rayo láser, que fue aplicado a las telecomunicaciones con el fin de transmitir mensajes a altas velocidades y con amplia cobertura. Pero no existían los canales adecuados para su uso en transmisión. En 1966 surgió la propuesta de utilizar una guía óptica para la comunicación (fibra óptica). El problema residía en las fibras mismas, que absorbían la luz en pocos metros, pero a inicio de los 70’s se desarrollaron vidrios con transparencia mucho mayor Se usaron láseres o diodos emisores de luz como fuente luminosa en los cables de fibras ópticas. LHDG / 2012A 29
- 30. Fibra óptica La transmisión óptica se trata en realidad de una onda de la misma naturaleza que las ondas de radio, con la única diferencia que la longitud de las ondas es del orden de micrómetros en lugar de metros o centímetros. Es el análogo óptico a la transmisión por alambres. La luz se mueve a la velocidad de la luz en el vacío, pero, cuando se propaga por cualquier otro medio, la velocidad es menor => depende del medio por donde se propaga (efectos de refracción). LHDG / 2012A 30
- 31. Fibra óptica En la última década la fibra óptica ha pasado a ser una la tecnología más avanzada, como medio de transmisión. Logró pasar de manejar velocidades de 56 kbps (en ARPANET) a 1 Gbps. Su tasa de error pasó de 10-5 a 10-12 o casi 0, disminuyendo casi en su totalidad ruidos e interferencias, y llegó incluso a multiplicar las formas de envío en comunicaciones por vía telefónica. El límite práctico de aproximadamente 10 Gbps se debe a la incapacidad de los transceptores para convertir con mayor rapidez señales eléctricas a ópticas y viceversa. LHDG / 2012A 31
- 32. Fibra óptica Un sistema de comunicación con Fibra Óptica posee tres componentes: Una Fuente: luz (1) , ausencia de luz (0) Un medio de transmisión: fibra de vidrio ultra-delgada. Un Detector: genera un pulso eléctrico cuando la luz incide en él. LHDG / 2012A 32
- 33. 2 Hilos del Fototransistor Cable de FO Conector Diodo ST/SC/SMA ... Emisor de Luz Transceptor FO a AUI UN ENLACE DE FIBRA OPTICA LHDG / 2012A 33
- 34. Fibra óptica La transmisión a través de la fibra se da gracias a la propiedad de refracción y reflexión que ocurre cuando un rayo de luz pasa de un medio a otro LHDG / 2012A 34
- 35. Fibra óptica - Tipos Fibra multimodo salto de índice Viajan varios rayos ópticos reflejándose en diferentes ángulos, cada uno recorriendo diferentes distancias. Por ello, la distancia de transmisión está limitada. Fibra multimodo de índice graduado El núcleo está hecho de varias capas concéntricas de material óptico con diferentes índices de refracción, el número de rayos ópticos es menor, por lo tanto, sufren menos el problema de las multimodo. Fibra monomodo Esta fibra es la de menor diámetro y solamente permite viajar al rayo óptico central, es más difícil de construir y manipular. Es más costosa pero permite distancias de transmisión mayores (50Gbps a 100km). LHDG / 2012A 35
- 36. Fibra óptica Figura: Clases de fibras ópticas Fibra multimodo salto de índice 36 LHDG / 2012A
- 37. Fibra óptica LHDG / 2012A 37
- 38. Fibra óptica Transmisión de la luz a través de Fibra óptica Las fibras ópticas se hacen de vidrio La atenuación de la luz dentro del vidrio depende de la longitud de onda de la luz y de algunas propiedades físicas del material de vidrio. La atenuación en decibeles está dada por: LHDG / 2012A 38
- 39. Fibra óptica ... •Cuando un rayo de luz pasa de un medio a otro, por ejemplo de sílice fundida al aire, el rayo se refracta (se dobla) en la frontera de la sílice y el aire, como se muestra en la figura. •Vemos aquí que un rayo de luz que incide en la frontera con un ángulo α emerge con un ángulo β. •El grado de refracción depende de las propiedades de los dos medios (en particular, de sus índices de refracción). •Para ángulos de incidencia por encima de cierto valor crítico, la luz se refleja de regreso a la sílice; ninguna función escapa hacia el aire. LHDG / 2012A 39
- 40. Fibra óptica 2 1 Ley de Snell Ángulo Crítico Figura. 1Senα1= 2sen 1 (a)Tres ejemplos de rayo de luz procedente del interior de una fibra de sílice que incide sobre la frontera aire/sílice con diferentes ángulos. (b) Luz atrapada por reflexión interna total. LHDG / 2012A 40
- 41. Fibra óptica ... •Así, un rayo incidente con un ángulo igual o mayor que el crítico queda atrapado dentro de la fibra, según se muestra en la figura, y se puede propagar por muchos kilómetros virtualmente sin pérdidas. •El diagrama únicamente muestra un rayo atrapado, pero puesto que cualquier rayo de luz que incida en la frontera con un ángulo mayor que el ángulo crítico se reflejará internamente, muchos rayos estarán rebotando dentro de la sílice con ángulos diferentes. •Se dice entonces que cada rayo tiene un modo diferente, y una fibra que tiene esta propiedad se denomina fibra multimodo. LHDG / 2012A 41
- 42. Fibra óptica ... •Por otro lado, si se reduce el diámetro de la fibra a unas cuantas longitudes de onda de la luz, la fibra actúa como una guía de ondas y la luz se puede propagar sólo en línea recta, sin rebotar, obteniéndose una fibra de modo único - Monomodo. •Las fibras de monomodo son más caras pero se pueden utilizar en distancias más grandes. Las fibras monomodo, disponibles en la actualidad, pueden transmitir datos a una velocidad de varios Gbps y a una distancia de 10 s km. •En el laboratorio se han logrado velocidades de datos mayores a distancias más cortas. LHDG / 2012A 42
- 43. Fibra óptica Fibras Salto de Índice LHDG / 2012A 43
- 44. Fibra óptica ... •Los experimentos han demostrado que los láseres potentes pueden impulsar una señal por una fibra a 100 km sin repetidoras, aunque a velocidades más bajas. •Las investigaciones sobre fibras contaminadas con erbio prometen alcances todavía mayores sin repetidoras. LHDG / 2012A 44
- 45. Transmisión de la luz a través de fibras ... •La figura muestra la parte cercana al infrarrojo del espectro, que es la que se usa en la práctica. Ver Figura •La luz visible tiene longitudes de onda ligeramente más cortas, de 0.4 a 0.7 micras (1 micra = 10-6 metros). •Para las comunicaciones se utilizan tres bandas de longitud de onda, las cuales se centran respectivamente en 0.85, 1.30 y 1.55 micras. •Las últimas dos bandas tienen buenas propiedades de atenuación (una pérdida de menos del 5% por kilómetro). •La banda de 0.85 micras tiene una atenuación más alta pero la ventaja de que a esa longitud de onda los láseres y los componentes electrónicos se pueden fabricar con el mismo material (arseniuro de galio ). LHDG / 2012A 45
- 46. Fibra óptica ... Figura. Atenuación de la luz dentro de una fibra en la región de infrarrojo. LHDG / 2012A 46
- 47. Transmisión de la luz a través de fibras ... •Las tres bandas tienen una anchura que va entre 25,000 y 30,000 GHz (25 – 30THz) (Δf = C . Δλ/λ2) •La longitud de los pulsos de luz transmitidos por una fibra aumenta conforme se propagan. •Este fenómeno se llama dispersión, y su magnitud depende de la longitud de onda. •Una forma de evitar que se encimen los pulsos dispersos es incrementar la distancia entre ellos, pero esto solamente se puede hacer reduciendo la velocidad de emisión de las señales. LHDG / 2012A 47
- 48. Transmisión de la luz a través de fibras ... •Se ha descubierto que al dar a los pulsos cierta forma especial relacionada con el recíproco del coseno hiperbólico, todos los efectos de la dispersión se cancelan y puede ser posible enviar pulsos a miles de kilómetros sin una distorsión apreciable de la forma. •Estos pulsos se llaman solitones. •Se está realizando una cantidad considerable de investigaciones para llevar a la práctica las soluciones obtenidas en el laboratorio. LHDG / 2012A 48
- 49. Cables de fibras •Los cables de fibra óptica son parecidos a los coaxiales, excepto por el blindaje. •La figura muestra una fibra individual vista de lado. •El núcleo (core) de vidrio está al centro, y a través de él se propaga la luz. •En las fibras multimodales el diámetro del núcleo (core) es de 50 a 64 micras aproximadamente. •En las fibras de modo único el núcleo es de 8 a 10 micras. •El núcleo está rodeado por un revestimiento de vidrio (cladding) con un índice de refracción menor que el del núcleo, a fin de mantener toda la luz en el núcleo. 49 LHDG / 2012A
- 50. Cables de fibras Figura (a) Vista de lado de una fibra individual. (b)Vista de extremo de una envoltura con tres fibras. LHDG / 2012A 50
- 51. Cables de fibras ... Patch-cord de fibra LHDG / 2012A 51
- 52. Cables de fibras ... •A continuación viene una cubierta plástica delgada para proteger al revestimiento. •Las fibras normalmente se agrupan en haces, protegidas por una funda exterior. •La figura muestra una funda con tres fibras. •Los cables de fibras terrestres por lo regular se instalan un metro debajo de la superficie, donde ocasionalmente están propensos a rupturas o daños. •Cerca de la costa, los cables de fibras transoceánicos se entierran en zanjas. En aguas profundas, simplemente descansan en el fondo, donde están sujetos a daños debidas a las redes de pesca o a mordidas de los tiburones… LHDG / 2012A 52
- 53. Cables de fibras ... LHDG / 2012A 53
- 54. Fibra óptica ... LHDG / 2012A 54
- 55. Cables de fibras - Conectores ... Las fibras se pueden conectar de tres formas diferentes. 1- Conectores (ST, SC, SMA,…). Los conectores pierden casi el 1 a 3 dB de la luz, pero facilitan la reconfiguración de los sistemas. 2- Empalmes mecánicos (Splicer). Los empalmes mecánicos juntan dos extremos adaptados del hilo de Fibra. Todos los splicers se acomodan con cuidado en una bandeja y se protegen con una manga especial que los inmovilizan y los protegen. LHDG / 2012A 55
- 56. PATCH-CORD Y PIG-TAIL DE FIBRA OPTICA CON CONECORES, ST, SC, SMA, BICONICOS…) LHDG / 2012A 56
- 57. Cables de fibras - Conectores ... Los empalmes mecánicos toman, al personal entrenado, cerca de 5 minutos y resultan en una pérdida de luz de 2 a 3 dB. 3- Fusión . Funde dos tramos de fibra para formar una conexión sólida. Un empalme por fusión es muy bueno, pero aún aquí hay un poco de atenuación (menos de 1dB). Con los tres tipos de empalme pueden ocurrir reflexiones en el punto del empalme, y la energía reflejada puede interferir la señal. LHDG / 2012A 57
- 58. Fuentes y receptores de F.O. •Se pueden utilizar dos clases de fuente de luz para reproducir las señales: • LED (diodos emisores de luz) • ILD (diodos de inyección laser, Láseres semiconductores) •Estas fuentes tienen propiedades diferentes, como se muestra en la Tabla •Se pueden afinar su longitud de onda insertando interferómetros Fabry-Perot o Mach-Zehnder entre la fuente y la fibra. LHDG / 2012A 58
- 59. Fuentes y receptores de F.O. Comparación de los diodos semiconductores Vs el LED como fuentes de luz. LHDG / 2012A 59
- 60. Fuentes y receptores de F.O. •Los interferómetros Fabry-Perot son simples cavidades resonantes que consisten en dos espejos paralelos. •La luz incide en los espejos de manera perpendicular. La cavidad separa las longitudes de onda que caben en ella en un número entero de veces. •Los interferómetros Mach-Zehnder dividen la luz en dos rayos, los cuales viajan distancias ligeramente distintas. Los rayos se recombinan en un extremo y quedan en fase solamente para ciertas longitudes de onda. LHDG / 2012A 60
- 61. Fuentes y receptores de F.O. •El receptor de una fibra óptica consiste en un fotodiodo que emite un pulso eléctrico cuando incide en él la luz. •El tiempo de respuesta normal de los fotodiodos es de 1 ns, lo que limita la velocidad de datos acerca de algunos Gbps. •El ruido térmico es otro inconveniente, por lo que un pulso de luz debe llevar energía suficiente para ser detectable. Si la potencia de los pulsos es suficiente, la relación de errores es pequeña. LHDG / 2012A 61
- 62. Redes de fibra óptica • Las fibras ópticas se pueden utilizar en LAN, o para transmisión de largo alcance. •Derivar señal de ella es complicado. • Una forma de derivar en una red de anillo esta basado en su topología, ya que esta es una colección de enlaces punto a punto. Ver figura. • La interfaz en cada computadora tiene dos funciones: pasar los pulsos de luz hacia el siguiente enlace y también sirve como unión T para que la computadora pueda recibir y transmitir datos. LHDG / 2012A 62
- 63. Redes de fibra óptica ... Figura: Anillo de fibra óptica con repetidores activos. LHDG / 2012A 63
- 64. Redes de fibra óptica ... Se usan dos tipos de interfaz. •Una interfaz pasiva consiste en dos derivaciones fusionadas a la fibra principal. •Una derivación tiene un LED o un diodo láser en su extremo (para transmitir) y el otro tiene un fotodiodo (para recibir). •La derivación misma es pasiva por completo y por lo mismo es extremadamente confiable pues un LED o fotodiodo descompuesto no romperá el anillo, sólo dejará fuera de línea a una computadora. LHDG / 2012A 64
- 65. Redes de fibra óptica ... •El otro tipo de interfaz, mostrado en la figura, es el repetidor activo. •La luz entrante se convierte en una señal eléctrica que se regenera, si se debilitó y se retransmite de nuevo como luz. •La interfaz con la computadora es un cable de cobre que entra en el regenerador de señales. LHDG / 2012A 65
- 66. Redes de fibra óptica ... Figura Anillo de fibra óptica con repetidores activos. LHDG / 2012A 66
- 67. Redes de fibra óptica ... •También se usan los repetidores ópticos. •Estos dispositivos no requieren las conversiones óptica-eléctrica- óptica, lo que significa que pueden operar con anchos de banda extremadamente altos. •En el repetidor activo, el anillo se rompe y la red se cae. •Puesto que la señal se regenera en cada interfaz, los enlaces individuales de computadora a computadora pueden tener una longitud de kilómetros, teóricamente sin un límite para el tamaño total del anillo. LHDG / 2012A 67
- 68. Redes de fibra óptica ... •Como las interfaces pasivas pierden luz en cada unión, => la cantidad de computadoras y la longitud total del anillo se restringen considerablemente. •La topología de anillo no es la única manera de construir una LAN con fibra óptica. •También es posible tener difusión por hardware utilizando la construcción de estrella pasiva de la figura. •En este diseño, cada interfaz tiene una fibra que corre desde su transmisor hasta un cilindro de sílice, con las fibras entrantes fusionadas a un extremo del cilindro. LHDG / 2012A 68
- 69. Redes de fibra óptica ... •De forma similar, las fibras fusionadas en el otro extremo del cilindro corren hacia cada uno de los receptores. •Siempre que una interfaz emite un pulso de luz, se difunde dentro de la estrella pasiva para iluminar a todos los receptores, logrando de este modo la difusión. Figura. •Así, la estrella pasiva combina todas las señales que entran y transmite el resultado combinado por todas las líneas. •Puesto que la energía entrante se divide entre todas las líneas que salen, la cantidad de nodos en la red está limitada por la sensibilidad de los fotodiodos. LHDG / 2012A 69
- 70. Redes de fibra óptica ... Figura. Conexión en estrella pasiva en una red de fibra óptica LHDG / 2012A 70
- 71. Comparación de la fibra óptica y el alambre de cobre… La fibra tiene muchas ventajas: •Puede manejar anchos de banda mucho más grandes que el cobre. •Debido a la baja atenuación, sólo se necesitan repetidoras a varios 10’s Km en líneas largas, contra 5 a 10 km cuando se usa cobre. •La fibra también tiene la ventaja de no ser afectada por las elevaciones en la carga, y la interferencia electromagnética. LHDG / 2012A 71
- 72. …Comparación de la fibra óptica y el alambre de cobre ... •Tampoco es afectada por las sustancias corrosivas del ambiente. •Las compañías de teléfonos son partidarias de la fibra por una razón adicional: es delgada y ligera. •Los ductos de cables existentes están llenos por completo. •Además, la fibra es más ligera (liviana) que el cobre. LHDG / 2012A 72
- 73. …Comparación de la fibra óptica y el alambre de cobre ... LHDG / 2012A 73
- 74. …Comparación de la fibra óptica y el alambre de cobre ... •Un cable de 1000 pares de 1 km de longitud pesa aprox. 8000 kg contra 100 kg de un cable de 2 fibras que tienen mayor capacidad, lo que reduce en gran medida los costosos sistemas mecánicos de apoyo a los que también se debe dar mantenimiento. •Para rutas nuevas, la fibra es la opción obvia debido a su costo de instalación mucho más bajo. •Las fibras no tienen fugas de luz y es difícil intervenirlas. •La razón por la que la fibra es mejor que el cobre es inherente a su física interna. Cuando los electrónes se desplazan por un alambre, colisionan unos a otros y también son afectados por campos electromagnéticos y electrones externos al alambre. •Mientras que los fotones en una fibra no se afectan entre sí, ni resultan afectados por haces de fotones externos a la fibra. LHDG / 2012A 74
- 75. Comparación de la fibra óptica y el alambre de cobre ... Desventajas: La fibra es una tecnología poco familiar que requiere habilidades especiales (?). •Por su naturaleza la transmisión óptica es unidireccional, la comunicación en ambos sentidos requiere ya sea dos fibras o dos bandas de longitudes de onda en una fibra. •Por último, las interfaces de fibra cuestan un poco más que las de cobre (?). •No obstante, el futuro de toda la comunicación fija de datos a distancias, desde unos cuantos metros a 10´s de Km, está en la fibra. LHDG / 2012A 75
- 76. MEDIOS DE TRANSMISIÓN GUIADOS LHDG / 2012A 76