xarxes i cablatge vi mitjans

Xarxes d’Ordinadors i Xarxes d’Ordinadors i CablatgeCablatge

per Carles Cardeloper Carles Cardelo

INFRAESTRUCTURA INFRAESTRUCTURA DE LES XARXES DE DE LES XARXES DE CONNEXIÓ CONNEXIÓ D’ORDINADORS D’ORDINADORS MITJANÇANT MITJANÇANT CABLATGE CABLATGE ESTRUCTURATESTRUCTURAT

PART VI: MITJANS DE PART VI: MITJANS DE TRANSMISSIÓTRANSMISSIÓ

Mitjans de TransmissióMitjans de Transmissió(suport físic que facilita el transport de la informació)(suport físic que facilita el transport de la informació)

Factors a tenir en compte:◦ Tipus d’instal·lació en la que és més adequat.◦ Topologia que suporta.◦ Fiabilitat i vulnerabilitat (Contaminació i

deformació del senyal veure54).◦ Influència de les interferències.◦ Economia i facilitat de instal·lació.◦ Seguretat. Facilitat per intervenir el medi.

CONTAMINACIONS I DEFORMACIÓ DEL CONTAMINACIONS I DEFORMACIÓ DEL SENYALSENYAL

Atenuació: Efecte produït pel debilitament del senyal, degut a la resistència elèctrica que presenten tan el canal com els altres elements que intervenen en la transmissió. Això provoca un descens de l'amplitud de la senyal transmesa. Es pot donar el cas que es perdi el missatge perquè no pugi ser captat.

Distorsió: Deformació de la senyal produïda normalment perquè el canal es comporta de forma diferent a cada freqüència. És el resultat de la falta de linealitat.

Interferència: La interferència és una adició d’una senyal coneguda i no desitjada a la senyal que es transmet. ( superposició de senyals )

Soroll : Suma de múltiples interferències, possiblement d’origen desconegut i aleatòries.

MITJANS DE TRANSMISSIÓMITJANS DE TRANSMISSIÓ

Guiats(físics): Parell trenat, cable coaxial, fibra òptica...

No guiats: Ones electromagnètiques, ones de ràdio microones, infrarojos...

Els tipus principals de mitjans físics són:◦El cablatge de coure.◦El cablatge de fibra òptica.

Cablatge de coure:◦Cable coaxial◦Parell Trenat

Cable de fibra òptica:◦Monomode◦Multimode

MITJANS DE TRANSMISSIÓ GUIATS O MITJANS DE TRANSMISSIÓ GUIATS O FÍSICSFÍSICS

Cable coaxial: El cable coaxial consisteix en un fil sòlid de coure central rodejat d’una capa externa de coure entrellaçat o d’una capa metàl·lica (normalment alumini). Un aïllament de plàstic flexible separa els dos conductors i una d’aïllant separa el darrer conductor de l’exterior.

S’utilitza:◦ Telefonia a llarga distància◦ Connexió de perifèrics◦ LAN◦ Senyals de TV

Pot anar durant 1 Km a 1 o 2 Gbps fàcilment Amb el cable coaxial es fan servir connectors BNC i en xarxes en bus i

en anell


Cable de Parell Trenat Són dos cables de coure aïllats i entrecreuats en forma d’espiral en

una funda aïllant (s’han d’entrecreuar per evitar l’efecte d’antena) Cada parell de cables és només un sol enllaç de comunicacions Calen amplificadors cada certa distància (a més velocitat, menys

distància) Sensible a les interferències elèctriques i al soroll (això és pot millorar

apantallant la trena) És molt barat És el més utilitzat actualment L’amplada del cable determina quin ample de banda tindrem No és necessari que es transmeti senyal de terra perquè fa servir un

dels dos fils per fer-ho En principi és utilitzat en topologies d’estrella, tot i que també es pot

instal·lar en bus.


Cable de Parell Trenat


Cable de Parell TrenatTipus de Cables

◦Sense pantalla (UTP Unshieled Twisted Pair): Cable de parells trenats i sense recobriment metàl·lic extern (és sensible a les interferències) La impedància característica de un cable UTP és de 100 ohms.

◦Amb pantalla (STP Shieled Twisted Pair): Cable semblant al UTP, però se li afegeix un recobriment metàl.lic per evitar les interferències externes. Per tant és un cable més protegit. La impedància característica d’un cable STP és de 150 ohms.


Cable de Parell TrenatClassificació per Categories: Cada categoria especifica unes

característiques elèctriques pel cable: atenuació, capacitat de la línea i impedància. Actualment es fan servir els cables de categories 3 i 5 que suporten freqüències de 10 i 100 MHz respectivament.


Cable de Parell TrenatClassificació per Classes: Cada classe especifica les distancies

permeses, l’ample de banda aconseguit i les aplicacions per les que és útil en funció d’aquestes categories


Cable de Parell Trenat Cablatge: Els connectors que es fan servir per aquests tipus de cables solen ser els RJ-45

i segons l'estàndard TIA/EIA-568-B hi ha dues formes de fer correspondre cada un dels cables segons el seu color amb cada un dels pins del connector RJ45: T568A i T568B.

El cablejat de cada costat en els dos estàndards serà com segueix:


Cable de Parell Trenat Cablatge: Cables creuats Per connectar dos ordinadors en xarxa sense passar pel Hub, és a dir,

fer una xarxa de duesmàquines. Per connectar dos Hubs entre sí


Cable de fibra òptica◦ Consisteix en una fibra central de vidre recoberta amb un revestiment i tot això amb una

coberta aïllant◦ La transmissió de la informació es fa a través de rajos de llum a través de reflexió◦ Aquesta llum bàsicament es genera des de bàsicament dos punts:

Fonts làser Díodes LED

Característiques:◦ Molt baixa atenuació (la senyal es perd poc, la majoria de les pèrdues són en els

connectors, entre un 10% i un 20%) ◦ Excel·lent immunitat al soroll electromecànic◦ Es necessita baixa potència per transmetre els senyals◦ Poden instal·lar-se en medis hostils, es deterioren menys que els anteriors◦ Pesen molt poc i poden ser molt petits◦ Els empalmes són difícils de fer perquè com que les fibres són molt primes és difícil fer-

les encaixar◦ Els repetidors poden estar molt separats◦ Fàcilment podem obtenir velocitats més grans de 2 Gbps durant desenes de Km◦ Els desavantatges són bàsicament el cost◦ No s'hi pot transmetre potència elèctrica per alimentar altres dispositius


Cable de fibra òptica Multimode Permet que existeixin múltiples modes

guiats. El diàmetre del nucli sol ser de 50 o 62.5 micres.

El número de modes depèn de la serva obertura numèrica

Com més ample és més fàcil de connectar, però perd ample de banda per la dispersió intermodal

La dispersió intermodal (un fenomen que es produeix perquè la llum viatja per la fibra òptica segons el mode i cada mode va a diferents velocitats i per tant arriben en un moment diferent)

És l'adequada per distancies curtes com xarxes d'àrea local o sistemes de vídeo

Hi ha dos tipus de fibra òptica multimode: de salt d'índex i de índex gradual


Cable de fibra òptica MonomodeEl diàmetre del nucli és molt més

petit que el de les fibres multimode, per la qual cosa solament es transmet una ona de llum a la vegada a cada fibra

La font lluminosa en la comunicació per fibra monomode és el làser

S’utilitza principalment per a comunicacions llargues

El diàmetre del nucli central és de 8 a 10 mm

Com que és tant prima és difícil de fer-hi connexions


MITJANS DE TRANSMISSIÓ NO MITJANS DE TRANSMISSIÓ NO GUIATS (GUIATS (Comunicacions sense fils)Comunicacions sense fils)Xarxa sense fil (Wireless network) designa la

connexió de nodes sense necessitat d'una connexió física (cables), aquesta es dóna per mitjà d'ones Electromagnètiques

Hi ha diversos mitjans de transmissió sense fils, capaços de transmetre paquets per la xarxa:◦ Ones de ràdio◦ Infraroges◦ Microones

Categories ◦ Existeixen dues categories de les xarxes sense fils:

Llarga distància: aquestes són utilitzades per a distàncies grans com pot ser una altra ciutat o un altre país.

Curta distància: són utilitzades per a un mateix edifici o a diversos edificis propers no gaire retirats.

MITJANS DE TRANSMISSIÓ NO MITJANS DE TRANSMISSIÓ NO GUIATS (GUIATS (Comunicacions sense fils)Comunicacions sense fils)

Tipus: Segons la seva cobertura, es poden classificar en diferents tipusWireless Personal Area Network (WPAN) Tipus de xarxa de cobertura personal,

tecnologies: HomeRF (estàndard per connectar tots els telèfons mòbils de la casa i els ordinadors

mitjançant un aparell central) Bluetooth (protocol que segueix l'especificació IEEE 802.15.1) ZigBee (basat en l'especificació IEEE 802.15.4 i utilitzat en aplicacions com la domòtica) RFID (sistema remot d'emmagatzematge i recuperació de dades amb el propòsit de

transmetre la identitat d'un objecte (similar a un nombre de sèrie únic) mitjançant ones de ràdio

Wireless Local Area Network (WLAN) A les xarxes d'àrea local amb tecnologies sense fils Wi-Fi que segueixen l'estàndard IEEE 802.1(amb diferents variants.)Wireless Metropolitan Area Network ( Xarxa d'àrea metropolitana) Tecnologies basades

en WiMAX (Worldwide Interoperability for Microwave Access basat en la norma IEEE 802.16) WiMAX és un protocol semblat a Wi-Fi, però amb més cobertura i ample de banda LMDS (Local Multipoint Distribution Service)Wireless Wide Area Network (WAN) UMTS (Universal Mobile Telecommunications System), utilitzada amb els telèfons mòbils

de tercera generació (3G) i successora de la tecnologia GSM (para mòbils 2G) GPRS (General Packet Radio Service) Tecnologia digital per a mòbils


Característiques: Segons el rang de freqüències utilitzat per transmetre, el mitjà de transmissió poden ser les ones de radi, les microones terrestres o per satèl·lit, i els infrarojos, per exemple. Depenent del mitjà, la xarxa sense fil tindrà unes característiques o unes altres:

Ones de ràdio: Són omnidireccionals, així que no són necessàries les antenes parabòliques. Comprèn l'espectre radioelèctric de 30 Hz - 3 MHz.

MITJANS DE TRANSMISSIÓ NO MITJANS DE TRANSMISSIÓ NO GUIATS (GUIATS (Comunicacions sense fils)Comunicacions sense fils) Infrarojos: S'enllacen transmissors i receptors que

modulen la llum infraroja no coherent◦ Han d'estar alineats directament o amb una reflexió en una

superfície◦ No poden travessar les parets◦ Els infrarojos van des de 300 GHz fins a 384 THz.

MITJANS DE TRANSMISSIÓ NO MITJANS DE TRANSMISSIÓ NO GUIATS (GUIATS (Comunicacions sense fils)Comunicacions sense fils) Microones:

◦ Microones terrestres: Utilitzen antenes parabòliques amb un diàmetre aproximat d'uns tres metres. Tenen una cobertura de quilòmetres L'emissor i el receptor han d'estar perfectament alineats S'acostumen a utilitzar en enllaços punt a punt en distàncies curtes Les microones comprenen les freqüències des d'1 fins a 300 GHz.

◦ Microones per satèl·lit: es fan enllaços entre dos o més estacions terrestres que es denominen estacions basi. El satèl·lit rep el senyal (denominada senyal ascendent) en una banda de freqüència, l'amplifica i la retransmet en una altra banda (senyal descendent). Cada satèl·lit opera en unes bandes concretes Les fronteres freqüencials de les microones, tant terrestres com per

satèl·lit, amb els infrarojos i les ones de radi d'alta freqüència es barregen bastant (poden haver-hi interferències amb les comunicacions en determinades freqüències)

MITJANS DE TRANSMISSIÓ NO MITJANS DE TRANSMISSIÓ NO GUIATS (GUIATS (Comunicacions sense fils)Comunicacions sense fils)Avantatges i desavantatges de les ones

de ràdio, infraroges i microones


Aplicacions: Ones de radi:

◦ VLF (comunicacions en navegació i submarins),

◦ LF (radio AM d'ona llarga)

◦ MF (radio AM d'ona mitjana)

◦ HF (radio AM d'ona curta)

◦ VHF (radio FM i TV)

◦ UHF (TV). Microones terrestres:

◦ Bluetooth o ZigBee: interconnectar ordinadors portàtils, PDAs, telèfons o altres aparells

◦ Radars (detecció de velocitat vehicles o altres característiques d'objectes remots)

◦ TDT (televisió digital terrestre) Microones per satèl·lit

◦ Televisió per satèl·lit

◦ Telefonia a llarga distància

◦ Xarxes privades (VPN) Infrarojos (IrDA (Infrared Data Association).):

◦ Comunicació a curta distància dels ordinadors amb els seus perifèrics

◦ Comandaments a distància (per no interfererir amb altres senyals electromagnètics)

◦ Termografia, la qual permet determinar la temperatura d'objectes a distància

xarxes i cablatge vi mitjans

Education