Medios de Transmisión en Redes Locales

El Medio Físico en Redes

El nivel físico define las características eléctricas, lógicas y mecánicas de la conexión. Este nivel debe asegurar la independencia del medio empleado con el nivel de acceso al medio. El **medio físico** de transmisión puede ser cualquier medio que pueda transportar información en forma de energía electromagnética.

El formato eléctrico establece los **niveles eléctricos** de la señal a transmitir.

La definición lógica fija el tipo de **codificación binaria** empleada.

Tipos de Medios Físicos Empleados en Redes Locales

Los medios más empleados en las Redes Locales pueden ser:

• **Cables de pares trenzados**
• **Cable coaxial**
• **Fibra óptica**

Existe la posibilidad de utilizar medios inalámbricos mediante ondas de radio o rayos infrarrojos:

• **Ondas de radio**
• **Rayos infrarrojos**

De modo que a veces se utiliza la siguiente clasificación:

• **Cables**
• **Medios inalámbricos**

Factores para Elegir un Cable de Red

El cable utilizado para formar una red se denomina a veces medio. Los tres factores que se deben tener en cuenta a la hora de elegir un cable para una red son:

• **Velocidad de transmisión** que se quiere conseguir.
• **Distancia máxima** entre ordenadores que se van a conectar.
• **Nivel de ruido e interferencias** habituales en la zona donde se va a instalar la red.

Los cables más utilizados son el **par trenzado**, el **cable coaxial** y la **fibra óptica**.

Tipos de Cables de Red

Cables de Pares Trenzados

Consta de dos hilos de cobre trenzados. El trenzado sirve para mantener las características homogéneas a lo largo del cable. En algunos casos, principalmente para usos telefónicos, que son los más habituales, los cables se pueden agrupar formando cuadretes (cuatro cables).

Puede ser **UTP** (Unshielded Twisted Pair – par no apantallado) o **STP** (Shielded Twisted Pair – apantallado).

En tramos cortos puede ofrecer un **ancho de banda** considerable, de forma que puede llegar a más de 100 Mbps, pero la velocidad de uso más habitual es de 10 Mbps.

La EIA/TIA (Electronics Industries Association / Telecommunication Industry Association) ha dividido el par trenzado en varias categorías dependiendo de sus características.

El cable de pares trenzado se utilizaba para señales analógicas, pero en las condiciones especiales de las redes locales pueden utilizarse por ser muy fácil de encontrar y de instalar, además de ser económico.

Las topologías que permiten más fácilmente el uso de este tipo de medio son la red en **bus** o en **anillo**, ya que los nodos actúan como repetidores que pueden corregir las atenuaciones y desequilibrios introducidos por los pares.

Cable Coaxial

El **cable coaxial** consta de un conductor central y uno concéntrico (coaxial) en forma de malla o de cilindro, separado del primero por un aislante y recubierto por otro aislante que le sirve de protección externa. El aislante interior puede ser de diferentes formas y materiales, si bien el más empleado es el polietileno, por las ventajas en sus propiedades dieléctricas y su baja densidad. Este aislante es necesario para mantener posicionado correctamente el conductor central.

Uno de los parámetros más importantes del cable coaxial es su **impedancia característica**.

Es el medio más empleado en la actualidad. Presenta unas buenas características de protección frente al ruido, si bien debe emplearse un tipo especial (militar) para que esté protegido frente a los ambientes hostiles.

Fibra Óptica

La **fibra óptica** está formada por un hilo muy fino o cilindro de pequeña sección (diámetro del orden de 2 a 125 μm), de vidrio recubierto por un aislante que le confiere las características mecánicas y que impide las fugas de luz. Las mejores son las de silicio puro, que tienen menos pérdidas, aunque su precio es más elevado.

Un cable de fibra óptica consta de tres secciones concéntricas. La más interna, el **núcleo**, consiste en una o más hebras o fibras hechas de cristal o plástico. Cada una de ellas lleva un **revestimiento** de cristal o plástico con propiedades ópticas distintas a las del núcleo. La capa más exterior, que recubre una o más fibras, debe ser de un material opaco y resistente.

La luz se propaga en zig-zag debido a los fenómenos de **reflexión total** que tienen lugar en el interior de la fibra. Por este motivo las pérdidas son muy escasas. Además, las fibras son inmunes a las **interferencias electromagnéticas** y a su vez no interfieren en otros sistemas. Por lo tanto, resultan extremadamente útiles para la transmisión de señales en medios muy ruidosos. Entre otras de sus ventajas podemos citar su elevado **ancho de banda** (permite alcanzar velocidades del orden de Gbps sobre decenas de kilómetros) y sus reducidos peso y tamaño.

Los sistemas de fibra óptica suelen resultar más caros que los de cable coaxial y mecánicamente más delicados, por lo que presentan más dificultades en su instalación. Se utilizan en telecomunicaciones a larga distancia, aplicaciones militares, redes locales, distribución de señales de audio/vídeo.

Beneficios de la Fibra Óptica frente a Cables Coaxiales y Pares Trenzados

• Permite mayor **ancho de banda**.
• Menor tamaño y peso.
• Menor atenuación.
• **Aislamiento electromagnético**.
• Mayor separación entre repetidores.
• Mayor **velocidad de transmisión**.

Las señales recorren los cables de fibra óptica a la **velocidad de la luz** (c = 3 x 10^8 m/s), mientras que las señales eléctricas recorren los cables a una velocidad entre el 50 y el 80 por ciento de esta, según el tipo de cable.

Topologías de Red Comunes

ESTRELLA

Todos los nodos se conectan a un nodo central y los mensajes pasan a través de ese nodo central.

ANILLO

Los nodos se conectan formando un anillo, de cada uno al siguiente. Ningún nodo controla totalmente el acceso a la red.

BUCLE

Los nodos se conectan formando un anillo, pero uno de los nodos controla a los restantes y determina qué nodo puede utilizar el canal de comunicaciones.

BUS (Canal de distribución) o HIGHWAY (Ruta de distribución)

Las unidades se conectan a un único canal, que es compartido por todas las estaciones que tienen acceso a la red. No existe una unidad central que realice el control de la red.

MALLA

Los nodos se interconectan formando una configuración compleja. Cuando se genera tráfico entre dos nodos, se comparten algunos circuitos de comunicación. El caso extremo consiste en unir todos los nodos entre sí.

Las topologías más utilizadas son el **ANILLO** y el **BUS**.