PDF de programación - Conceptos básicos de comunicaciones (2)

REDES

Área de Ingeniería Telemática

Conceptos básicos de
comunicaciones (2)

Area de Ingeniería Telemática

http://www.tlm.unavarra.es

4º Ingeniería Informática



Redes


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Temario

Introducción a las redes

1. 
2.  Encaminamiento
3.  Transporte extremo a extremo
4.  Arquitectura de conmutadores de paquetes
5.  Tecnologías para redes de área local
6.  Tecnologías para redes de área extensa y última

milla

7.  Conmutación de circuitos


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Contenido

•  Multiplexación

– TDM
– FDM

•  Fundamentos de medios de transmisión

– Guiados
– No guiados

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Área de Ingeniería Telemática

Multiplexación

El sistema de transmisión

•  Transportando un solo canal


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Transmisor

/

Receptor

Receptor

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Transmisor

El sistema de transmisión

•  Transportando múltiples canales


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Transmisor

/

Receptor

Receptor

/

Transmisor

Multiplexación

•  Transportar varias señales/canales por

un mismo medio/enlace

•  Multiplexación/Demultiplexación


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Multiplexación temporal

•  Multiplexación por división en el tiempo
•  Time Division Multiplexing (TDM)

Memoria

MUX

…

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Multiplexación temporal

•  En cada T el MUX

–  Recibe una muestra de cada uno de los canales
–  (…)

Memoria

MUX

…

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Multiplexación temporal

•  En cada T el MUX

–  Recibe una muestra de cada uno de los canales
–  Envía N muestras (del intervalo anterior) por la salida
–  Velocidad de salida N veces la de un canal de entrada

Memoria

MUX

…

…

T

…

T

 Demultiplexación temporal

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•  Proceso inverso
•  Una entrada
•  N salidas de velocidad N veces menor

…

DEMUX

…

…

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 Multiplexación frecuencial

•  Multiplexación por división en frecuencia
•  Frecuency Division Multiplexing (FDM)
•  Partimos de señales/flujos binarios que ocupan un

•  Miramos los flujos en el dominio de la frecuencia

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BW limitado

tiempo

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Multiplexación frecuencial

•  Diferentes flujos ocuparán un BW en función entre otros de su bitrate
•  Puede que el BW del medio sea suficiente para todos juntos
•  ¿Podemos modificar las señales para colocarlas dentro del BW del

medio?

BW del medio

f

f

f

f

Multiplexación frecuencial

•  Diferentes flujos ocuparán un BW en función entre otros de su bitrate
•  Puede que el BW del medio sea suficiente para todos juntos
•  ¿Podemos modificar las señales para colocarlas dentro del BW del

medio?

•  Esto se llama modular: modulamos cada señal y luego las sumamos


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BW del medio

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x
+

f

f

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 Multiplexación frecuencial

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•  Ese espectro es de una señal diferente que combina a las

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anteriores

•  Ésta es la que se transmitirá
•  El receptor tendrá que separar esas componentes (…)

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 Demultiplexación frecuencial
•  Ese espectro es de una señal diferente que combina a las

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anteriores



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•  Ésta es la que se transmitirá
•  El receptor tendrá que separar esas componentes (…)



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 Demultiplexación frecuencial
•  Ese espectro es de una señal diferente que combina a las

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anteriores



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•  Ésta es la que se transmitirá
•  El receptor tendrá que separar esas componentes
•  Cada una de ellas es uno de los flujos originales

f

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FDM
•  Ejemplos populares:

– Emisoras de radio
– Canales de TV o paquetes de TDT


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TDM vs FDM

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CDM

•  Code Division Multiplexing
•  Cada canal se modula/codifica empleando un código diferente
•  Como resultado cada uno ocupa mayor BW
• 

(. . .)

Código1

Código2

Código3

f

f

f

+

+

f

f

f


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CDM

•  Code Division Multiplexing
•  Cada canal se modula/codifica empleando un código diferente
•  Como resultado cada uno ocupa mayor BW
•  El receptor, conociendo el código, sabe separar un canal de los demás

f

f

Código2

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CDM

•  CDM es un caso de técnicas de espectro

extendido

•  Otras son FHSS (Frecuency-Hopping Spread
Spectrum) y DSS (Direct Sequence Spread
Spectrum)

•  Muy usadas en entornos inalámbricos (ej: WiFi)
•  Al ocupar mayor BW aumenta la inmunidad ante

interferencias

•  Hacen también más difícil interceptar la señal

(necesitas el código o equivalente)

•  Analogía humana: multiples conversaciones

simultáneas en la misma sala

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Área de Ingeniería Telemática

Medios de transmisión


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Medios de transmisión

•  Guiados

– Par trenzado
– Cable coaxial
– Fibra óptica
•  No guiados


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Par trenzado

•  Dos hilos de cobre aislados y enrollados en espiral
•  Barato
•  Empleado en el bucle de abonado telefónico
•  Normalmente varios pares (hasta centenares)
•  Transporta onda electromagnética
•  Trenzado reduce acoplamiento de pares cercanos
•  Centenares de Mbps a unas decenas de metros
•  UTP = Unshielded Twisted Pair, STP = Shielded TP
•  Categorías:

1.  Solo para voz
2.  Hasta 4 Mbps
3.  Hasta 10 Mbps (10BASE-T), instalado también

para voz (BW = 16 MHz)

4.  Hasta 16 Mbps
5.  Transporta 100 Mbps (100BASE-TX), mayor

trenzado (BW = 100 MHz)

5e. Transporta 1000 Mbps


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Uso de par trenzado

•  En el bucle de abonado
–  Servicio telefónico básico
–  RDSI
–  xDSL

•  Cableado estructurado

PSTN

.
.
.

IDF

IDF

IDF

MDF

MDF


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Cable coaxial

•  Un cilindro conductor y un hilo central
•  En torno a 1 cm de grosor
•  Transporta onda electromagnética
•  Mayor ancho de banda (unos 500 MHz)
•  Centenares de Mbps a 1 Km
•  Más caro que UTP
•  Más resistente a interferencias electromagnéticas
•  Empleado en la distribución de TV por cable
•  En enlaces a larga distancia ha sido desplazado por la fibra

óptica


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Uso de cable coaxial

•  Redes CATV
•  Tecnologías LAN en desuso (ej: 10BASE2)

Splitter

Head
End

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Fibra óptica

•  Hilo muy fino de vidrio o plástico (núcleo) recubierto

(cubierta)

•  Núcleo con diámetro entre 8 y 62,5 µm
• 

Luz viaja por su interior mediante reflexión total
interna
Luz es una onda electromagnética de gran frecuencia
Longitud de onda (λ) = espacio recorrido en un
periodo

• 
• 


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Fibra óptica

•  Fibra multimodo:

–  Hay múltiples ángulos de entrada de la luz que se propagan
–  Fibra, transmisores y receptores más baratos
–  Menores distancias sin repetidores

•  Fibra monomodo:

–  Núcleo más estrecho
–  Solo el ángulo correspondiente al eje de la fibra logra entrar
–  Componentes más caros
–  Mayores alcances sin repetidores

Nota: Ignorando refracción
a la entrada/salida


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Fibra óptica

•  Mayor ancho de banda
•  Centenares de Gbps a decenas de Km
•  Se habla de que ofrece 3 ventanas (1ª, 2ª y 3ª)
•  Son frecuencias a las que ofrece mínima atenuación
•  En total ofrece más de 30 THz de ancho de banda !!
• 

Inmune a interferencias electromagnéticas

http://www.redbooks.ibm.com/pubs/pdfs/redbooks/sg245230.pdf


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Uso de fibra óptica

•  Enlaces MAN/WAN de alta capacidad
•  FTTH
•  HFC
•  PONs
•  LANs de muy alta velocidad


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WDM

•  Wavelength Division Multiplexing
•  Mutiplexación por división en longitud de onda
• 

Introducir en la fibra señales sobre luces de
diferente longitud de onda (frecuencia)

•  Cada longitud de onda tiene gran capacidad

–  Transportar canal de alto bitrate
–  O múltiples canales multiplexados en el tiempo o frecuencia

•  Básicamente es FDM

λ1

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