Capa fisica

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Límites impuestos por la naturaleza
Nyquist:

CAPA FÍSICA

Vmax = 2W log 2 N

w Vmax: velocidad máxima (bps) w W: ancho de banda w N: número de niveles de la señal

Shannon:

Vmax = W log 2 (1 + S / N )

w Vmax: velocidad máxima (bps) w W: ancho de banda w S/N: Relación señal a ruido en el canal
1 4

Capa física
Objetivo: Transmisión de los bits por un canal de comunicación. Usoeficiente del medio físico, tomando en cuenta sus características.

Características de los medios
Ancho de banda - Banda útil Ruido e interferencia Características de propagación
n n

Atenuación Dispersión

Balance de potencia

2

5

Tipo de preguntas a responder
¿codificación de los bits en el medio? ¿cuántos nanosegundos dura un bit? ¿transmisión full duplex o nó? ¿cuántos pinestiene el conector de red? Se encarga de interfaces mecánicas, eléctricas, de procedimientos, y de las características del medio utilizado
3

Nyquist: capacidad de un canal
teorema de Nyquist (1924) una señal limitada a un ancho de banda H puede ser completamente reconstruida a partir de 2H muestras por segundo.
•Corolario: No se puede transmitir más que Dmax en un ancho de banda H con Vniveles de señal

Dmax = 2 H log 2 V .
Dmax velocidad máxima de la información (bits/s) H ancho de banda del canal V cantidad de niveles de la señal
10

1

Ejemplo: Capacidad de un canal
un canal sin ruido de 3 kHz de ancho de banda puede transmitir señales binarias de hasta 6000 bps:
H = 3000 V = 2 2 . 3000 . Log2(2) = 6000

Medios de transmisión
Medios guiados
n n n n

Pares de cobreCable coaxial Fibra óptica Guías de onda Transmisión inalámbrica

tentación: ¿ y si aumentamos V ?

Medios no guiados
n

11

14

Teorema de Shanon (1948)
La velocidad máxima de transmisión de la información en un canal ruidoso es de:

Medios magnéticos
No es un medio de transmisión “tradicional” capacidad de una cinta DLTape IV: 20 GB viaje Montevideo/Buenos Aires: 3 horas velocidadde transferencia de la información:

Dmax = H log 2 (1 + S / N ) .
H ancho de banda del canal S/N relación señal a ruido en el canal Usualmente, se da en decibeles: 10 log10 (S/N)
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20 *1024 *1024 *1024 * 8 ≈ 15,9 Mbps 3 * 3600
¿cuánto tiempo de transmisión es necesario con un enlace de 512 Kbps ?
15

Ejemplo : Shanon
Ejemplo:
n

Pares abiertos
medio más simple muy usado (cableplano) efectivo a cortas distancias (< 50 m) problemas:
n n

n

el mismo canal (3000 Hz de ancho de banda) con una relación de señal a ruido de 30dB, no puede llegar a transmitir más de 30000 bps ¿cómo se llega a este resultado numérico?

diafonías por acoplamiento capacitivo ruido de origen electromagnético

13

16

2

Par trenzado
mejor inmunidad al ruido y a la diafoníavelocidades de algunos Mbps a distancias de pocos kilómetros 100+ (250+) Mbps en ambiente LAN comportamiento dependiente del paso del trenzado y del calibre del alambre definidas categorías para pares no blindados (UTP)
n n n

Tipos de cable coaxial
banda base Z=50Ω
n n

Permite transmitir algunos Gbps a 1 Km El usado típicamente para datos Usado típicamente para TV cable 300/450 MHz a 100Km sepuede modular en el orden de pocos bps/Hz canales de 6 Mhz para TV
20

banda ancha Z=75Ω
n n n n

Cat. 3: 10 Mbps Cat. 5: 100+ Mbps (Cat. 5e, cat.6, etc)

par trenzado blindado (STP) mejor resultado, más caro. Usado en Token Ring (IBM), etc.
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Cableado con RJ45
Pin 1 2 3 4 5 6 7 8 T568A T568B Wire Pair Pair 3 3 2 1 1 2 4 4 2 tip 2 ring 3 tip 1 ring 1 tip 3 ring 4 tip 4 ring T568A ColorT568A/B RJ45 Wiring T568B Pins on plug face (jack is reversed) Color white/orange stripe orange solid white/green stripe green solid

Sistemas de distribución CATV en banda ancha
Originalmente unidireccionales Sistema de cable dual
n

2 cables en paralelo. No práctico división por frecuencia

white/orange white/green stripe stripe blue solid white/blue stripe blue solid white/blue stripe...
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