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2 LA CAPA FÍSICA

Autor: Rogelio Montañana

2 LA CAPA FÍSICA 1
2.1 INTRODUCCIÓN 2
2.2 TRANSMISIÓN DE DATOS: BASES TEÓRICAS 2
2.3 MEDIOS DE TRANSMISIÓN 5
2.4 EL SISTEMA TELEFÓNICO CLÁSICO 16
2.5 RDSI DE BANDA ESTRECHA 28
2.6 RDSI DE BANDA ANCHA Y ATM 31
2.7 XDSL 34
2.8 TELEFONÍA CELULAR DIGITAL. GSM 38
2.9 SATÉLITES DE COMUNICACIONES 40
2.10 EJERCICIOS 43
2.11 SOLUCIONES 46

2.1INTRODUCCIÓN
La primera capa dentro de cualquier modelo de red está formada por el medio físico. Aquí más que en ninguna otra capa es necesaria la compatibilidad entre los equipos para que sea posible la comunicación. Por ejemplo, al solicitar a un operador una línea dedicada la interfaz física que se nos suministre deberá coincidir con la de nuestros equipos; de lo contrario será precisoutilizar conversores de interfaz; en función de la transformación a realizar dicho equipo será un simple cable adaptador, un adaptador pasivo no alimentado o bien un equipo con alimentación eléctrica relativamente complejo. La casuística aquí es tan diversa que nos llevaría demasiado tiempo comentar todas las posibilidades, y la mayoría de esta información resulta innecesaria en un curso de introduccióna las redes de computadores.

Al hablar del nivel físico nos centraremos fundamentalmente en dos aspectos: por un lado la descripción de los medios físicos utilizados para transmitir los datos, fundamentalmente en forma de ondas electromagnéticas. Por otro lado describiremos los principios de funcionamiento del sistema telefónico destacando los aspectos que tienen interés desde el punto devista de su utilización para el establecimiento de redes de ordenadores.

Los aspectos del nivel físico relacionados específicamente con las redes locales los trataremos al hablar de éstas en el capítulo 4.

2.2 TRANSMISIÓN DE DATOS: BASES TEÓRICAS

2.2.1 Módems y códecs

Cuando se envían datos por un canal de transmisión analógico (por ejemplo una línea telefónica de RTB) es preciso modularla señal en origen y demodularla en el destino; el aparato que realiza esta función se llama módem. Inversamente, cuando enviamos una señal analógica por un canal de transmisión digital tenemos que codificarla en origen y decodificarla en destino, para lo cual se utiliza un aparato denominado códec; por ejemplo un teléfono RDSI es un códec, ya que convierte una señal analógica (la voz humana) endigital, y viceversa; un sistema de videoconferencia digital (que es el caso de la mayoría de los sistemas de videoconferencia actuales) es un códec puesto que convierte una señal analógica (la imagen en movimiento captada por la cámara) en una señal digital (la secuencia de bits transmitida por RDSI u otro medio); también hay un códec presente en cualquier sistema de grabación digital de sonido(CD, Minidisc, dcc, DAT). Es frecuente referirse a los códecs como conversores analógico-digital o conversores A/D, aunque en telecomunicaciones suele preferirse la denominación códec.

Para digitalizar la señal el códec debe muestrear periódicamente la onda y convertir su amplitud en una magnitud numérica. Por ejemplo los sistemas de grabación digital del sonido en CD muestrean la señal de audio44 100 veces por segundo (44,1 KHz) y generan para cada muestra un número entero de 16 bits que representa la amplitud de la onda. El número de bits elegido limita el número de valores de amplitud posibles, por lo que se ha de utilizar el más próximo (por ejemplo con 16 bits hay 216=65536 posibles valores de amplitud); esto introduce una distorsión en la onda digitalizada que se conoce como errorde cuantización.

2.2.2 Teorema de Nyquist

Cualquier canal de transmisión tiene un ancho de banda limitado. A continuación damos algunos ejemplos:


Canal de transmisión
Ancho de banda (KHz)
Línea telefónica
3,1
Emisión de radio de onda media (AM)
4,5
Emisión de radio de FM
75
Emisión de televisión PAL
8 000
Red local Ethernet 10 Mb/s
10 000
Emisión de televisión de alta...