Capas Fisicas

Capa Física
En este capítulo estudiamos los protocolos de bajo nivel utilizados para transmitir datos punto a punto. Tradicionalmente se estudiaba mucho el problema de codificar datos digitales (ondas cuadradas) en señales análogas (ondas sinusoidales). Actualmente, el principal problema es aprovechar bien el medio físico, dando acceso a múltiples emisores ya sea multiplexando o compartiendo laseñal física. Por otro lado, protocolos como ATM pueden verse como niveles físicos, pero realmente son cada vez más software, y la codificación final de la señal en el cable es cada vez menos importante.
Por razones de tiempo, este capítulo se concentra más en los protocolos de acceso al medio físico y multiplexión que en codificación de la señal.
Límites Teóricos
Cualquier medio físico detransporte de señal está sujeto a ciertas restricciones, en particular que se pierde intensidad en la señal a medida que se difunde. Al enviar información binaria, se requiere transmitir una onda cuadrada por el cable. Desgraciadamente, esta seña no se adapta bien al típico cable de comunicación, donde se envían señales análogas (voltajes, radio, luz) y los cambios de valores (voltajes, frecuencia,intensidad) no son discretos (y la forma de la curva empeora con la distancia).
El número de cambios de estado de la línea por segundo se conoce como baud. Esto no corresponde a los bits/s (o bps), puesto que usualmente se codifican varios bits en cada estado (según el numero de estados diferentes de la línea: con 8 estados puedo transmitir de a tres bits a la vez).
El ancho de banda de lalínea indica cuantas frecuencias soporta la línea, esto limita seriamente la capacidad de bits/s que se pueden transmitir. Por ejemplo, en una línea telefónica, solo se transmite un rango audible y generable por la voz humana, esto da una frecuencia máxima de unos 3000 Hz. Usando codificación binaria normal, no hay como llegar a más de 9600 bps. Se mejora usando codificaciones muy astutas en variasfrecuencias a la vez.
Medio Físico
Cable Coaxial
Fue uno de los esquemas más usado en redes locales, por la simplicidad de instalación y bajo costo. La idea es implementar un bus, es decir un cable en que todos leen los mismos datos. El cable debe estar conectado de punta a punta y en cada extremo tiene una resistencia de 50 Ohms (terminador). Internamente es un cable de datos, rodeado de unamalla.
La capacidad de transmisión es buena y muy tolerante al ruido. Tasas de 10Mbps para cables de hasta 1 Km.
Sin embargo, la forma de conectar computadores al cable es delicada: una T debe insertarse en el cable y conectarlo directamente a la interfaz de comunicación. También existen los vampiros, que solo sirven para cable coaxial grueso que es menos manipulable. Esto genera múltiplesproblemas en instalaciones de tamaño medio, puesto que el coaxial es muy estable si no se toca, pero no soporta bien los tirones y movimientos. Un trozo de coaxial con problemas impide la comunicación en toda la red.
Par Trenzado
El Par Trenzado es el medio más usado de comunicación por el sistema telefónico. Dos cables de cobre telefónicos trenzados en forma helicoidal (para evitar que hagan deantena) permiten tasas de transferencia punto a punto de varios Mbps, dependiendo del largo, del grosor y de la calidad de los conectores. Se habla de nivel 3 cuando cumplen con la norma para telefonía y nivel 5 cuando cumplen con la norma para datos a alta velocidad. Sobre un par nivel 5 actualmente se puede transmitir a 100 Mbps en distancias inferiores a 100 metros.
Su interés es tan alto, quehoy día se usan para reemplazar cableado de coaxial, haciendo una estrella del bus (o estrellando el bus). Para esto se usa un concentrador, donde llegan todos los pares trenzados, y que repite los datos hacia todos los cables. Esto disminuye las colisiones, evita los puntos de falla globales (salvo por el concentrador mismo) y permite usar el cableado telefónico normal para redes locales....