Capa física

De castillowiki
Saltar a: navegación, buscar

La capa física és el nivell 1 dels set nivells del model OSI i s'encarrega de realitzar els serveis sol·licitats per la capa d'enllaç de dades.

El nivell físic contempla el maquinari de xarxa, el cablejat físic o una connexió Wi-Fi. També gestiona les especificacions elèctriques, el control de col·lisió i d'altres funcions de baix nivell.

Es considera com la capa de xarxa més bàsica, encarregant-se de la transmissió de bits. Les formes dels connectors elèctrics, quines freqüències cal fer servir i d'altres operacions de baix nivell són especificades en el nivell 1. Una analogia d'aquesta capa en una xarxa de correu física podria ser, per exemple, una especificació per a diversos tipus de paper i de tinta.

Les principals funcions i serveis realitzats per la capa física són:

  • L'establiment i terminació d'una connexió a un medi de comunicació.
  • La participació en el procés en el que els recursos de comunicació són compartits de manera efectiva entre múltiples usuaris (per exemple, resolució de contencions i control de flux).
  • Conversió entre la representació de dades digitals en l'equip de l'usuari i els corresponents senyals transmesos sobre un canal de comunicació.

Exemples de protocols de Nivell 1 son: EIA estàndards: RS-232, RS-422, RS-423, RS-449, RS-485, ADSL, XDSI, T1, E1, 10BASE-T, 10BASE2, 10BASE5, 100BASE-TX, 100BASE-FX, 100BASE-T, 1000BASE-T, 1000BASE-SX són transports a nivell físic per a Ethernet, Electricitat, Ràdio

Components bàsics de la telecomunicació

L'esquema bàsic de tota comunicació inclou un emissor, un receptor i un canal. En el cas de les telecomunicacions, l'emissor i el receptor es divideixen. L'emissor té una font, que és la que crea la informació i un transmissor, que és el que l'envia codificada pel canal. Per la seva banda, el receptor té un dispositiu receptor del senyal que descodifica el missatge i el lliura en la destinació.

La transmissió s'aconsegueix mitjançant la variació d'alguna propietat física del medi. Això genera un senyal que varia en funció del temps. Els senyals són observables i mesurables, de manera que poden ser captades pel receptor.

Senyals

A principis del segle XIX, Jean-Baptiste FOURIER va provar que qualsevol funció periòdica de comportament raonable es podia construir sumant una quantitat de sinus i cosinus. Aquest senyal consta d'una freqüència fonamental i d'uns harmònics. A partir del període, i coneixent les diferents amplituds dels pits o cosinus, es pot reconstruir la funció.

Aquests són alguns termes que cal conèixer en calcular senyals:

  • Amplitud (A) és el màxim valor aconseguit per l'ona en un cicle.
  • Freqüència és el nombre de cicles per unitat de temps. Es mesura en cicle / segon. Un hertzio és un cicle per segon.
  • Freqüència angular és la velocitat de rotació del senyal, es mesura en radiants per segon.
  • La fase, és el desplaçament relatiu del senyal respecte a un senyal de referència.


Dins dels senyals es poden distiguir les analògiques de les digitals. Un senyal analògica evoluciona de forma contínua en el temps. Un senyal digital presenta salts, prenent un conjunt discret de valors. Dins dels senyals digitals, poden distingir altres classificacions. En funció del nombre d'estats hi ha les senyals binaris si tenen dos estats o multinivell si poden prendre més de dos estats significatius d'energia.

Aquests senyals poden transmetre la informació segons les següents estratègies:

Tipus de transmisió

En funció de la naturalesa del senyal, es distingeix entre transmissió analògica o digital. A partir d'aquí, les transmissions es poden classificar segons aquests criteris:

  • En funció del nombre de línies de comunicació, es distingeix entre transmissió en sèrie, si els bits són transmesos usant una sola línia, o transmissió en paral · lel si els bits s'envien en grups, per exemple de 8 bits.
  • Segons la seva sincronisme es classifiquen en síncrones, si hi ha un rellotge comú per emissor o receptor, o asíncrona, si no hi ha rellotge comú i les pròpies dades han d'ajudar al sincronisme.
  • Si una transmissió s'efectua en un sol sentit s'anomena simplex, si s'efectua en els dos sentits però no simultàniament semi-duplex i si va en els dos sentits simultàniament dúplex.

Pertorbacions

Totes aquestes transmissions, estan afectades per les pertorbacions. Les més significatives són l'atenuació, la distorsió, el retard i el soroll.

Cap transmissor pot deixar de perdre certa potència en transmetre senyals. Si tots els components del senyal de Fourier disminuïssin en la mateixa proporció, el senyal perdria amplitud, però no es distorsionaria. No obstant això, cada component disminueix en diferent grau, el que provoca distorsió. En general, les amplituds es transmeten sense una disminució fins a una certa freqüència mesura en Hz, les freqüències superiors a aquesta s'atenuen. El rang de freqüències que no provoquen distorsió s'anomena AMPLE DE BANDA. Aquest tall no és abrupte, per la qual cosa es considera ample de banda al rang des de 0 fins que l'amplitud és la meitat del seu valor original. L'ample de banda depèn de la construcció del mitjà de transmissió. De vegades s'apliquen filtres per limitar.

L'atenuació consisteix en la pèrdua d'amplitud del senyal. Es mesura en decibels. Com ja he explicat, l'atenuació és proporcional a la freqüència. I marca l'ample de banda, en fixar la freqüència límit per la qual el receptor pugui detectar el senyal.

El soroll pot ser:

  • Tèrmic, si procedeix de l'agitació tèrmica dels electrons al conductor.
  • Soroll de intermodulació, si feu senyals suma o diferència de les freqüències originals.
  • Diafonia si es produeix un acoblament entre les línies.
  • O soroll impulsiu, que són polsos de poca durada i gran amplitud.

D'altra banda, s'ha de tenir en compte distorsió de retard. Es produeix quan diferents freqüències d'una mateixa senyal es transmeten a diferents velocitats. Aquest problema s'atenua mitjançant equalitzadors.

Aquestes pertorbacions depenen de la construcció física del medi. Limiten, sobretot la velocitat. En l'últim subapartat explicaré com es mesura aquesta.

Velocitat de transferència

Es defineix com a velocitat de modulació al invers d'un interval unitari. Es mesura en bauds.

Vm = 1 / T bauds. Sent T l'interval unitari.

Per tant, la velocitat de modulació és el nombre d'intervals per segon.

La velocitat de transferència és el nombre de bits que es transmeten per la línia per segon. Es mesura en bits / segon o bps. La relació entre la velocitat de transferència i de modulació ve donada per:

Vt = Vm log2 N, on N és el nombre d'estats significatius.

En una línia de dos estats significatius, un baud és igual a 1 bps. Si el senyal té 4 estats significatius la velocitat de transferència és el doble de la de modulació.

     n      L        codes
  (bits) (levels)
     1      2         0,1
     2      4         00,01,10,11
     3      8         000,001,010,011,100,101,110,111
     4     16         0000,0001,0010,0011,0100,0101,0110,0111,1000,...,1111
     5     32         00000, ... ,11111

Tenint en compte l'ample de banda. Es defineix la capacitat de canal com la velocitat màxima de transmissió en el límit del seu ample de banda. Però en la pràctica, no només cal tenir en compte l'ample de banda. SHANNON demostrar que el soroll provoca una TAXA DE DADES MÀXIMA. La seva llei diu que:

Màxim de bits / seg = H log2 (1 + S/N)

Sent H els hertz l'ample de banda, i S/N la la relació senyal-soroll o el quocient entre la potència del senyal i la del soroll en wats. Aquest resultat segueix sent un límit màxim ideal i els sistemes reals rares vegades ho aconsegueixen.

Comunicació de dades

El primer que cal tenir en compte és com es van a codificar les dades per enviar pel canal. Això depèn del format en què estiguin aquestes dades i del format de transmissió utilitzat. Ja he esmentat les diferents naturaleses dels senyals: analògica i digital. Amb aquestes es presenten quatre possibilitats:

  • Transmissió analògica de dades analògiques
  • Transmissió analògica de dades digitals
  • Transmissió digital de dades analògiques
  • I Transmissió digital de dades digitals.

Aquestes quatre possibilitats presenten quatre estratègies diferents.

Modulació analògica

Encara que es tracti d'un senyal analògic per un mitjà analògic, cal modular. Això significa adaptar al medi, ja que pot no ser possible propagar en la seva banda de freqüències base, o es necessita compartir el medi multiplexando freqüències.

Es distingeixen tres senyals: la moduladora, que és la que conté el senyal que es vol enviar. La portadora, que s'encarrega de portar aquesta informació i el senyal portadora modulada, que és el resultat de la modulació. El modulador altera algun paràmetre del portador en funció de la moduladora. La modulació pot ser:

  • En amplitud: o AM, consisteix en variar l'amplitud portadora amb el senyal moduladora.
  • En freqüència: en FM es modifica la freqüència de la portadora en funció de la moduladora.
  • En fase: o PM, el senyal moduladora desplaça la fase del senyal portadora.

Modulació Digital

Quan es necessita enviar dades digitals per un senyal analògic. És necessari l'ús d'un MÒDEM. Aquest utilitza un senyal portador sinusoïdal pura que es modula en funció del senyal digital. En amplitud ASK, freqüència FSK i fase PSK.

  • En ASK es modifica l'amplitud en dos possibles valors.
  • FSK modifica la freqüència. És una tècnica senzilla, però requereix un gran ample de banda.
  • PSK codifica els valors binaris de manera que un 0 no canvia la fase i un 1 suposa un canvi de 180 º.

A més, es poden fer servir aquestes modulacions combinades.

Digitalització

De vegades és necessari representar dades analògiques mitjançant senyals digitals. Per a això cal fer un discretrización dels valors analògics. La digitalització té 3 fases fonamentals:

  • El mostreig, que capta valors del senyal en intervals de temps, aquest ha de ser prou freqüent per no perdre massa qualitat.
  • La quantificació consisteix a assignar un mateix valor a un interval de valors analògics. L'manera d'aconseguir-ho és assignar un valor mitjà als que es troben en un rang.
  • La codificació. En ella s'estableixen els bits que representaran cada mostreig. Com més bits més precisa és el senyal.

Codificació

Finalment, les dades digitals per senyals digitals no necessiten modulació. Però s'han de codificar segons la codificació de banda base. Aquesta codificació fa que el senyal no transmeti seus bits de manera directa amb 0 volts per al 0 i 0,5 o 1 per al 1. Ja que condueix a ambigüitats. Una de les xarxes més usades, Ethernet, utilitza la codificació Manchester. En aquesta, cada període de bit es divideix en dos intervals iguals. Un bit a 1 s'envia amb el primer interval amb voltatge alt i el segon sota. Un 0 és al revés. Aquest esquema assegura una transició a la meitat d'un període. El desavantatge és que necessita dos polsos per un bit. També podeu utilitzar el Manchester diferencial, que es representa amb una transició per al 0 i sense transició per a l'1.

Dispositius de comunicació

Per fer efectiu l'intercanvi d'informació entre ordinadors, és necessari l'ús d'una sèrie de dispositius que adapten els senyals o gestionen el trànsit d'informació. Explicaré els més usats: mòdems, còdecs, multiplexors, concentradors, repetidors, ponts, routers, i commutadors.

El primer d'ells és el mòdem. Com he dit anteriorment, la seva funció és la de realitzar el procés de modulació / desmodulació d'un senyal digital en analògica. Aquest senyal es transmet per la línia telefònica. El mòdem, a més incorpora protocols per al control d'errors i compressió de dades. La ITU-T (unió internacional de telecomunicacions) recull les normes de funcionament dels mòdems en la sèrie V. El mòdem es connecta a la línia mitjançant un connector RJ-11

El següent dispositiu és el còdec en banda base, és un element molt simple que només codifica la informació digital sense fer cap modulació. S'usa per transmissions a gran velocitat, però es limita el seu ús a distàncies curtes.

Els multiplexors aconsegueixen enviar diverses transmissions combinades i viatjant al mateix temps. Es pot multiplexar segons diferents estreategias: Per divisió de freqüències o FDM, en ella, cada canal es transmet en una banda diferent de freqüència. Es deixen uns espais de salvaguarda gaps entre elles perquè no es solapin. L'ample de banda és la suma dels amples de banda dels canals més els gaps. S'utilitza per als senyals analògiques. El principal problema de FDM és el soroll per intermodulació. Una altra forma de multiplexar és mitjançant divisió de temps o TDM, a cada canal se li assigna un temps. La multiplexión estadística reconeix quan un canal està incativo i reparteix el temps per als altres. WDM o multiplexació per longitud d'ona s'usa en les transmissions per fibra òptica. És l'ampliació de FDM a les transmissions òptica.

Els dispositius concentradors són el centre d'una xarxa tipus estrella. La seva funció és propagar el trànsit que arriba a un dels ports als altres. Es denominen també Hubs.

Els repetidors simplement regeneren el senyal perquè arribi més lluny. Es col · loquen al mig del cable i la amplifiquen i ecualitzen.

Els ponts són dispositius que treballen en la capa d'enllaç de dades. Són usats per connectar segments de cable de xarxes d'àrea local. Treballa per paquets i pot direccionarlos. Un paquet li entra per un port i d'acord amb la direcció que indiqui l'envia pel port a què està connectat el destí.

Més avançats que els ponts estan els routers o encaminadors. Aquests poden connectar dues xarxes de diferent tipus. Són més selectius que els ponts i seleccionen de manera més intel·ligent la ruta. Per això utilitza les taules d'enrutament. Funcionen a la capa de xarxa.

Finalment, els commutadors o switch també treballen en la capa d'enllaç de dades i direccional els paquets. La diferència entre un commutador i un pont és que el commutador s'usa amb més freqüència per connectar ordinadors individuals i el pont per segments de xarxa amb diversos ordinadors.

Per finalitzar, convé repassar els diferents mitjans de transmissió. Existeixen dispositius com els esmentats anteriorment per a cada un dels mitjans. En primer lloc el cablejat. La xarxa telefònica utilitza un parell trenat de cables, la seva connector és el RJ-11. Per a les línies ethernet, es poden utilitzar quatre parells trenats en els cables UTP o UDP. Els seus connectors són els RJ-45. A més, per a majors distàncies i velocitats, es pot utilitzar el cable coaxial i el cable de fibra òptica. Quant a la transmissió sense cable es distingeix la transmissió per infrarojos de la transmissió per ràdio, com l'estàndard 802.11 o wifi, o el bluetooth.

Cablejat estructurat

Cables de parells creuats

Normalment són cables de coure formats per una sèrie de parells de cables creuats entre si. Hi ha cables de 1 parell, 2 parells, 4 i fins a 25 o 100 parells o inclús més. El trenat serveix per mantenir estables les propietats elèctriques al llarg de tota la longitud del cable i redueix les interferències creades pels cables adjacents en els cables format per dos o més parells de cables.

Encara i trenar cables a vegades és necessari cobrir els cables amb un recobriment metàl·lic anomenat pantalla. En alguns casos fins i tot s'apantallen els parells de cables individualment.

Hi ha 3 tipus de cables de parell trenat:

  • UTP: (Unshielded Twisted Pair) Sense cap tipus de pantalla o recobriment metàl·lic.
  • STP: (Shielded Twisted Pair) Recobriment metàl·lic al voltant de cada parell de cables.
  • S/STP: (Screened STP) els parells de cables estan protegits per pantalles i el conjunt de cables també.

Cables de parells creuats sense protecció electromagnètica (UTP. Unshielded Twisted Pair)

thumb|right|Bobina de cable UTP

UTP (de l'anglès: Unshielded Twisted Pair, par trenat sense pantalla metàl·lica) és un tipus de cables utilitzat principalment en comunicacions. La norma que s'encarrega de normalitzar aquests cables és la norma TIA/EIA-568-B.

Normalment són cables de coure (un bon conductor de l'electricitat) utilitzats en telecomunicacions i que consta de un o més parells cap del quals té una pantalla de protecció electromagnètica (també els anomenen cables no blindats). Ca parell de cables és un parell de conductors de coure aïllats per un recobriment de plàstic; aquesta parell es trenat (Twisted en angles ) per evitar interferències.

La U de UTP significa sense blindatge o sense pantalla de protecció.

Avantages:

  • El cable és més econòmic que el que té pantalla elèctrica de protecció
  • És més flexible i fàcil d'instal·lar
  • No necessita posta a terra ni manteniment
  • Facilitat de creixement i expansió.

Inconvenients:

  • Presenta menor protecció davant de les interferències (encara que suficient per a la majoria d'instal·lacions)
  • És menys segur respecta a possibles escoltes a prop del cable.

S'utilitza en telefònia i xarxes d'ordinadors. Per exemple en xarxes LAN Ethernet 10BASE T o Fast Ethernet (100 BASE TX) i fins i tot ja s'esta utilitzant en xarxes Gigabit.

Utilitza uns connectors especials anomenats | RJ (Registered Jack) sens els més utilitzats el RJ-45 (de 8 cables, 4 parells ) utilitzant en xarxes LAN o els RJ11 utilitzats en telefonia.

A EE.UU. els cables no blindat són majoria perquè les normatives no admeten cables blindats.

Recursos:

Connectors RJ-45

Esquema de connexió RJ-45:

Cablejat RJ-45 (T568A/B)
Pin Color T568A Color T568B Pins en connectar mascle (femella invertit)
1

Pair 3 Tip
Blanc/Verd (W-G)

Pair 2 Tip
Blanc/Taronja (W-O)

Rj45plug-8p8c.png

2

Pair 3 Ring
Verd (G)

Pair 2 Ring
Taronja (O)
3

Pair 2 Tip
Blanc/Taronja (W-O)

Pair 3 Tip
Blanc/Verd (W-G)
4

Pair 1 Ring
Blau (BL)

Pair 1 Ring
Blau (BL)
5

Pair 1 Tip
Blanc/Blau (W-BL)

Pair 1 Tip
Blanc/Blau (W-BL)
6

Pair 2 Ring
Taronja (O)

Pair 3 Ring
Verd (G)
7

Pair 4 Tip
Blanc/Marró (W-BR)

Pair 4 Tip
Blanc/Marró (W-BR)
8

Pair 4 Ring
Marró (BR)

Pair 4 Ring
Marró (BR)

Hi han dos esquemes de color possibles el T568A o el T568B. Amb qualsevol dels dos esquemes podem fer tant cables creuats com cables directes tal i com es pot observar als següents esquemes:

EthernetRJ45A.gif

EthernetRJ45B.gif

Els cables directes connecten esquemes de colors idèntics (A-A o B-B) i els cables creuats són combinacions A-B o B-A.

Recursos:

Connectors RJ-11

Utilitzat en telefonia. És un estàndard mundial tot i que per exemple els anglesos utilitzen un connector lleugerament diferent.


Esquema de connexió:

pin RJ25 RJ14 RJ11 Pair T/R ± Color Old
1 X 3 T + Pair 4 Wire 1 white/green Pair 4 Wire 1 orange
2 X X 2 T + Pair 2 Wire 1 white/orange Pair 2 Wire 1 Old black
3 X X X 1 R - Pair 1 Wire 2 blue Pair 1 Wire 2 Old red
4 X X X 1 T + Pair 1 Wire 1 white/blue Pair 1 Wire 1 Old green
5 X X 2 R - Pair 2 Wire 2 orange Pair 2 Wire 2 Old yellow
6 X 3 R - Pair 3 Wire 2 green Pair 3 Wire 2 blue

Recursos:

Planificació e instal·lació

Al realitzar la planificació i instal·lació d'una xarxa d'àrea local una de les principals decisions de disseny, amb un cost relatiu elevat sobre l'import total de la xarxa, és l'elecció del sistema de cablejat.

Un sistema de cablejat dóna suport físic per a la transmissió dels senyals associades als sistemes de veu, telemàtics i de control existents en un edifici o conjunt d'edificis (campus). Per realitzar aquesta funció un sistema de cablejat inclou tots els cables, connectors, repartidors, mòduls necessaris, etc.

Tradicionalment, les empreses superposaven instal·lacions de forma anàrquica en funció del creixement de les necessitats informàtiques. Cada proveïdor d'equips realitzava la instal·lació de cables que més li convenia i aquesta no podia ser usada per altres fabricants, el que obligava al client a cablejar de nou cada vegada que afegia un nou servei o bé a recablejar tota la xarxa davant d'un canvi de sistema informàtic.

En començar la dècada dels 90 van aparèixer els primers sistemes de cablejat (estructurat) que perseguien els següents objectius:

  • Integració de diferents serveis com veu, dades i vídeo, sobre el mateix sistema de cablejat.
  • Possibilitat d'integració de serveis futurs.
  • Independència dels sistemes a connectar.
  • Supervisió centralitzada de tots els sistemes.
  • Àrea de cobertura de fins a 3000m nombre d'usuaris entre 50 i 50000.
  • Temps de vida de la instal · lació en un horitzó de 10 anys.
  • Compatibilitat amb normes de construcció, normes elèctriques i de seguretat.

Així va néixer el primer sistema de cablejat de ATT, denominat PDS (premises Distribution System), el nom encara s'utilitza (erròniament) per parlar dels sistemes de cablejat en general.

Posteriorment van aparèixer dues normes o estàndards que són els que s'aconsella seguir a l'hora de planificar un sistema de cablejat estructurat:

  • ANSI/EIA/TIA-568. 1991. D'àmbit USA.
  • ISO / IEC 11801 "Generic Cabling for costumer premises". 1994. D'àmbit mundial.

Ambdues normes s'assemblen molt quant a especificació d'estructura, tipus de cables i elements d'interconnexió. De fet la segona es basa en la primera, però amb una diferència important: la norma ISO considera, a l'hora de certificar una instal·lació, no només els materials i l'estructura del sistema sinó també la pròpia qualitat de la instal·lació, marcant uns requeriments mínims per classe d'enllaç.

  • Classe A: especificada fins a 100 Khz (100 Kbps).
  • Classe B: especificada fins a 1 MHz (1 Mbps).
  • Classe C: especificada fins a 16 MHz (16 Mbps).
  • Classe D: especificada fins a 100 MHz (100 Mbps).
  • Classe I: 250 MHz
  • Classe F: 600 MHz

En aquest tema anem a estudiar primer els tipus de cable que s'utilitzen en xarxes d'ordinadors, posteriorment veurem l'estructura d'un sistema de cablejat modern, abordarem la problemàtica de les interferències i sorolls electromagnètics i, finalment es presentaran alguns esquemes concrets de cablejat que poden ser-nos útils en la nostra vida professional.

En el article del ethernet es parla del cable UTP i STP i dels connectors RJ-45

L'estesa de cable per a una xarxa d'àrea local té certa complexitat quan es tracta de cobrir àrees extenses com ara un edifici de diverses plantes. En aquest sentit cal tenir en compte les limitacions de disseny que imposa la tecnologia de xarxa d'àrea local que es vol implantar:

  • La segmentació del tràfic de xarxa.
  • La longitud màxima de cada segment de xarxa.
  • La quantitat de computadors per segment.
  • La presència d'interferències electromagnètiques.
  • La necessitat de xarxes locals virtuals.
  • Etc

Salvant aquestes limitacions, la idea del cablejat estructurat és simple:

  1. Estendre cables en cada planta de l'edifici per assolir tots els llocs de treball.
  2. Interconnectar els cables de cada planta en un armari repartidor
  3. Connectar els armaris de les plantes amb un armari central a l'edifici
  4. En el cas d'haver diversos edificis, connectar tots a un equipament comú.

Aquesta divisió del treball es reflecteix que el cablejat estructurat està compost de diversos subsistemes:

  • Distribuïdor de campus (CD: Campus Distributor)
  • Troncal (backbone) de campus
  • Distribuïdor d'edifici (BD: Building Distributor)
  • Cablejat vertical o troncal (backbone) d'edifici
  • Distribuïdors de planta (FD: Floor Distributor)
  • Punts de transició (opcionals) (TP: Transition Point)
  • Preses d'usuari (TO)

Subsistema d'administració

Armario.jpg Rack.jpg

Subsistema d'usuari

És el que va de la toma de xarxa del PC fins a la paret. Consta, normalment, de una targeta de xarxa, un canle UTP i una roseta.

Subsistema horitzontal

El subsistema horitzontal va des de la presa d'usuari a l'armari de planta (distribuïdor de planta). Per definir planerament, és la connexió entre la presa d'usuari i el panell de l'armari repartidor (més l'armari, és clar).

Normalment, si no hi ha una distància major a 90 metres, s'utilitza cable de parell trenat (UTP / STP) que d'una banda està grimpat a la presa femella de la roseta del lloc d'usuari i per l'altre al panell de l'armari repartidor (patch panell). Si la distància és major a 90 metres, ens podem trobar amb cable coaxial RG58-RG62 (fins a un màxim de 185 m) o bé fins i tot amb fibra òptica per distància majors (evidentment, en aquests casos, serà necessari utilitzar a l'armari repartidor panells adequats a fibra òptica si es tracta de diversos llocs allunyats o bé un parell de transceptors FO/RJ45 per canviar de mitjà en el recorregut entre la sortida del panell i l'arribada a la presa d'usuari). El normal és que sempre hi hagi cable de coure entre el panell i el lloc d'usuari.

Les normes indiquen que hi ha d'haver un distribuïdor de planta per cada 1000 metres quadrats, encara que una regla pràctica seria cada 100 usuaris.

Aquesta és una part delicada de la xarxa. La canalització del cablejat sempre ha de discórrer per tub dedicat únicament a portar cablejat de dades. Ha d'estar el més separats possible preses d'alta tensió, resistències, màquines que emetin qualsevol tipus de radiació, etc. Si és possible en tot el recorregut no ha de passar per sobre de les fonts d'il · luminació, ni prop d'aparells d'aire condicionat. El contrari pot significar soroll, pèrdues de senyal, etc. El subsistema horitzontal és la part d'una xarxa que exigeix ​​sempre ser certificada posat a lloc, passant unes normes específiques estandarditzades (cat 3, cat 5, etc).

Els cables del subsistema horitzontal, a l'extrem de l'armari repartidor estan connectats i agrupats en panells de connexió (patch panels). No estan directament connectats a equips transmissors. L'armari té preses (generalment similars) agrupades i cadascuna d'elles correspon amb un cable. D'aquestes preses, mitjançant un altre cable (cable) generalment curt, s'interconnecten les preses d'usuari a equips de retransmissió de dades (hubs, switches, routers, etc)

Horizontal1.jpg Traserapatchpannel.jpg

Subsistema Vertical

També se l'anomena backbone o troncal d'edifici. És l'enllaç entre els diferents armaris de cadascuna de les plantes, que normalment són enllaçats amb un armari repartidor principal (distribuïdor d'edifici) al qual estan connectats directament els servidors.

Encara que se sol utilitzar cable de coure UTP / STP, la tendència comença a ser la utilització de fibra, entre altres coses perquè el creixent ús de la mateixa permet que baixin els costos i, per tant, el preu de la mateixa. Els enllaços de la fibra òptica requereixen un enorme cura, tot i que els kits de connexió adequats simplifiquen cada vegada més aquesta tasca.

El fet que cada vegada s'utilitzi més la fibra òptica per enllaçar armaris entre si, ve donat per una sèrie d'avantatges enfront de la-teòrica-desavantatge del seu preu. La fibra òptica és immune a les interferències electromagnètiques, el que no pot dir-se del cable de coure, sigui del tipus que sigui. La fibra té un elevat ample de banda i un diàmetre menor que el cable de parell trenat. Una fibra normal (62 a 90 micres) pot transportar perfectament 500 vegades la informació d'un parell de fils de coure. No té problemes de distàncies, ja que les pèrdues de la fibra òptica es poden notar en quilòmetres, no en metres, i tot i així són mínimes. Quant a velocitat i ample de banda, la fibra òptica és la solució ideal.

Subsistemavertical.jpg

Subsistema de Campus

Finalment el subsistema campus interconnecta diferents edificis en una zona geogràfica determinada. L'enllaç es fa, normalment, unint entre si els armaris principals de cada un dels edificis. Es crea així una xarxa corporativa d'àrea extensa. El medi físic per definició és la fibra òptica.

Subsistemadecampus.jpg


Orientacions sobre instal · lació de cablejat

Per a la instal · lació d'un sistema de cablejat cal realitzar actuacions sobre l'estructura constructiva dels diferents edificis involucrats. Aquí hi consideracions de caràcter general per a diferents situacions possibles. En cas de disposar d'elles, s'ha de seguir les especificacions indicades pel departament d'infraestructures de l'empresa usuària per a la realització d'obres de canalització.

La norma prEN 50098-3, en fase de preparació, recomana pràctiques d'instal· ació de cables de coure i fibra òptica, en el moment de la seva finalització ha de ser exigit el compliment en les instal·lacions contractades.

Cablejat Interior

Els cables interiors inclouen el cablejat horitzontal des de l'armari repartidor de planta corresponent fins a l'àrea de treball i del cablejat de distribució per a la connexió dels diferents repartidors de planta. La instal · lació d'un sistema de cablejat en un edifici nou és relativament senzilla, si es pren la precaució de considerar el cablejat un component a incloure en la planificació de l'obra, ja que els instal·ladors no han de preocupar per la ruptura de panelats, pintura, terres, etc. La situació en edificis ja existents és radicalment diferent.

Les principals opcions d'encaminament per a la distribució cap a l'àrea de treball són:

  • Fals sòl
  • Sòl amb canalitzacions
  • Conducte en sòl
  • Canaleta horitzontal per paret
  • Aprofitament canalitzacions
  • Sobre sòl

La utilització d'un esquema concret com a solució genèrica per a qualsevol tipus d'edifici és sens dubte poc encertat a causa de la diversitat de situacions que es poden plantejar: edificis històrics davant edificis de nova construcció, edificis amb doble vall o fals sostre davant edificis amb canalització en paret, etc.

Amb caràcter general es pot dir que, en l'actualitat, a causa dels procediments de construcció existents, les conduccions per fals sostre, en les seves diferents modalitats són les més freqüentment utilitzades respecte a qualsevol altre mètode. Tanmateix, es preveu que la tendència principal sigui la utilització de sòl tècnic elevat quan es tracti de nous edificis o de renovacions en profunditat d'edificis existents.

Un paràmetre que s'ha de considerar en el moment d'inclinar per la utilització d'un sistema respecte altre és el diàmetre de l'espai requerit per l'estesa dels cables. Aquest espai és funció del nombre de cables que van per un mateix conducte, la superfície de cada un d'ells i el grau de folgança que es vulgui deixar per a futures ampliacions. Un marge del 30% és un paràmetre adequat de dimensionament.

Cablejat exterior

El cablejat exterior possibilita la connexió entre els diferents edificis (cable distribució de campus). El cablejat exterior pot ser subterrani o aeri. L'estesa aèria és desaconsellable amb caràcter general a causa del seu efecte antiestètic en aquest tipus de sistemes. Pel que fa als cables d'exterior subterranis, han d'anar canalitzats per permetre un millor seguiment i manteniment, així com per evitar trencaments involuntàries o per descuit, més freqüents en els cables directament enterrats. Si es considerés probable necessitar a mitjà termini el nombre de cables línies d'exterior s'han de fer arquetes al llarg del traçat per facilitar el nou estesa, sense necessitat de realitzar cales d'exploració.

Si la zona emprada per a l'estesa es pot veure afectada per les accions de rosegadors, humitat o qualsevol altre agent extern, s'ha d'especificar el cable d'exteriors per considerar aquests efectes.

En la realització de canalitzacions d'exterior s'ha d'estudiar si cal sol·licitar algun permís administratius per a la realització d'aquesta obra, a causa de no ser els terrenys empleats propietat de la institució promotora de la canalització exterior.

Armaris repartidors

Els armaris repartidors de planta (FD) hauran de situar, sempre que hi hagi espai disponible, el més a prop possible de la vertical . A la instal · lació dels repartidors d'edifici (BD) i de campus (CD) ha de considerar també la seva proximitat als cables exteriors. En el cas d'instal·lar equips de comunicacions serà necessari instal·lar una escomesa elèctrica i la ventilació adequada.

Els repartidors de planta han d'estar distribuïts de manera que es minimitzin les distàncies que els separen de les rosetes, al mateix temps que es redueixi el nombre d'ells necessaris.


Consideracions radioelèctriques

Un dels objectius dels sistemes de cablejat estructurat és realitzar una correcta planificació dels diferents sistemes de conducció amb l'objectiu d'aconseguir connexions robustes i ben dissenyades des del punt de vista de resistència a interferències de l'entorn.

En general, en sistemes d'oficina no és molt problemàtic el tema de les interferències electromagnètiques i n'hi ha prou amb utilitzar cable UTP de certa qualitat per evitar problemes d'aquest tipus, juntament amb una adequada planificació de la instal·lació del cablejat, respectant unes distàncies mínimes amb els cables elèctrics de potència.

Com consell pràctic, és preferible evitar l'ús de cable apantallat si no cal, pels seus majors costos per metre i pel major cost de connectors, cables, etc. També, perquè si no es connecta la pantalla a la presa de terra, la seva efectivitat és molt escassa, i si es connecta malament o la presa de terra no és adequada, poden existir problemes elèctrics que poden danyar els equips actius del sistema global.

En instal · lacions industrials, amb elevat soroll electromagnètic, és recomanable utilitzar fibra òptica.

Els ISP

El proveïdor d'accès a Internet (en anglès Internet Servide Provider, ISP) ofereix principalment servei d'accès a Internet, afegint-hi altres serveis relacionats, com ara correu electrònic, allotjament web o blocs, entre d'altres.

Generalment, un ISP cobra una taxa mensual al consumidor que té accès a Internet, i el preu varia segons la velocitat de connexió i els serveis que ofereixin.

El terme que s'utilitza per denominar la velocitat d'Internet és ample de banda. A més ample de banda, més velocitat.

La velocitat de connexió a Internet pot estar dividida en dues categories: dial-up i banda ampla. Les connexions de dial-up requereixen l'ús de línies telefòniques, i habitualment té connexions de 56 Kbps o menors. Les connexions de banda ampla poden ser XDSI, accessos de banda ampla sense fils, cable mòdem, DSL, connexió per satèl·lit o Ethernet. En les connexions de banda ampla, l'usuari sempre està connectat (excepte l'XDSI) i les velocitats poden variar entre els 512Kbps fins als 20Mbps. Aquests valors estan en constant augment, pel que pot ser que no estigui del tot actualitzat.

800px-Internet Connectivity Access layer.svg.png


Dial-up

És el métode més lent i un dels més primitius. En aquest cas, el client es connecta amb una cridada telefónica local. És necessari un modem per a cridar a la xarxa telefónica conmutada amb el protocol de nivel d'enllaç PPP. El problema és que les línies telelfóniques tradicionals estan llimitades de 300Hz a 3400Hz perquè és suficient per a la veu humana.

Amb aquest métod era comú cobrar per tems de la cridada de telèfon.

Actualment és una opció en algunes zones rurals en les que no és rentable instal·lar la banda ampla.

DSL

DSL (Digital Subscriber Line o Línia digital d'abonat) és una tecnologia que proveeix de transmissió digital de dades (de banda ampla) a cases i petits establiments a través d'ordinàries línies telefòniques de coure.

xDSL es refereix a les diferentes versions d'aquesta tecnologia: ADSL, HDSL, RADSL, SDSL, SHDSL, IDSL, VDSL a més d'algunes subversions d'aquestes tecnologies.

Normalment, la velocitat de baixada de DSL va dels 128 kbps als 24000 kbps (depenent, és clar, de la tecnologia DSL en concret utilitzada i el nivell de servei implementat). Pel que fa a la velocitat de pujada, aquesta és més baixa que la de baixada en el cas d'ADSL (Asymmetric DSL) i igual en el cas de SDSL (Symmetric DSL).

DSL va ser implementada originàriament com una part de l'especificació XDSI (Xarxa Digital de Serveis Integrats).

DSL és el principal competidor amb els mòdems de cable per proveir l'accés a Internet d'alta velocitat a moltes cases d'Europa i d'Amèrcica del Nord. L'últim estàndard (ADSL+2) pot entregar fins a 24 Mbps depenent de la distància a la que es troba del multiplexor DSLAM.

El Servei Tradicional de Telefonia (POTS en anglès) connecta la residència de l'abonat (casa, petit local, ...) amb la central telefònica a través de cables de coure (cable parell trenat). Aquest servei es va crear, en un principi, amb la idea de permetre l'intercanvi d'informació d'àudio (veu) entre els telèfons dels diferents usuaris. Per fer això, el tipus de senyal utilitzat en la transmissió és el senyal analògic; de manera que s'agafa el senyal de veu i es transforma en un senyal elèctric (equivalent en volum (amplitut) i freqüència).

Així, tenim que les companyies de telefonia estaven preparades per la transmissió d'aquest tipus de senyal; de manera que l'obtenció d'informació, entre el terminal de l'usuari i la central telefònica, era senzilla. Però, pel que feia als ordinadors, era necessari l'ús d'un mòdem que demodulés el senyal analògic i el transformés en un senyal digital (cadenes binàries ( ' 0 ' i ' 1 ' ).

El gran problema era que la transmissió analògica només utilitza una petita porció de la quantitat d'informació que es pot transmetre a través del cable parell trenat, fent que la màxima velocitat de transmissió sigui de l'ordre de 56 kbps. Per tant, la capacitat de l'ordinador de rebre informació es veu restringida perquè la companyia telefònica filtra la informació que arriba en forma de dades i la transforma en analògica per poder-la enviar a través de la línia telefònica. Després cal fer ús d'un mòdem per reconvertir la informació a digital. Així doncs, tenim que la transmissió entre el destí final (abonat) i la central telefònica és un coll d'ampolla.

El gran canvi que significa DSL és que assumeix que les dades digitals no tenen per què canviar de format, de manera que es transmeten directament a l'ordinador com dades digitals. Això permet que la companyia telefònica pugui utilitzar i proporcionar un ample de banda més gran.

Per un altre costat, també es pot separar el senyal digital, reservant doncs una part de l'ample de banda per la transmissió del senyal de veu. Així aconseguim que l'abonat pugui fer servir, al mateix temps, el telèfon i l'ordinador tots dos connectats a la mateixa línia. Característiques tècniques

Pel que fa a aquesta tecnologia, només l'equipament fet servir als extrems emissor i receptor (central telefònica i abonat) ha de ser nou. És a dir, no cal un equipament intermig afegit (amb la línia telefònica ja n'hi ha prou).

A més a més de permetre la transmissió de veu i dades per la mateixa línia, també suporta la transmissió de múltiples línies de telefonia digital dintre de la freqüència a la que opera l'aparell DSL.

Per un altre costat; un element a tenir en compte és que les connexions DSL són circuits dedicats, per tant, sempre estan connectats. A més, cal assegurar la compatibilitat entre l'equip emissor i el receptor perquè hi ha diferents tècniques de modulació i, si no són compatibles tots dos equips, el receptor no podrà entendre la informació que rep de l'emissor.

El primer pas és la connexió física. A la banda de l'abonat, l'aparell DSL (mòdem DSL) es connecta a la línia telefònica; i, a la banda de la central telefònica, el final de la línia es connecta al multiplexor DSLAM (on es concentren un gran nombre de línies DSL) el qual no pot estar molt allunyat de l'usuari per raons d'atenuació del canal.

Quan el mòdem DSL està connectat, comença un procediment d'arrencada que, normalment segueix els següents passos:

  1. El mòdem fa un "autotest".
  2. Després, comprova la connexió entre el mòdem i l'ordinador (normalment la connexió es realitza a través del port d'Ethernet o el port USB.
  3. A continuació, el mòdem intenta sincronitzar-se amb el multiplexor DSLAM. Si no estan sincronitzats, llavors no es podrà començar la transmissió de les dades. Normalment, a la gran majoria de mòdems, podem veure aquest procés mitjançant un LED que parpadeja si el mòdem s'intenta sincronitzar o bé té una llum fixa quan ha aconseguit sincronitzar-se.

Actualment, els gateways DSL moderns utilitzen un altre procés d'inicialització semblant al dels ordinadors. Aquests sistemes no són concretament mòdems, però reben aquest nom degut a una creixent moda.

Equipament

Pel que fa a l'abonat, tenim el mòdem DSL que s'encarrega de transformar el senyal digital (dades) en un senyal de tensió que viatja a través de la línia telefònica. Normalment l'equip de l'abonat ve implementat amb funcionalitas d'alt nivell (enrutament, tallafocs, ...). En aquests casos els equips reben el nom d'enrutador DSL o gateway DSL. A més d'això, algunes tecnologies DSL requereixen la instal·lació de filtres pas baix per separar el senyal de veu del de dades.

Després, per la part de la central telefònica, hi ha el multiplexor DSLAM on es concentren els diferents circuits DSL i s'envien cap a altres xarxes de transport. Així, aquest element finalitza totes les connexions i recupera la informació digital original.

ADSL

Asymmetric Digital Subscriber Line (abreujat ADSL) és un protocol de la família DSL que permet la transmissió de dades a alta velocitat a través de línies telefòniques de coure tradicionals, i que proporciona una major velocitat respecte les connexions amb mòdem.

Pla de freqüències per la tecnologia ADSL. La part vermella és usada per a la telefonia tradicional i la verda i blava corresponen respectivament a la banda de pujada i de baixada.

Les dades poden viatjar a diferent velocitat en anar del servidor al client (velocitat de baixada) que del client al servidor (velocitat de pujada). Aquesta és la raó per la qual s'anomena asimètric. Aquesta tecnologia és especialment adequada per a navegar per Internet, atès que la quantitat de dades que el servidor envia a l'ordinador d'un usuari generalment és molt superior a les que l'ordinador envia cap a la xarxa.

L'ADSL arribà a Espanya durant el 1999, i alguns dels proveïdors foren Telefónica, Terra Networks, Ya.com, Orange, Tiscali i Jazztel.

A inicis de l'any 2005 la velocitat mitjana era aproximadament de 512/128 Kilobits/segon, a un preu mitjà d'uns 36 euros al mes. I la velocitat màxima contractable era de 8192/512 Kilobits/segon.

Des de finals de 2005 està disponible la tecnologia ADSL2+ que permet un límit teòric de velocitat de 24Mbps/1Mbps, malgrat que tots els proveïdors ofereixen velocitats de 20Mbps/1Mbps. El primer proveïdor a oferir aquesta tecnologia va ser Jazztel, a qui l'han seguit Wanadoo, ya.com i Telefónica.

Cable Módem

Un cablemódem o cable mòdem és un tipus especial de mòdem dissenyat per modular el senyal de dades sobre una infraestructura de televisió per cable. El terme Internet per cable (o simplement cable) es refereix a la distribució d'un servei de connectivitat a Internet sobre aquesta infraestructura de telecomunicacions.

Els cablemodems no s'han de confondre amb antics sistemes LAN com 10BASE2 o 10BASE5 que utilitzaven cables coaxials - i especialment amb 10base36, el qual realment utilitza el mateix tipus de cable que els sistemes CATV.

Els cablemodems s'utilitzen principalment per distribuir l'accés a Internet de banda ampla, aprofitant l'ample de banda que no s'utilitza en la xarxa de TV per cable.

Els abonats d'un mateix veïnat comparteixen l'ample de banda proporcionat per una única línia de cable coaxial. Per tant, la velocitat de connexió pot variar depenent de quanta gent aquest usant el servei al mateix temps.

Sovint, la idea d'una línia compartida es considera com un punt feble de la connexió a Internet per cable. Des d'un punt de vista tècnic, totes les xarxes, incloent els serveis DSL, comparteixen una quantitat fixa d'ample de banda entre multitud d'usuaris - però ja que les xarxes de cable tendeixen a abastar àrees més grans que els serveis DSL, s'ha de tenir més cura per assegurar un bon rendiment a la xarxa.

Una debilitat més significativa de les xarxes de cable en usar una línia compartida és el risc de la pèrdua de privacitat, especialment considerant la disponibilitat d'eines de hacking per cablemódems. D'aquest problema s'encarrega el xifrat de dades i altres característiques de privacitat especificades en l'estàndard DOCSIS ("Data Over Cable Service Interface Specification"), utilitzat per la majoria de cablemodems.