Transmisión de Datos: Tipos de Cables, Fibra Óptica, Ondas Infrarrojas y Redes HFC

Tipos de Cables y su Uso en la Transmisión de Datos

Cable de Par Trenzado

Consiste en dos hilos, normalmente de cobre, cada uno recubierto por un aislante y trenzados entre sí. Uno de los cables lleva la señal y el otro es la referencia a tierra. El trenzado se utiliza para anular las interferencias electromagnéticas, ya que dos cables paralelos constituyen una antena simple, mientras que al trenzarlos se anulan estos efectos.

Tipos de Cables de Cobre de Par Trenzado

Existen dos tipos principales: UTP (par trenzado no apantallado) y STP (par trenzado apantallado). Además, se clasifican en 7 categorías (CAT 1 a CAT 7) que dependen de la calidad del cable, su grosor y su velocidad de transmisión de datos.

• CAT 1: Se utiliza para telefonía básica, con una velocidad de hasta 1 Mbps.
• CAT 3 y CAT 4: Se utilizan en redes LAN, con velocidades de transmisión de 10 y 20 Mbps respectivamente.

Fibra Óptica: Transmisión de Información Mediante Luz

En la fibra óptica, la información se transmite mediante luz a través de un cable con un núcleo y un revestimiento. El haz de luz se envía y se transmite rebotando en el núcleo. Si el ángulo del haz es mayor que el ángulo crítico al pasar a la otra superficie, parte del rayo se refleja hacia atrás, perdiendo energía. La apertura numérica define el rango de ángulos válidos del haz.

Tipos de Fibras Ópticas

Existen dos tipos principales de fibras ópticas:

• Monomodo: Un único rayo de luz viaja casi en línea recta.
• Multimodo: Múltiples rayos de luz con diferentes ángulos rebotan dentro del núcleo. A la salida, los rayos que no están dentro de un rango de ángulos específico se rechazan.

Ondas Infrarrojas: Características y Aplicaciones

Las ondas infrarrojas tienen frecuencias superiores a 300 kHz y un gran ancho de banda, lo que las hace ideales para transmitir grandes cantidades de datos. Son ondas de corto alcance y no atraviesan paredes. Estas características las hacen idóneas para conectar dispositivos como ratones, teclados o mandos a distancia al PC, evitando interferencias de otras habitaciones. Su transmisión requiere línea de vista.

Conmutación de Circuitos: Funcionamiento y Fases

Pertenece al nivel físico. Consiste en conmutadores con distintos canales que establecen una conexión física entre uno o más dispositivos. La comunicación pasa por tres fases:

1. Fase de establecimiento: Se solicitan los recursos necesarios, que se mantienen durante toda la transmisión. Incluye la petición de establecimiento y la confirmación.
2. Fase de transmisión de datos: Se envían los datos.
3. Fase de liberación: Al terminar de enviar los datos, el emisor envía una petición de liberación y espera la confirmación del receptor.

Red HFC: Red Híbrida de Fibra y Coaxial

La red Hybrid Fiber-Coaxial (HFC) es una red híbrida que combina fibra óptica troncal y cable coaxial para el usuario. Los datos descargados se modulan usando la técnica 64-QAM. La velocidad teórica de descarga es de 30 Mbps, y la velocidad teórica de carga es de 12 Mbps.

Esquema de una Red de Cable para la Transmisión de Datos

Para usar una red de cable para la transmisión de datos, se necesitan dos dispositivos clave:

• Cable Módem (CM): Se instala en las instalaciones del abonado. Es similar a un módem ADSL.
• Sistema de Terminación de Cable Módem (CMTS): Se instala en el centro de distribución de la compañía de cable. Recibe datos de Internet, los pasa al combinador y los envía al abonado. También recibe datos del abonado y los pasa a Internet.

Distancia de Hamming: Detección y Corrección de Errores

La distancia de Hamming entre dos palabras es el número de diferencias entre los bits correspondientes. La mínima distancia de Hamming es la menor distancia de Hamming entre todos los posibles pares en un conjunto de palabras.

• Para garantizar la detección de hasta s errores, la mínima distancia de Hamming en un código de bloques debe ser dmin = s + 1.
• Para garantizar la corrección de hasta t errores, la mínima distancia de Hamming en un código de bloques debe ser dmin = 2t + 1.

Paridad Lineal y Paridad de Bloques: Métodos de Detección de Errores

• Paridad lineal: Se añade a cada palabra de código un bit de paridad, de forma que el número total de 1 sea par o impar.
• Paridad de bloques: Se toman varias palabras de código y, además de la paridad lineal, se añade una nueva palabra de paridad.

Comprobación de Redundancia Cíclica (CRC): Detección de Errores en la Transmisión

En la CRC, los datos se tratan como un polinomio. Se divide el polinomio de datos entre un polinomio generador usando la división en módulo 2. El resto de esta división, conocido como FCS (Frame Check Sequence), se envía junto con los datos. El receptor realiza la misma división. Si el resto es el mismo, no ha habido errores.

Sumas de Comprobación: Verificación de la Integridad de los Datos

En las sumas de comprobación, además de los bits de información, se envía un bit adicional que representa la suma de los bits. El destino comprueba si la suma es correcta. Si no lo es, se rechaza la información; si es correcta, se acepta. Por ejemplo, con los valores hexadecimales A089, B8AF y 3219, se calcularía la suma de comprobación y se enviaría junto con los datos.