Introducció

Tant les xarxes de gran abast com les d’àrea local es basen a comunicar dades entre màquines. Per fer-ho, cal generar senyals electromagnètics a partir de les dades i posar aquests senyals en medis físics que els puguin transmetre.

Un senyal elèctric és una variació de corrent elèctric o tensió elèctrica que s’utilitza per transmetre informació.

El terme enllaç directe fa referència al camí de transmissió entre dos dispositius, la transmissió s’efectua directament del transmissor al receptor sense cap dispositiu intermedi, excepte dispositius amplificadors o repetidors, que són dispositius que tenen la capacitat de regenerar els senyals que poden arribar malmesos a causa de la distància o interferències en el canal.

L' Ona electromagnètica és la forma de propagació de la radiació electromagnètica a través de l’espai. Una ona electromagnètica habitualment es produeix per un corrent elèctric altern.

El medi de transmissió. És el suport físic a través del qual l’emissor i el receptor es poden comunicar. Es poden classificar com a guiats i no guiats. Els medis guiats són els medis per on els senyals que transporten la informació circulen confinats dins el medi, per exemple els senyals elèctrics en els cables o els senyals òptics en la fibra òptica. Contràriament, els medis no guiats són el medis en què els senyals es propaguen sense estar limitats, per exemple les ones electromagnètiques de ràdio en la propagació per l’aire o pel buit, en les xarxes sense fils.

Es diu que un medi de transmissió guiat és punt a punt si proporciona un enllaç directe entre els dispositius que comparteixen el medi. Si el mateix medi guiat és compartit per més d’un dispositiu es diu que és multipunt.

La majoria de dispositius de xarxa es comporten al mateix temps com a transmissors i com a receptors, per tant, quan es parla de comunicació s’acostuma a parlar de transmissions de senyals en dos sentits. Depenent de les característiques dels medis, aquesta transmissió pot ser simultània o no entre els dos dispositius. Es diu que la transmissió és símplex quan els senyals només es poden transmetre en un sol sentit simultàniament i es diu que la transmissió és dúplex quan els senyals poden ser transmesos en tots dos sentits simultàniament.

Símplex i duplex. Les definicions UIT-T (Europa) i ANSI (Estats Units) dels termes símplex i dúplex són diferents. El terme símplex correspon al terme semidúplex (half-duplex) i el terme dúplex correspon al terme ANSI full-duplex

El terme senyal de transmissió de dades fa referència a una informació que es trasllada per un medi de transmissió transformat en un senyal conformat per polsos elèctrics, lluminosos o electromagnètics o en forma de modulacions, sobre senyals elèctrics, lluminosos o electromagnètics.

Hi ha dos conceptes importants referent als medis de transmissió: els tipus de senyals i l’amplada de banda.

Tipus de senyals

Hi ha diferents tipus de senyals que representen informació, els senyals digitals i els senyals analògics.

Un senyal digital és un senyal en què les magnituds es representen mitjançant valors discrets en lloc de variables contínues. Un valor discret és aquell que es pot representar per un conjunt de valors de dos estats, per exemple, l’interruptor de la llum només pot prendre dos valors o estats: obert o tancat, o el mateix llum: encès o apagat. Un senyal digital es transmet habitualment com un senyal per polsos.

Un senyal analògic és qualsevol senyal continu en temps i amplitud, les variacions dels valors del senyal són les variacions de la informació del senyal. Un senyal analògic es transmet habitualment en forma de modulació. Fins fa poc temps, les transmissions de ràdio, televisió i telèfon s’envia ven per l’aire o els cables utilitzant ones electromagnètiques. Aquestes ones s’anomenen analògiques perquè tenen la mateixa forma que les ones de llum i so produïdes pels transmissors, de la mateixa manera que canvia la llum o el so, el senyal elèctric que transporta la transmissió també canvia proporcionalment. És a dir, els senyals electromagnètics són anàlegs a les variacions de llum o de so que representen.

Modulació. La modulació és una tècnica de transport de dades que consisteix a afegir la informació per transmetre a un senyal, anomenat portador, de naturalesa elèctrica, lluminosa o electromagnètica, de tal manera que després pugui ser recuperada.

Amplada de banda digital

L’amplada de banda és la quantitat d’informació que circula des d’un emissor fins a un receptor en un temps determinat. El terme amplada de banda serveix per descriure tant la capacitat de les LAN com de les WAN (taula 1.1).

Taula 1.1. Amplada de banda

Un bit és la unitat mínima per mesurar la quantitat d’informació, i un segon és la unitat mínima per mesurar el temps. Per tant, si volem mesurar la quantitat d’informació que circula en un període determinat de temps, utilitzarem bits per segon (bps), que és la unitat d’amplada de banda.

L’amplada de banda és un element molt important a les xarxes, molt semblant a la importància de l’amplada d’una canonada d’aigua, o a la quantitat de carrils d’una carretera. En els tres casos, l’amplada és finita: una canonada té l’amplada del tub i si no canviem el tub, no tenim més amplada. Si una carretera té dos carrils, només poden passar dos cotxes a la vegada, i si es vol que passin tres cotxes, cal fer-hi obres i construir-ne un altre. L’amplada de banda també és finita.

Quan es parla de rendiment d’una xarxa ens referim a l’amplada de banda, calculada en un moment determinat i utilitzant una ruta concreta en baixar un arxiu específic. El rendiment sempre té un valor més petit que l’amplada de banda digital, cosa que és deguda als tipus de dispositius de xarxes emprats, als tipus de dades que es transfereixen, a la topologia de la xarxa, a la quantitat d’usuaris, als tipus d’ordinadors i servidors i als factors elèctrics i climàtics. En dissenyar una xarxa, és molt important tenir en compte l’amplada de banda de cada medi físic (que es detallen en la taula 1.2), ja que la rapidesa màxima d’una xarxa depèn del mitjà utilitzat.

Taula 1.2. Amplada de banda de diferents medis físics

Exercicis

• En les següents situacions de comunicació identifica qui o quins són els emissors qui el receptor i què és el medi i si és guiat o no guiat. En cas de ser guiat pensa si és punt a punt o multipunt:

  • Radio convencional

  • Trucada telefònica

  • Veure una pàgina web

  • Fer un xat

  • Parlar amb els amics en un bar

  • Una classe on el professor explica i els alumnes escolten.

• Classifica els següents senyals en analògics i digitals:

  • El llum del Sol

  • Una cançó en mp3

  • Un persona que canta

  • Una tempesta marítima

  • Una pàgina web

• Una empresa ha de cablejar una sèrie d'edificis amb fibra òptica i ha decidit emprar fibra multimode (62'5/125um). Quin estàndard ethernet ha de fer servir si (cada cas és un cas aïllat):

  • La distància màxima entre els edificis és de 700m

  • Es vol una velocitat de més de 400Mbps.

  • La distància màxima entre els edificis és de 150m i es vol una velocitat superior a 600Mbps

  • La distància màxima entre els edificis és de 150m i es vol una velocitat superior a 50Mbps

  • La distància màxima entre els edificis és de 3km

• Visita testdevelocidad.es i apunta quina velocitat de pujada i de baixada tens. Quant de temps necessitaràs per baixar un arxiu de 6MBytes? Quan de temps necessitaràs per pujar una cançó de 4MBytes? Si un arxiu ha estat 3min 5s a baixar, quina mida tenia? A què es deu la diferència calculada i la real?