Redes de Comunicación en la Industria

Estándares WiFi

• 802.11b (11 Mbps)
• 802.11g (54-108 Mbps)
• 802.11n (-500 Mbps)
• 802.11ac (-433 Mbps (máximo 7000 Mbps) en la banda de 5 Ghz)
• 802.11ax WiFi 6 (600 Mbps (máximo 10 Gbps) en 5 Ghz). WiFi 6 es especial para entornos congestionados. Usa tecnología MIMO (aprovecha los rebotes para aumentar la velocidad)

WiFi implementa el nivel físico y de enlace.

Capa Física

Topología

• Bus lineal: solo hay una línea. La ventaja es que solo utilizamos un cable, pero tiene numerosas desventajas, como que todos los dispositivos tienen que ir a la misma velocidad y si hay un corte en medio se pierde la conexión. Todo lo que circula es accesible para todo el mundo.
• Anillo: es lo mismo que el bus lineal, solo que se juntan los extremos. El anillo normal transmite en un sentido, mientras que el anillo doble en los dos.
• Estrella: hay un nodo central (switch) donde se conectan los dispositivos. Ventajas: cada aparato tiene su cable independiente (pueden ir a velocidades distintas). Si se rompe el cable, solo ese nodo se queda aislado. Desventajas: se necesita un cable distinto para cada aparato (mucho más cableado), si se rompe el nodo central se pierde todo.
• Malla o irregular:

Tipos de Redes

Cableadas

• LAN: Red de Área Local, pequeña extensión de hasta varios kilómetros. Redes de ámbito privado, dentro de uno o varios edificios para ordenadores de una misma empresa.
• MAN: Red de Área Metropolitana, mediana extensión de 1-10 kilómetros. Un poco más grande que la LAN. Privada o pública, abarca un conjunto de oficinas o una ciudad.
• WAN: Red de Área Extensa, gran extensión de 10-100 kilómetros. Se extiende sobre una zona geográfica o sobre un país o continente.
• Interredes: Más de 1000 kilómetros, entre continentes y a nivel planetario. Para comunicar varias redes con distinto software a través de pasarelas. La mayor es Internet, la red de redes.

Inalámbricas

• WPAN: Red de Área Personal. De corto alcance, ~10 m.
• WLAN: Red de Área Local, pequeña extensión de hasta cientos de metros. Redes de ámbito privado, dentro de uno o varios edificios para ordenadores de una misma empresa.
• WMAN: Red de Área Metropolitana, decenas de kilómetros. Un poco más grande que la LAN. Privada o pública, abarca un conjunto de oficinas o una ciudad.

Clasificación de Cables por Tipo de Protección

• UTP: es el más usado. Sin protección ninguna.
• FTP: se le pone una película de aluminio (apantallado) para evitar que entren interferencias.
• STP: es el más avanzado. Incluye una película para cada par además de la que llevan en conjunto como el FTP. Reduce tanto las interferencias internas como las externas.

Medios de Transmisión Guiados: Pares

Pares Paralelos

Son comunes en las conexiones de teléfonos fijos. Tienen dos problemas: captan ruidos e interferencias electromagnéticas (diafonía) y emiten la señal que transporta (antena).

Pares Trenzados

Se trenzan los pares porque el ángulo de emisión que influye de un cable a otro al estar trenzados cambia de dirección, y esto hace que no contamine tanto al otro cable. Se trenzan con diferentes pasos y ayuda también a que las interferencias electromagnéticas afecten por igual a todos los cables. Por lo tanto, cuanto más trenzado esté el cable es mejor, porque se puede subir más la frecuencia. Cuanto mayor sea el diámetro del cobre, mayor velocidad. Otra manera es usar el modo diferencial, que consiste en transmitir dos señales en dos hilos y la diferencia de tensión es lo que cuenta. Se reducen los ruidos y las interferencias electromagnéticas externas.

Clasificación por Calidad

La categoría se mide por la calidad del cable (diámetro y número de trenzados). Ventajas del par trenzado: económico y fácil de manejar. Desventajas: alta atenuación (pérdida de señal con la distancia), distancias cortas (100 m), poca velocidad y ancho de banda y sensible a las interferencias.

Fibra Óptica

Es un hilo más fino que un pelo. Hay un núcleo de un plástico especial o incluso de cristal por donde circula la luz. En un entorno industrial es lo mejor para tiradas largas porque no tiene interferencias con los cables de la luz. La transmisión es unidireccional. El ángulo de incidencia de la luz es un factor importante a tener en cuenta. Ventajas: mayor velocidad y ancho de banda, distancias largas sin repetidores, no tiene interferencias electromagnéticas, poca atenuación y poco peso y tamaño. Inconvenientes: la luz es muy delicada para transmitirla, los empalmes que se hacen son mecánicos, pegados y fundidos (el más usado y el que menos pérdidas tiene). Es frágil y muy cara.

Tipos de Fibra Óptica

• Monomodo: son para las tiradas grandes, el núcleo es muy pequeño y el haz de luz solo se transmite por el centro (sin refracción). Más rápida, mayor distancia y más cara.
• Multimodo: por el mismo núcleo van varios haces de luz rebotando con distintos ángulos de refracción (distintos caminos). Menor velocidad y distancia, diámetro del núcleo mayor y más económica. Hay 2 tipos:
  • Salto de Índice: constantes ángulos de refracción.
  • Gradiente de Índice: ángulos de refracción no constantes.

Conectores

Hay muchos, pero los que más se usan son el SC y el LC.

Medios de Transmisión No Guiados: Ondas Electromagnéticas

Cada vez tiene más importancia en la industria, pero un PLC con entradas inalámbricas se debe evitar a toda costa, porque en el aire están todas las interferencias inalámbricas. Hay dos grandes tipos de transmisiones:

• Direccionales: transmiten en una dirección concreta o en un rango pequeño de direcciones. Antenas alineadas. Alta frecuencia: se reflejan en obstáculos, más ancho de banda y velocidad, pero menor distancia.
• Omnidireccionales: la antena transmite en todas las direcciones a la vez. Baja frecuencia: atraviesa obstáculos, menor velocidad y más distancia.

Principalmente se usan tres tipos de frecuencias:

• Ondas de radio: 30 MHz a 3 GHz. Mucha distancia y poca velocidad. Ej: FM, WiFi y Bluetooth. Hay que tener una licencia (menos el rango de 2.4).
• Microondas: 3 a 300 GHz, más frecuencia, más velocidad y menos distancia. Son más direccionales, por tanto, hay que tener antena parabólica. Es la que usan los satélites.
• Infrarrojos: no se usa. Sin licencia, pero una distancia muy corta.

Conexiones Industriales

RJ45 con Ethernet

Bidireccional. A 100 Mbps solo se usan 4 cables, a 1000 Mbps todos. Se pueden alcanzar 10 Gbps. Transmisión en modo diferencial. Tiene dos normativas, la 568-A y la 568-B (la más usada). Aunque se puede hacer un cable cruzado haciendo cada una en una punta del cable. Los cables naranjas son para enviar y los verdes para recibir, siendo los que llevan blanco los positivos y lisos los negativos.

Fibra Óptica

Se usan 2 hilos, para transmitir en cada sentido. (LC y SC (conectores)).

RS-232C

Limitaciones de longitud de cable y velocidad:

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