FUNDAMENTOS DE REDES INFORMÁTICAS

MEDIOS DE TRANSMISIÓN

En los medios de transmisión se pueden diferenciar dos

grupos:Los cables o medios físicos.

Los medios inalámbricos.

LIMITACIONES FÍSICAS EN LOS MEDIOS DE TRASNMISIÓN

Una de las principales limitaciones físicas son las perturbaciones siendo las más significativas:

Atenuación:Se puede establecer tres puntos respecto a la atenuación:La señal recibida debe tener la suficiente potencia para que el receptor pueda detectar e

interpretar la señal.Para ser recibida sin error la señal debe conservar un nivel suficientemente mayor que el ruido.La atenuación es la función creciente de la frecuencia: a mayor frecuencia mayor atenuación.

Distorsión de retardado:Se produce cuando la señal recibida posee una distorsión debido a la diferencia de la velocidad con

las que llega al receptor.. Para solucionar este problema también se emplea la ecualización.

Ruido:Cuando se trasmite una señal esta al ser recibida consistirá en la transmitida modificada por la

distorsiones. A estas distorsiones se les denomina ruido, y es uno de los factores de mayor importancia a la hora de limitar las prestaciones de un sistema de comunicación.

La diafonía:Consiste en la interferencia de un canal próximo al nuestro, esto produce una señal que es la suma

de la señal transmitida y otra señal externa atenuada que aparece de fondo. El motivo de este fenómeno es la influencia mutua entre dos canales de transmisión próximos en frecuencia o que comparten el mismo tendido de cables.

CABLEADO O MEDIOS FÍSICOSEl cableado o conexiones alámbricas de la red es él vinculo físico entre todos los

nodos y dispositivos de la red.El cableado de cobre se puede encontrar en cuatro variedades básicas:Cable coaxil delgado (thinnet), cable coaxil grueso (Thicknet), cable de par trenzado

UTP y cable de par trenzado STP.

CABLE COAXIL o COAXIAL:El cable coaxil está compuesto de un solo cable central y una mella, en cada

extremo final debe asegurarse un “terminador” que cierre el circuito, tienen una resistencia de 50 ohms. Una instalación correcta debe incluir la puesta a tierra de UNO Y SOLO UNO de los terminadores.

Existen dos tipos de cables coaxil que se utiliza en una red: el delgado (10BASE-2) y el grueso (10BASE-5)

Coaxil delgado THINNET:Suele ser cable coaxil de 7 mm de diámetro, identificado como norma RG-58/U.

Utiliza conectores BNC.Coaxil grueso THICKNET:Se usa en redes con banda de base 10 Mbps,. Emplea conectores BNC. El mayor

grosor y calidad del cable hace que pueda transportar señales a mayor distancia con la misma atenuación (hasta 500 mts.)

PAR TRENZADOEl cable de par trenzado generalmente está formado por dos o cuatro

pares de alambre que están como retorcidos. Este cable se utiliza para comunicación en red y en comunicación telefónica de grado superior. Hay básicamente dos versiones: el cable UTP o el cable STP . Emplea conectores RJ-45.

El UTP es el cableado más económico. Presenta una velocidad de transmisión que depende del tipo de cable de par trenzado que se está utilizando. Está dividido en categorías por el EIA/TIA:

Categoría 1: Alambre telefónico trenzado de calidad de voz adecuado para las transmisiones de datos. Velocidad de transmisión inferior a 1 Mbits/seg.

Categoría 2: Cable de par trenzado sin blindaje. Su velocidad de transmisión es de 4 Mbits/seg.

Categoría 3: Velocidad de transmisión 10 Mbits/seg. Con este tipo de cables se implementa las redes Ethernet 10-Base-T.

Categoría 4: La velocidad de transmisión llega a los 16 Mbits/seg.Categoría 5: Puede transmitir datos a 100 Mbits/seg.. Ethernet 100BASE-

TX.

CABLE DE FIBRA ÓPTICALa fibra óptica proporciona un método atractivo para transmitir datos y señales de todo tipo

con mínimo de perdidas y libres de ruido.Los cables de fibra óptica son livianos, seguros, estéticos y resistentes, pueden transmitir

anchos de banda de varios gigahertz sobre distancias de varios kilómetros sin necesidad de repetidoras, no pueden ser interceptados por métodos corrientes, no pueden ser cortocircuitados.

Una fibra óptica es un medio de transmisión de la luz que consiste básicamente en dos cilindros coaxiales de vidrios transparentes y de diámetros muy pequeños. El cilindro interior se denomina núcleo y el exterior se denomina envoltura, siendo el índice de refracción del núcleo algo mayor que el de la envoltura, que hace que los rayos de luz se refracten hacia el interior del cable y se eviten las pérdidas hacia el exterior. El portador de la información es un rayo de luz modulado con información a transmitir.

Existen tres tipos de cable de fibra óptica:Fibra monomodo: El diámetro del núcleo o fibra óptica es extremadamente fino. Este tipo de

fibras proporciona un alto rendimiento, y un ancho de banda muy grande. Por otra parte el monomodo exige el uso como fuente luminosa de un láser. Alcanza distancias de 100 Km.

Fibra multimodo de salto de índice: Estas fibras contienen un núcleo de alta resolución dentro de un revestimiento de resolución baja. Las conexiones a otros dispositivos son más sencillas.

Fibra multimodo de índice gradual: Estas fibras varían de densidad. Esta variación reduce la dispersión de las señales. Este es el tipo de fibra más popular.

RESUMEN DE MEDIOS CABLEADOS

Los cuatro factores que se deben tener en cuenta a la hora de elegir un cable para una red son:

Topología de la RED Velocidad de transmisión que se quiere conseguir. Distancia máxima entre computadoras que se van a

conectar. Nivel de ruido e interferencias habituales en la zona

que se va a instalar la red. En el mercado existen multitud de herramientas

específicas que pueden ayudar al instalador de la red a realizar un cableado rápido y seguro. El cuadro siguiente intenta dar una idea aproximada comparativa de los cableados más comunes.

MEDIOS INALÁMBRICOS

En general estos medios (salvo el infrarrojo), son para unir distintas LAN.

El principio de funcionamiento de un enlace óptico al aire libre es similar al de un enlace de fibra óptica, sin embargo el medio de transmisión no es un polímero o fibra de vidrio sino el aire.

El emisor óptico produce un haz estrecho que se detecta en un sensor que puede estar situado a varios kilómetros en la línea de visión. Las aplicaciones típicas para estos enlaces se encuentran en los edificios de una compañía en una ciudad en la que resulte caro utilizar los cables telefónicos o donde las autopistas no permiten tender cables.

Las comunicaciones ópticas al aire libre son una alternativa de gran ancho de banda a los enlaces de fibra óptica o a los cables eléctricos. Las prestaciones de este tipo de enlace pueden verse empobrecidas por la lluvia fuerte o niebla intensa, pero son inmunes a las interferencias eléctricas y no necesitan permiso de las autoridades responsables de las telecomunicaciones.

MICROONDAS

Los enlaces de microondas se utilizan mucho como enlaces allí donde los cables coaxiales o de fibra óptica no son prácticos. Se necesita una línea de visión directa para transmitir en la banda de SHF, de modo que es necesario disponer de antenas de microondas en torres elevadas en las cimas de los edificios o accidentes del terreno para asegurar un camino directo con la intervención de pocos repetidores. Las bandas de frecuencias más comunes para comunicaciones mediante microondas son las de 2,4, 6 y 6.8 GHz. Un enlace de microondas a 140 Mbits/s puede proporcionara hasta 1920 canales de voz o bien varias comunicaciones de canales de 2 Mbits/s multiplexados en el tiempo.

Pueden presentarse problemas de propagación en los enlaces de microondas, incluyendo los debidos a lluvias intensas que provocan atenuaciones que incrementan la tasa de errores.

LUZ INFRARROJA :Permite la transmisión de información a velocidades muy altas: 10 Mbits/seg.

Consiste en la emisión/recepción de un haz de luz; debido a esto, el emisor y receptor deben tener contacto visual (la luz viaja en línea recta). A causa de esta limitación deben usarse espejos para modificar la dirección de la luz transmitida.

SEÑALES DE RADIO

Consiste en la emisión/recepción de una señal de radio, por lo tanto el emisor y el receptor deben sintonizar la misma frecuencia. La emisión puede traspasar paredes y no es necesario la visión directa de emisor y receptor. La velocidad de transmisión suele ser baja: 4800 Kbits/seg. Se debe tener cuidado con las interferencias de otras señales.

COMUNICACIONES VIA SATÉLITE

Un satélite de comunicaciones hace la tarea de repetidor electrónico. Una estación terrena A transmite al satélite señales de una frecuencia determinada (canal de subida).

Por su parte, el satélite recibe estas señales y las retransmite a otra estación terrena B mediante una frecuencia distinta (canal de bajada).

La capacidad que posee una satélite de recibir y retransmitir se debe a un dispositivo conocido como transponder.

Los transponders de satélite trabajan a frecuencias muy elevadas, generalmente en la banda de los gigahertz (GHz).

La mayoría de los satélites de comunicaciones están situados en una órbita denominada geoestacionaria, que se encuentra a 36000 Km sobre el ecuador.

TARJETAS ADAPTADORAS DE RED

La Tarjeta Adaptadora de Red (NIC –Network Interface Card-) actúa como la interfaz física o conexión entre la computadora y el cable de red. Las tarjetas están instaladas en una ranura de expansión en cada computadora y servidor en la red. Después que la tarjeta ha sido instalada, se conecta el cable de red a la puerta de la misma para hacer la conexión física entre la computadora y el resto de la red.

Funciones de la tarjeta de red:

Preparar los datos desde la computadora para el cable de red.

Enviar los datos a otra computadora. Controlar el flujo de datos entre la computadora y el

sistema de cableado. La tarjeta de red también recibe los datos entrantes

desde el cable y los traduce en bytes que la CPU de la computadora pueda comprender.

Situados en un nivel más técnico, la tarjeta de red contiene el hardware y el firmware (rutinas de software almacenadas en memoria de solo lectura) que implementa las funciones de:

Control Lógico de Enlace (LLC -Logical Link Control) y Control de Acceso al Medio (MAC -Media Access Centrol)

Envío y Control de Datos Antes de que la tarjeta emisora envíe datos por la red, establece

un dialogo electrónico con la tarjeta receptora para que ambas se pongan de acuerdo en lo siguiente:

El tamaño máximo de los grupos de datos a ser enviados. El total de datos a ser enviados antes de la confirmación. Los intervalos de tiempo entre el envío de trozos de datos. El total de tiempo a esperar antes de que sea enviada la

confirmación. Cuantos datos puede almacenar cada tarjeta antes de tener

overflow (sobrecarga) La velocidad de transmisión de datosCada tarjeta señaliza a la otra indicando sus parámetros y

aceptando o ajustándose a los parámetros de la otra. Cuando todos los detalles de la comunicación han sido

determinados, las dos tarjetas empiezan a enviar o recibir datos.

Definición de algunos componentes de Red

Servidor: Un servidor puede ser tan simple como una computadora dedicada que ofrece almacenamiento de archivos o tan complejo como una computadora de alta capacidad que contiene varios discos rígidos, unidad de CD-ROM, etc.

Grupo de trabajo: Nodos conectados a un hub o switch para formar un pequeño grupo de comunicación y establecen funciones de red.

El módem: permite mantener la onda digital enviada por la computadora. El cable Telefónico ve una señal analógica, cuando en realidad dentro de la señal analógica

se esta transportando una señal digital.Hub: su función principal, es la de recibir y enviar señales a través de la red entre

los dispositivos conectados a ésta. Toda la comunicación a través del hub se “transmite” a todos los nodos conectados simultáneamente. Centraliza la conexión de los cables procedentes de la estaciones de trabajo.

Los hubs pasivos son simplemente cajas que disponen de unos pocos puertos a los que se conectan las estaciones de trabajo dentro de una configuración en forma de estrella.

Un hub activo es un concentrador que dispone de más puertos que un concentrador pasivo para la conexión de estaciones y que realiza más tareas, como puede ser la de amplificación de la señal recibida antes de su retransmisión.

Switch: Un switch es más complejo que un hub y tiene un funcionamiento más eficiente porque “aprende” las direcciones de la red en forma automática, proporcionando una “línea privada” en la red.

Repetidores: Un repetidor es un dispositivo que permite extender la longitud de la red, ampliarla y retransmite la señal de red.

Bridges: nos permiten dos cosas: primero, conectar dos o más INTRANETS entre sí, aun teniendo diferentes topologías, pero asumiendo que utilizan el mismo protocolo de red, y segundo, segmentar una intranet en otras menores.

Ruteadores: Se utilizan para conectar dos o mas redes. Los routers filtran el tráfico de la red y conectan diferentes protocolos para asegurar que el archivo sea enrutado a la ubicación correcta. Trabajan teniendo en cuenta los protocolos de red y la dirección lógica.

Gateways: se trata de computadoras que trabajan a nivel de aplicación del modelo OSI de la ISO. Es el más potente de todos los dispositivos de interconexión de intranets. Nos permiten interconectar intranets de diferentes arquitecturas; es decir, de diferentes topologías y protocolos; no sólo realiza funciones de encaminamiento como los routers, sino que también realiza conversiones de protocolos, modificando el empaquetamiento de la información para adaptarla a cada intranet.

Backbone: Tramo del cableado de una red de alta tráfico de información y que requiere componentes especiales. Por ejemplo es el tramo que se podría

justificar realizar con fibra óptica.

CABLEADO ESTRUCTURADO

Un sistema de cableado estructurado consiste de una infraestructura flexible de cables que puede aceptar y soportar sistemas de computación y de teléfonía múltiples, independientemente de quién fabricó los componentes del mismo.

Ventaja de hacer el cableado solo una vez con un sistema de Cableado

Estructurado:

un sistema de cableado no estructurado hará que los costos se escalen

continuamente, porque necesitará que se lo actualice

regularmente. Un sistema de cableado estructurado requerirá menores actualizaciones y, por ende,

mantendrá los costos controlados. El costo inicial de un sistema estructurado puede resultar un poco más alto,

pero este hará ahorrar dinero durante la vida del sistema

Elementos del Cableado Estructurado:

Cuarto de Telecomunicaciones: el área en un edificio utilizada para el uso exclusivo de equipo asociado con el sistema de cableado de telecomunicaciones.

Cuarto de Equipo: es un espacio centralizado de uso específico para equipo de telecomunicaciones tal como central telefónica, equipo de cómputo y/o conmutador de video. Los requerimientos del cuarto de equipo se especifican en los estándares ANSI/TIA/EIA-568-A y ANSI/TIA/EIA-569

Cuarto de Entrada de Servicios: consiste en la entrada de los servicios de telecomunicaciones al edificio, incluyendo el punto de entrada a través de la pared y continuando hasta el cuarto o espacio de entrada. Los requerimientos de los cuartos de entrada se especifican en los estándares ANSI/TIA/EIA-568-A y ANSI/TIA/EIA-569.

Sistema de Puesta a Tierra: El sistema de puesta a tierra y puenteado establecido en el estándar ANSI/TIA/EIA-607 es un componente importante de cualquier sistema de cableado estructurado moderno

Cableado Horizontal: es el sistema de cableado que se extiende desde la salida de área de trabajo de telecomunicaciones (Work Area Outlet, WAO) hasta el cuarto de telecomunicaciones.