BAND SUPERIOR, TODO DE REDES PARTE I
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1. MODELO DE COMUNICACIÓN
Elementos de un modelo de comunicaciones.
DTC: Equipo terminal datos, son equipos origen y destino de la información.
DCE: Equipo terminal de línea de comunicación, son los codificadores y decodificadores de los datos de adaptar la señal al medio de transmisión. Como por ej.: un MODEM.
CANAL: Medio físico de la transmisión de los datos o información.
Tipos de canales: coaxial (voltaje), partrenzado (voltaje), fibra óptica (Pulso de luz), aire, vacio, agua.
MENSAJE: Información que envía el emisor y recibe el receptor.
INTERFAZ: Es el medio que permite la interacción entre los elementos y el usuario.
Factores que intervienen en la comunicación
Factores (Favor) Factores (contra)
Rapidez Ruido
Fiabilidad Atenuación
Rapidez y Velocidad: la ligereza y la prontitud de la información.
Fiabilidad: Buen funcionamiento.
Ruido: Es toda aquella señal que se intersecta entre el emisor y el receptor de una señal dada.
Tipos de ruido:
§ Ruido térmico: Debido a la agitación térmica de los electrones dentro del conductor.
§ Ruido de intermodulación: Cuando distintas frecuencias comparten el mismo canal de transmisión.
§ Diafonía: Se produce cuando hay acoplamiento entre las líneas que transmiten la señal.
§ Ruido impulsivo:Se trata de pulsos discontinuos de poca duración y de gran amplitud que afectan la señal.
Atenuación: Es la disminución progresiva de la potencia de la señal conforme aumenta la distancia. La energía de la señal decae con la distancia “Debilitamiento de la señal”.
INTERFAZ RS232: Es un interfaz que designa una norma para el intercambio serial de datos binarios entre un DTE y un DCE.
RS232: consiste en un conector de tipo DB-25 (de RS pines), aunque es normal encontrar la versión de 9 pines (DB-9), mas barato e incluso más extendido para cierto tipos de periféricos (como el mouse serial del PC), 25 Kb de velocidad.
CARACTERISTICAS
1. Características mecánicas: conectores DB-25. El estándar define que el conector hembra se sitúa en los DCE y los machos en el DTE.
DTE. Conector macho en el panel
Conector hembra en el aéreo
DCE. Conector hembra en el panel
Conector macho en el aéreo
2. Características eléctricas: se encarga del movimiento de datos de usuarios a través de la interfaz. Aquí se define la señalización entre DTE y DCE, la señalización es digital en todos los circuitos de intercambio, los voltajes eléctricos se interpretan como símbolos o como señales de control depende de la función del circuito de intercambio de niveles de tensión.
0 se representa con una tensión en una tensión en un rango de +3 a +12 voltios, y 1 entre -3 a -12 voltios.
3. Características procedimentales: de la sucesión de cómo se usan los diferentes circuitos en una aplicación determinada.
Tiene señales identificadas por las letras equivalentes:
§ A: circuito común; B:circuito de señal; C: circuito de control; D: circuito de cronometrizacion.
4. Características funcionales:cada pin de la interfaz tiene una función específica.
RS232: permite hacer comunicaciones síncronas (reloj), asíncronas (no reloj). Grosor del pin de 0.9 o 10 m.m
Canales simplex Canales dúplex
Un solo medio Ej.: radio Half-duplex: radio aficionado
Full dúplex: al mismo tiempo se pueden comunicar el emisor y el receptor. Ej.: teléfono.
2. TRANSMISION DE DATOS
Tipos de transmisión de datos
§ Sistemas de Banda Base: Es un sistema digital de señales discretas no continúas transmite a corta distancia utilizan repetidores. Transmiten señales por el mismo medio, debido al canal al que trabajan, utilizan todo el ancho de banda.
§ Sistemas paso banda (Banda ancha): Se basa en señales analógicas o semiseudales continúa, puede viajar a grandes distancias, tienen dos medios uno para enviar y otro para recibir, se atenúan menos y se utilizan amplificadores. Consiste en modular la señal sobre ondas portadoras que pueden compartir el ancho de banda del medio de transmisión mediante multiplexación por división de frecuencia.
Capacidad del canal: bits.
Segundo teorema se Shannon: C= dice que es posible transmitir información libre del ruido, siempre y cuando, la información no exceda la capacidad del canal.
C = capacidad del canal:cantidad máxima de información en bits.
W = ancho de banda: rango de frecuencia que dispone un canal. Se mide en Hz. Es directamente proporcional con la capacidad del canal.
S = potencia de la señal: velocidad con que se transmite información. Se mide en watios.
N = potencia del ruido: es una constante que no se puede aumentar ni disminuir.se controla en watios
Métodos para duplicar el canal
1. C= 2. 2C= 2
2C=2
Espectro electromagnético: es un conjunto de ondas que van desde las ondas de mayor longitud como “las ondas de radio” hasta las que tienen menor longitud como “los rayos gamma”.
- Muy bajas frecuencias (VLF): para enlaces de radio a gran distancia
- Frecuencias bajas (LF): para enlaces de radio a gran distancia, especialmente en la navegación marítima y aérea.
- Frecuencias Medias (MF): son ondas utilizadas en la radio difusión.
- Altas frecuencias (HF):para las comunicaciones a media y larga distancia.
- Frecuencias muy altas (VHF): se utilizan en TV y en radio en FM, entre otros.
- Ultra alta frecuencia (UHF): se utiliza en TV, radio comunicación.
- Frecuencias superaltas (SHF): se utilizan en sistemas de radar y radio comunicación.
- Frecuencias extra altas (EHF): se utilizan en sistemas de radar y radio comunicación.
MODULACION: se trata de convertir o adaptar una señal de un tipo de señal a otro tipo de señal. MODEM: Es un dispositivo o equipo de convierte las señales digitales de la computadora a las señales analógicas de la línea telefónica (MODULACION), las envía a otra computadora y cuando este las recibe las vuelve a convertir de analogías a digital (DEMULACION).
Los modem naturales trabajan a 56 K (Kbps)
Baudios (bits por segundo): las velocidades más comunes para las redes conmutadas son 1200 -2400 baudios, aunque actualmente se están utilizando 9600 -14400 baudios.
De digital a análoga – MODULACION - PC - TELEFONO
De analogía a digital – DEMODULACION – TELEFONO – PC
Los modem se diferencian por la velocidad de transmisión de datos y por las formas de modulación.
TECNICAS DE MODULACION:
1. modulación análoga de una señal digital.
- modulación de frecuencia (FSK): se utilizan en los módems de baja velocidad, se emplea separando el ancho de banda total en dos bandas, los modem pueden transmitir y recibir datos por el mismo canal simultáneamente. El modem que llama de pone en modo de llamada y el modem que responde pasa al modo de respuesta gracias a un conmutador que hay en cada módems.
- Modulación por amplitud (ASK): no se utiliza en solitario en comunicaciones de datos porque es muy sensible a interferencia de ruido eléctrico que puede provocar errores en los datos recibidos. Consiste en una modulación binaria en dos niveles de amplitud. Cuando en una amplitud determinada transmite 1 y en otro transmite 0.
- Modulación por fase (PSK): Se codifican los valores binarios como cambios de fase de la señal portadora
- Modulación diferencial de fase (DPSK): consiste en una variación de PSK donde se toma el ángulo de fase del intervalo anterior como referencia para medir la fase de cualquier intervalo de señal. En un tiempo podemos combinar 4 valores.
- Modulación de amplitud de cuadratura (QAM): Se emplea en los modem más rápidos. Consiste en una combinación de PSK y ASK, es decir, se van a combinar la variación de amplitud en referencia al momento de fase en que ocurren con lo cual vamos a poder incluir más bits en los mismos Hers. Tiene 2 fases aporta 8 bits al mismo tiempo.
- OOK: se hace 0 cuando no hay señal y uno cuando hay señal.
PCM (PULSE CODE MODULATION): Modulación por código de impulsos.- Es un proceso digital de modulación para convertir una señal analógica en un código digital. La señal analógica se muestrea, es decir, se mide periódicamente. En un convertidor analógico/digital, los valores medidos se cuantifican, se convierten en un número binario y se descodifican en un tren de impulsos. Este tren de impulsos es una señal de alta frecuencia portadora de la señal analógica original.
PCM BINARY CODE: Código binario PCM.- Un código de impulsos en el que los valores cuantificados son identificados por números tomados en orden. Este término no debe emplearse para transmisión por líneas.
PCM MULTIPLEX EQUIPMENT:Equipo múltiplex PCM.- Un equipo para derivar una señal digital simple, a una velocidad de dígitos definida, de dos o más canales analógicos mediante una combinación de modulación por código de impulsos y un multiplexado por división de tiempo (multiplexor) y también para realizar la función inversa (demultiplexor). La descripción debe ir seguida de una velocidad de dígitos binarios equivalente; p. ej., equipo múltiplex PCM de 2.048 kbit/s.
2. Modulación análoga de una señal análoga
- Amplitud modulada (AM): es el modo más común de transmisión de vos entre las emisoras de radio de ondas larga, media y corta. Como su nombre lo indica este método de modulación utiliza la amplitud de onda para transportar la señal de audio.
Clases de modulación AM:
Modulación en banda lateral única con la portadora (SSB, SSB-AM), en ingles single sideband-amplitude modulation. Modulación en banda lateral única con portadora suprimida (SSB-SC), single sideband-suppressed carrier modulation.También se puede clasificar según cuál de las dos bandas laterales se trasmita en la modulación:
Modulación en banda lateral superior (USB), upper sideband modulation. Modulación en banda lateral inferior (LSB), lower sideband modulation.- Frecuencia modulada (FM): es el modo más utilizado por las emisoras de VHF, canales de TV y muchos “transceptrores” portátiles. Modular en FM es variar la frecuencia de la portadora al “ritmo” de la información (audio), lo cual significa que es una señal de FM, la amplitud y la fase de la señal permanecen constante y la frecuencia cambia en función de los cambios de amplitud y frecuencia de la señal que se desea transmitir (audio).
- PM: se caracterizan por formas de modulación en las que el ángulo de la portadora varia de forma proporcional a alguna medida dem(t) a la integral de m(t) y a m(t) respectivamente.
MULTIPLEXACION: Es la combinación de dos o más canales de información en un solo medio de transmisión, usando un dispositivo llamado multiplexor. El proceso inverso se conoce como demultiplexacion.
TECNICAS DE MULTIPLEZACION:
§ Multiplexación por división de frecuencia (FDM): divide el ancho de banda en una línea entre varios canales donde cada canal ocupa una parte de la banda de frecuencia total. Ej.: Tv cable, radio.
§ Multiplexación por división de tiempo (TDM):es un medio de transmitir dos o más canales de información en el mismo circuito de comunicación utilizando la técnica de tiempo compartido. Se adapta bien a las señales binarias que consisten en impulsos que representan un dígito binario 1 o 0. Estos impulsos pueden ser de muy corta duración y sin embargo, son capaces de transportar la información deseada; por tanto, muchos de ellos pueden comprimirse en el tiempo disponible de un canal digital. Ej.: Internet.
§ Acceso por multiplexación de división de frecuencia (FDMA):el acceso al medio se realiza dividiendo el espectro disponible en canales, que corresponden a distintos rangos de frecuencia, asignando estos canales a los distintos usuarios y comunicaciones a realizar, sin interferirse entre sí. En algunos sistemas, como GSM, el FDMA se complementa con un mecanismo de cambio de canal según las necesidades de la red lo precisen "saltos en frecuencia".
§ Acceso por multiplexación de división de código (CDMA):se asigna un código único para transmitir la información en un ancho de banda donde los datos son mayores al límite permitido.
§ Acceso por multiplexación de división de longitud de onda (WDMA): una tecnología que múltiple portador óptico señales en un solo de fibra óptica usando diferente longitudes de onda (colores) de laser luz para llevar diversas señales. Esto permite una multiplicación en capacidad, además de permitir bidireccional comunicaciones sobre un filamento de fibra. “Ésta es una forma de multiplexación de división de frecuencia (FDM) pero se llama comúnmente multiplexación de división de longitud de onda.
§ Acceso por multiplexación de división de tiempo (TDMA): cuando los datos de transmisión son mayores que la tasa de datos necesaria para enviar la información. Distribuye las unidades de información en ranuras alternas de tiempo.
TEORIA DE LA INFORMACION.
Información: es todo aquello que nos reduce el nivel de incertidumbre del receptor. La información se mide en bits.
Según Shannon la teoría de la información es todo aquello que aquello que necesita el receptor para entender el mensaje.
Entropía: es la tendencia de un sistema a desgastarse se da en bits.
El valor de la entropía debe ser la más pequeña posible.
Ejemplo: una fuente emisora de símbolos de la siguiente tabla, calcula la entropía y él % de ahorro.
REDES DE DATOS
Redes de computadoras: es la interconexión de varias computadoras para compartir recursos.
Ventajas: se pueden compartir información y recursos, productividad.
Tipos de redes: podemos encontrar varios tipos según la distancia, según la función y por la topología.
1. Según la distancia: se clasifican en LAN, MAN, WAN.
· Redes LAN (Local área network): redes de área local, tamaño o extensiones: entre 10 m a 1 Km, velocidad de transmisión: 10 a 100 Mbps. Son redes pequeñas, habituales en oficinas, colegios y empresas pequeñas. Usan la tecnología broatcast (se conectan todas las maquinas a un solo cable). Utilizan técnicas digitales. Banda base.
· Redes MAN (metropolitan área network): redes de área metropolitana. Tamaño de 1 – 10 Km. Suelen abarcar el tamaño de la ciudad. Utilizan routers (enrutador, encaminador, dispositivo de hardware o software para interconexión de redes de computadoras que opera en la capa tres (nivel de red) del modelo OSI.
· Redes WAN (wide área network): red de área amplia. Tamaño de 100 a 1000Km. Consiste en una colección de host o redes LAN, conectadas por una subred. Esta subred está formada por una serie de líneas de transmisión interconectadas por medio de routers. Utilizan técnicas analógicas.
2. Según la función: se clasifican en redes broadcast, punto a punto y mixtas.
· Punto a punto: red con poca seguridad no hay equipo principal
· Servidor: un equipo robusto como principal o cabeza de la red.
· Mixtas: utilizadas en la actualidad basándose en los sistemas servidor y punto a punto.
3. Según propietario: se dividen en red pública, red privada y red privada virtual.
· Red pública: internet.
· Red privada: intranet.
· Red privada virtual: extranet.
TOPOLOGÍAS
La topología de red es la disposición de los diferentes componentes de una red, existen 7 tipos de topologías, bus, anillo, estrella, bus en estrella, anillo en estrella, malla, árbol.
1. Topología bus:conjunto de computadores que se comunican por medio de un cable en común. Al enviar una información se la manda a todos, por lo cual se satura la red.
Terminadores: se encargan de limpiar todos los residuos del cable grueso. Si se rompe la columna principal o cualquier parte del cable no hay continuidad, es una gran inconveniencia, es bastante compleja de administrar la red, es de tecnología pasiva (no tiene ningún elemento q regenere la señal).
2. Estrella: conjunto de computadores interconectados entre sí por un repetidor central o nodo (hob o switch). Al igual que el anterior el hob manda la información a todos. En esta el mismo hob limpia el cable. Es una tecnología activa, los concentradores regeneran la señal.
Todos se conectan punto a punto en el hob.
Hob o repetidor y switch o conmutador.
Si se cae la red únicamente si se daña el hob, si se daña un cable, únicamente queda por fuera ese equipo.
Mucho más fácil de corregir, administrar y hacer mantenimiento.
3. Anillo: consiste en un medio cerrado. Utiliza tecnología Token – ring. Las tarjetas que se utilizan son las token ring, son de tipo activo, ya q regeneran la señal. También manda la información a todos, si se corta el anillo se cae la red.
4. Bus en estrella: dos o más estrellas interconectadas por un bus.
5. Anillo en estrella:tecnología token-ring físicamente una estrella, lógicamente un anillo.
6. Malla: cada nodo se enlaza directamente con los demás nodos, si algún enlace se rompe la información sigue circulando. La desventaja física principal es que solo funciona con una pequeña cantidad de nodos.
7. Árbol: es similar a la estrella, pero esta no tiene un nodo central, sino un nodo de enlace troncal.
MEDIOS DE TRANSMISION: son los medios físicos que se utilizan para conectar a todos los elementos de una red. Los más utilizados son: medios guiados (coaxial, par trenzado, fibra óptica) y las tecnologías inalámbricas (infrarrojos, rayos, laser, etc.), se dan de acuerdo a los estándares de la IEEE.
· MEDIOS GUIADOS: guían la onda
1. Coaxial: consta de un hilo central de cobre rodeado por un asistente.
Se conecta mediante un conector BNC (conector que se utiliza con el cable coaxial y que tiene un contacto central que tiene forma de proyectil) a un conector tipo T. el conector situado en la mitad del conector tipo T se conecta a la tarjeta de interfaz de red (NIC) de la PC o al dispositivo de red. Si la tarjeta o el dispositivo de la red son los últimos nodos de la red habrá que conectar una resistencia de carga al extremo del conector tipo T.
Está disponible en dos variedades: grueso y delgado. Ancho de banda: 80 MHz – 500 MHz
o Grueso o cable RG-8: se utilizaba en las primeras redes, en especial a modo de troncal para unir redes diferentes. Hoy en día su empleo es infrecuente, por haber mejores alternativas como la fibra óptica. Esta marcado cada 2.5 m lo cual indica donde se va a conectar un dispositivo de red. LA IMPEDANCIA (cantidad total de oposición al flujo de la corriente eléctrica), es de 50 ohms, 12 mm de tamaño.
Desventajas Ventajas
- Es difícil de manejar -Tiene menor inmunidad a las interferencias electro
- Debe mantener un radio mínimo cuando electromagnéticas que el delgado, porque el
Se realizan curvas, debido al diámetro del conductor central y la malla tiene mayor diámetro.
Control central.
- No es popular debido a su diámetro - Es más fiable y dura más tiempo.
- El valor del cable y su instalación son más
Costosas.
Indicaciones:
- Se utiliza en redes de bus, que utilizan velocidades de 10 Mbps.
- Puede utilizar banda base o banda ancha.
- La longitud máxima del cable es de 500 m, la denominación de estas especificaciones es 10BASE5. El 10 indica la velocidad de transmisión del cable, BASE significa que la transmisión se realiza en banda base y no en banda ancha y el 5 indica que el cable más largo será de 5x100m, es decir, 500 m.
o Delgado: tiene un diámetro mucho menor que el grueso y se utiliza en las redes para conectar estaciones de trabajo. La impedancia es de 50 ohms. Se etiqueta como un RG-58A/U. lo denominan 10BASE2, es decir, puede llegar a extenderse 200 m (180 m), claro si no hay repetidores o amplificadores. Está disponible en varios colores.
Ventajas:
- Es más fácil de instalar y resulta más barato, pero es más barato el par trenzado (ya que tiene mayor flexibilidad)
- Resistente a las interferencias electromagnéticas y de radiofrecuencia.
2. Par trenzado: fue aprobado por la IEEE en 1990 para interconectar computadoras.
Ventajas:
- Se adapta mejor a las paredes y a las esquinas que el cable coaxial
- Pueden realizar transmisiones a velocidades de 100 Mbps, dependiendo del equipo.
- Los conectores RJ-45 son más baratos que los tipos T (utilizados en el coaxial) y provocan menos fallos con el movimiento.
- Son más fáciles de conectar y permiten la configuración del cableado se adaptan mejor que con el cable coaxial.
La longitud máxima de conexión es de 100 m.
ü Se conecta a los equipos de red mediante conectores RJ – 45
Hay tres tipos de cable: no apantallado (UTP), apantallado o blindado (STP) y uniforme (FTP).
ü No apantallado (UTP): es el cable de par trenzado normal y se le referencia por sus siglas en UTP. Las mayores ventajas de este tipo de clave son su bajo costo y su facilidad de manejo. Sus desventajas son su mayor tasa de error respecto a otros tipos de cable, así como sus limitaciones para trabajar a distancias elevadas sin regeneración.
Para las distintas tecnologías de red local, el cable de pares de cobre no apantallado se ha convertido en el sistema de cableado más ampliamente utilizado.
Estándar EIA-568 en el adendum TSB-36, diferencias tres categorías distintas para este tipo de cables:
v Categoría 3: admiten frecuencias de hasta 16 MHz y se suelen usar en redes IEEE 802.3 10BASE-T y 802.5 a 4 Mbps. Voz, datos e imágenes.
v Categoría 4: admiten frecuencias de hasta 20 MHz y se usan en redes IEEE 802.5 token-ring y Ethernet 10BASE –T para largas distancias. Velocidades de 20 Mbps, se utiliza en la topología estrella.
v Categoría 5: admiten frecuencias de hasta 100 MHz y se usan para aplicaciones como TPDDI y FDDI entre otras. Velocidades de 100 Mbps, categoría multimedia.
v Categoría 5e: más flexible, confiable, velocidad real de 100 Mbps. 10/100 base T.
v Categoría 6: trabaja a 1000 Mbps o sea 1 Gbps. 1000BASE- T
v Categoría 7: velocidades de 10 Gbps
Los cables de categoría 1 (Voz) y 2 (Voz y datos) se utilizan para voz y transmisión de datos de baja capacidad hasta 4 Mbps. Es idóneo para comunicaciones telefónicas.
Características generales de los cables UTP:
§ Tamaño: el menor diámetro de los cables de par trenzado no apantallado permite aprovechar más eficientemente las canalizaciones y los armarios de distribución. El diámetro típico de estos cables es de 0’52 mm.
§ Peso: el poco peso de este tipo de cable con respecto a los otros tipos de cables facilita el tendido.
§ Flexibilidad: la facilidad para curvar y doblar este tipo de cables permite un tendido más rápido así como el conexionado de las rosetas y las regletas.
§ Instalación: debido a la amplia difusión de este tipo de cables, existen una gran variedad de suministradores instaladores y herramientas que abaratan la instalación y puesta en marcha.
§ Integración: los servicios soportados por este tipo de cable influyen:
ü Rede de área local ISO 8802.3 (Ethernet) y ISO 8802.5 (Token ring)
ü Telefonía analógica
ü Telefonía digital
ü Terminales síncronos
ü Terminales asíncronos
ü Líneas de control y alarmas
- Apantallado (STP): cada par de se cubre con una malla metálica, de la misma forma que los cables coaxiales, y el conjunto de pares se recubre con una lamina apantallante. Se referencia con sus siglas en ingles (STP).
La lamina apantallante reduce la tasa de error, pero incrementa el costo al requerirse un proceso de fabricación más costoso.
- Uniforme (FTP): cada uno de los pares es trenzado uniformemente durante su creación. Esto elimina la mayoría de las interferencias entre cables y además protege al conjunto de los cables de interferencias exteriores. Se realiza un apantallamiento global de todos los pares mediante una lamina externa apantallante. Esta técnica permite tener características similares al cable apantallado con unos costes por metro ligeramente inferior. Este es usado dentro de la categoría 5 y 5e (hasta 100 MHz).
3. Fibra óptica: Este cable está constituido por uno o más hilos de fibra de vidrio, cada fibra de vidrio consta de:
o Un núcleo central de fibra con un alto índice de refracción.
o Una cubierta que rodea al núcleo, de material similar, con un índice de refracción ligeramente menor.
o Una envoltura que aísla las fibras y evita que se produzcan interferencias entre las fibras adyacentes, a la vez que proporciona protección al núcleo. Cada una de ellas está rodeada por un revestimiento y reforzada para proteger a la fibra.
La fibra óptica es un medio excelente para la transmisión de información porque tiene: gran ancho de banda, baja atenuación de la señal, integridad, inmunidad a interferencias electromagnéticas, alta seguridad y larga duración. Su vidrio de alta calidad y la fragilidad de su manejo en producción.
Según Shannon la luz tiene una capacidad o velocidad diferente, dependiendo del medio donde se dé.
Ventajas: no tiene problemas de interferencia, mayor ancho de banda.
Son fotorreceptores de fibra óptica APD (monomodos) y PIN (multimodo).
Son emisores de fibra óptica ILD (diodo inyector de laser - monomodo) y LED (diodo emisor de luz – Multimodo).
Los conectores son: SC, FC, ST, minicoaxial.
La fibra óptica se divide en: monomodo y multimodo.
o Monomodo: solo se transmite una onda de luz a la vez en cada fibra. Se utiliza principalmente para comunicaciones a larga distancia y el diámetro del núcleo es de 8 a 10 , y el revestimiento es de 125 . El diámetro del núcleo es mucho más pequeño que las multimodo. La fuente luminosa en la comunicación a través de una fibra monomodo es el láser. Cuando el valor de la apertura numérica es inferior a 2,405.
§ Ancho de banda hasta 50 GHz
§ Velocidades 622 Mbps.
§ Alcance o distancia de trasmisión de 100 Km.
o Multimodo: pueden soportar transmisiones simultáneas de varias ondas de luz.
Las fibras multimodo son las más utilizadas en las redes locales por su bajo costo.
Diámetros fibra óptica multimodo: 62.5/125 y 100/140 MICRAS
§ Ancho de banda hasta 1 GHz.
§ Velocidades 16 Mbps, 100 Mbps, 155 Mbps.
§ Alcance a distancias de transmisión de 2.4 Km.
Índice gradual: el índice de refracción aumenta proporcionalmente a la distancia radial respecto al eje de fibra óptica es el más utilizado, alcanza 1 GHz de ancho de banda.
Índice escalonado: la fibra óptica está compuesta por dos estructuras que tiene índices de refracción distintos. La señal de longitud de onda (λ), no es visible al ojo humano se propaga por reflexión. Alcanza 10 KHz de ancho de banda. El núcleo tiene el mismo índice de referencia.
CABLEADO ESTRUCTURADO: nos indica la forma como están distribuidos los medios. Podemos encontrar: cables, canaletas, conectores, path panel, gabinetes – rack, organizadores de cables.
Las normas de cableado no son mas que estándares que sacan personas capacitadas (expertos), la topología estandarizada para esta norma es la estrella.
1. Cables: el cable recomendado es el UTP (categoría 5e) o categoría 6.
2. Canaletas: son los medios por dónde van los cables.
3. Conectores: hay dos tipos de conectores: - conectores machos RJ-45; - conectores hembras sobre muros y pared
4. Path panel:son tableros donde se conectan todos los cables y van directamente al switche.
5. Gabinetes y Rack: los gabinetes son aparatos donde coloco los dispositivos de interconexión de vidrio y los Rack son armarios o estructuras metálicas, se encuentran dentro de un cuarto
6. Organizadores de cables: son elementos donde van los cables armados, se utilizan normalmente en los gabinetes.
Recomendación:
- El cuarto principal o de telecomunicaciones no debe tener ventanas y tener buena temperatura.
- Normalmente se proyecta por 10 años.
- Entre más robusto menor, no debe estar al lado de los baños o aguas.
- Deben estar en una parte intermedia.
- Sean equidistantes la distancia entre los PCs, dividir el cableado estructurado en subsistemas.
SUBSISTEMAS DEL CABLEADO ESTRUCTURADO:
1. Subsistema de área de trabajo: es el cable que une el PC con la toma normalmente se le llama PATH CORD. La distancia máxima son 3 m.
2. Subsistema horizontal: va por la canaleta, distancia máxima 90 m va a un gabinete o al cuarto de telecomunicaciones o al recolector de piso.
3. Subsistema vertical:normalmente es una fibra óptica, comunica los pisos, se conecta al switche por medio de un Plink. Los conectores y cajillas no son repetidores.
4. Subsistema de telecomunicaciones: puede tener máximo 7 m. se recoge todo el cableado de la red.
5. Subsistema de campus:normalmente se utiliza para interconectar varios edificios, por medio de fibra óptica, se los swith no tiene para fibra óptica, utiliza adaptadores para la conversión. Son multimodo.
6. Subsistema de entrada edificio:entra por medio de los ductos y se recogen en el cuarto de telecomunicaciones.
7. Subsistemas de puesta a tierra:deben tener: central eléctrica, polos a tierra y UPS.
ENTORNO O TECNOLOGÍA INALAMBRICA: además del cable, existen varios medio de transmisión inalámbricos para transmitir paquetes por la red: ondas de radio, infrarrojos, rayos laser, microondas. Esta tecnología utiliza especial electromagnético, están orientadas a una transmisión análoga (Voz), tienen una gran acogida por las LAN. Se pueden utilizar puentes inalámbricos. Es decir, dos antenas de radio-frecuencias.
Ventajas: se utiliza en lugares donde es difícil o resulte caro tender cables, en computadoras portátiles, en PCs con libertad de movimiento.
Tecnologías vía radio: es una transmisión con línea vista, la señal va desde un punto a otro punto en lugar de rebotar en la atmosfera para cruzar el país o los continentes. Por esta razón tienen desventajas: una longitud muy corta, baja penetración, baja frecuencia (no están reguladas, por lo que pueden producir interferencias), no pasan obstáculos, baja potencia (1 a 10 watts), baja velocidad (menos de 100 Mbps). Pueden transmitir de 1 a 10 Mbps. Ventajas: es barata y fácil de instalar si se compara con otras tecnologías inalámbricas.las propiedades de las ondas de radio dependen de la frecuencia, existen dos tipos: 1. Único espectro: van a estar comunicadas por la misma frecuencia. 2. Todo el espectro: van a estar comunicadas colocándose de acuerdo al emisor y el receptor, por varias frecuencias.
Tecnologías infrarrojo: la luz no puede atravesar paredes, utiliza 4 técnicas:
1. Visión directa: como su nombre lo indica, se deben estar viendo los elementos. Se han implementado en el Mouse, Teclado, Impresora. Los anchos de banda eran limitados.
2. Dispersos: emiten gran cantidad de rayos redundantes.
3. Reflectores: receptor central que dispersa la señal.
4. Banda ancha:son los implementados actualmente.
Tecnología rayo laser: funciona como los infrarrojos de visión directa. No funcionan a larga distancia. Son peligrosos para utilizarlos en la LAN, se utilizan mas que todo en puentes inalámbricos
Tecnologías de microondas: necesitan líneas de vista para implementarse, pueden reflejarse en la atmosfera y por ende aumentan su distancia. Necesitan tener en cuenta detalles topográficos (analizar el terreno), son bastantes costosas, transmiten velocidad de 1 a 10 Mbps. Hay dos tipos: terrestres y satelitales.
1. Terrestres: la señal se transmite mediante dos antenas parabólicas y se necesita que el operador tenga una licencia para utilizar dichas frecuencias. Intervalos de frecuencia de 4 a 12 GHz o de 21 a 23 GHz
2. Satelitales: transmiten la señal desde una antena transmisora a un satélite en el espacio y este a su vez la reenvía hacia la antena receptora. Para utilizar esta tecnología se necesita enviar un satélite propio o alquilado los servicios de una empresa que ofrezca esta tecnología. Son caras y difíciles de instalar y mantener. Intervalo de frecuencia de 11 a 14 GHz
Topologías de las redes inalámbricas:
Topología de una WLAN Se define como topología a la disposición lógica o a la disposición física de una red. Nos centraremos en la lógica (cómo se comunican los dispositivos). Tres tipos de Topología WLAN:
- Ad-hoc
- Infraestructura
- Mesh
Topología Ad-hoc Los dispositivos establecen enlaces punto a punto, y se comunican a través de esos enlaces con dispositivos que se encuentren en su rango.
Topología en Infraestructura Un dispositivo se encarga de centralizar las comunicaciones: se denomina Punto de Acceso ( AP o Access Point): Topología en Infraestructura Los dispositivos cliente se conectan a los AP en lo que se denominan células, y pueden intercambiar información con dispositivos conectados a su mismo AP (siempre a través de éste). Por lo tanto, no tienen que encontrase en el rango de alcance para poder comunicarse. Al ser una comunicación centralizada, si se cae el AP ninguno de los dispositivos podrá comunicarse entre sí.
Topología MeshEs el siguiente paso en las topologías inalámbricas. Se descentraliza la comunicación y los dispositivos que intervienen en la comunicación pueden compartir “recursos”. Si se cae un nodo, no afecta a toda la red.
Redes celulares:
-primera generación (1g)
la 1g de la telefonía móvil hizo su aparición en 1979 y se caracterizó por se analógica y estrictamente para voz. la calidad de los enlaces era muy baja, tenían baja velocidad (2400 bauds). en cuanto a la transferencia entre celdas, era muy imprecisa ya que contaban con una baja capacidad (basadas en fdma, frequency division multiple access) y, además, la seguridad no existía. la tecnología predominante de esta generación es amps (advanced mobile phone system).
- segunda generación (2g)
la 2g arribó hasta 1990 y a diferencia de la primera se caracterizó por ser digital. El sistema 2g utiliza protocolos de codificación más sofisticados y se emplea en los sistemas de telefonía celular actuales. las tecnologías predominantes son: gsm (global system por mobile communications); is-136 (conocido también como tia/eia136 o ansi-136) y cdma (code division multiple access) y pdc (personal digital communications), éste último utilizado en japón.
los protocolos empleados en los sistemas 2g soportan velocidades de información más altas por voz, pero limitados en comunicación de datos. se pueden ofrecer servicios auxiliares, como datos, fax y sms (short message service). la mayoría de los protocolos de 2g ofrecen diferentes niveles de encripción. en estados unidos y otros países se le conoce a 2g como pcs (personal communication services).
- generación 2.5 g
muchos de los proveedores de servicios de telecomunicaciones se moverán a las redes 2.5g antes de entrar masivamente a la 3. la tecnología 2.5g es más rápida, y más económica para actualizar a 3g.
la generación 2.5g ofrece características extendidas, ya que cuenta con más capacidades adicionales que los sistemas 2g, como: gprs (general packet radio system), hscsd (high speed circuit switched), edge (enhanced data rates for global evolution), is-136b e is-95bm ebtre otros. los carriers europeos y estadounidenses se moverán a 2.5g en el 2001. mientras que japón irá directo de 2g a 3g también en el 2001.
- tercera generación 3g.
la 3g se caracteriza por contener a la convergencia de voz y datos con acceso inalámbrico a internet; en otras palabras, es apta para aplicaciones multimedia y altas transmisiones de datos.
los protocolos empleados en los sistemas 3g soportan altas velocidades de información y están enfocados para apliacciones más allá de la voz como audio (mp3), video en movimiento, videoconferencia y acceso rápido a internet, sólo por nombrar algunos. se espera que las redes 3g empiecen a operar en el 2001 en japón, por ntt docomo; en europa y parte de asia en el 2002, posteriormente en estados unidos y otros países.
asimismo, en un futuro próximo los sistemas 3g alcanzarán velocidades de hasta 384 kbps, permitiendo una movilidad total a usuarios, viajando a 120 kilómetros por hora en ambientes exteriores. también alcanzará una velocidad máxima de 2 mbps, permitiendo una movilidad limitada a usuarios, caminando a menos de 10 kilómetros por hora en ambientes estacionarios de corto alcance o en interiores.
en relación a las predicciones sobre la cantidad de usuarios que podría albergar 3g, the yanlee gropu anticipa que en el 2004 habrá más de 1,150 millones en el mundo, comparados con los 700 millones que hubo en el 2000. dichas cifras nos anticipan un gran número de capital involucrado en la telefonía inalámbrica, lo que con mayor razón las compañías fabricantes de tecnología, así como los proveedores de servicios de telecomunicaciones estarán dispuestos a invertir su capital en esta nueva aventura llamada 3g.
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Podemos visualizar esta comunicación (entre capas), desde dos puntos de vista:
1. Real o vertical: cada capa pasa información a la otra, luego pasa por el medio, para después hacerlo en forma inversa.
2. Horizontal o virtual: en realidad no es así, pero aparenta serlo. Una capa interactúa directamente con la otra capa, bajo el mismo protocolo
Protocolo: normas o reglas que se definen para que pueda haber comunicación.
Esta comunicación da origen a las arquitecturas de redes: que son pilas de protocolos; es decir, un conjunto de protocolos que actúan en diversas capas. Podemos encontrar diferentes arquitecturas de redes:
- Ethernet, token ring, frame relay, atm, X.25, FDDI, ISDN, TCP/IP, Unix. Novell netware.
1. CAPA 1 O CAPA FISICA: se habla lenguaje maquina. Transmite los bits puros (0 y 1), por los medios de transmisión. Se definen ciertas normas de compatibilidad:
§ Características eléctricas: cuales son los tipos de señales, si son: mircoondas, eléctricas, deben hablar el mismo lenguaje. (microondas, partrenzado, fibra óptica “son físicos porque llevan la información de un lugar a otro”).
§ Características mecánicas: definen el tipo y forma de conexión (conectores).
§ Características funcionales: funciones de cada pines.
§ Características de procedimiento: son los algoritmos.
El servicio es trasmitir los 0 y 1 de un nivel a otro. A este nivel no se sabe si se transmiten datos, voz, video, otros.
Dispositivos capa 1: son aquellos dispositivos que transmiten solamente 0 y 1. No tienen inteligencia. Son medios de paso. Ej: hob.
PROTOCOLOS DE LA CAPA 1: RS232, V.24, X.25, V.35 TARJETA DE RED, HOB, MODEMS, SWITHC.
2. CAPA DE ENLACE DE DATOS O CAPA 2: Las funciones técnicas:
1. Control de flujo. Técnica que permite que el emisor y receptor intercambie información teniendo en cuenta un protocolo. Es sinónimo de integridad de información. Existen dos tipos: parada y espera, y ventana corrediza.
§ Parada y espera: garantiza el control de flujo, el emisor manda un paquete, el receptor lo recibe y manda un bus de recibido (mensaje que ya lo recibió). El objetivo es que la capa de enlace le entregue a la capa 3 bien los datos.
§ Ventana corrediza: existen tres formas: 1 bit, retroceso n, selectiva.
§ 1 bit: equivalente a parada y espera, ventana corrediza en estricto orden. Orientado a conexión, es lento.
§ Retroceso n: si espera la 1 y recibe la dos la rechaza.
§ Selectiva: en lugar de rechazar los buenos, los manda a un buffer (donde se almacena las pilas mediante el proceso) y pide que reenvié únicamente los malos.
2. Detención de errores: técnica que permite detectar errores en las tramas “conjunto de bits organizados, o sea con sentido”.
Existen tres técnicas de detención de errores: bit de paridad, CRC, código hamming.
§ Bit de paridad: consiste en agregar a la trama un bit de paridad; agrega 1; paridad impar (si el numero de unos es impar) y 0: paridad par (el numero de unos es par). Solamente es eficiente para un error.
Ejemplo: trama enviada 1000111111
Trama recibida 11001111111 -> verifica 0 ≠ 1 = ERROR, entonces agrega 1 porque habían 7.
§ CRC: (control de redundancia cíclica). Técnica de detención de errores mas utilizada. La trama antes de ser enviada hace un proceso, le suma a la trama unos bits y los guarda en el CRC, y hace lo mismo con la trama recibida, luego compara con un XOR. (iguales da 0 ≠ da 1).
Ej: trama enviada 11101111011 11100111111 -> CRC; luego XOR los compara, encuentra un error
Trama recibida 11101110011 11110111111 -> CRC; en bits, entonces pide el reenvio o cambia, depende del protocolo
Por ej: ATM, cambia el valor, hay protocolos mas inteligentes que otros asi sean de la misma capa.
§ Código Hamming: tiene la capacidad para encontrar un error y manda la posición de ese error, haciéndolo.
Primero: determina la distancia de la trama (DT), segundo: determina el tamaño del vector donde se va a almacenar el resultado (DR).
Ejemplo: trama enviada: 11011011101
Trama recibida: 11011011111, aquí mandaria una distancia de 11( que se almacena en bits), mandaria un 10 (1010).
DT: 11 DR: 1010
Entre mejor sea el servicio de la capa 1, las demás van a tener un trabajo mas fácil. La capa 2 se encarga de construir tramas. La capa de enlace se divide en 2 subcapas: MAC y LLC.
1. MAC: control de acceso al medio. Trabaja directamente con la capa física, son tarjetas, no existen dos iguales, la IEEE, se encarga que los seriales no se repitan: #tarjeta, #fabricante, #pais.
2. LLC: se encarga de la conversión física a lógica.
Dispositivos capa 2: son dispositivos inteligentes, tienen las funcionalidades de esta capa. Ej: switch.
con la capa 1 y 2 puedo hacer una arquitectura de red.
PROTOCOLOS DE LA CAPA DE ENLACE: MAU, HOLE, TCP/IP, CDMA/CD, PPP, ETHERNET.
3. CAPA DE RED O CAPA 3: Se encarga de direccionar o rutear la información por el camino mas eficiente posible, todo esto depende del protocolo. Contiene nodos: que son routers o enrutadores, dispositivos capa 3.
Ejemplo:
IP: protocolo vigente (se va por la suma menor); RIP: numero de saltos (menor numero de router o nodos)
Nivel de congestionamiento o tiempo: entre mayor sea el numero de nodos, mayor es el tiempo.
El protocolo IPX, funciona parecido al IP, pero este ultimo es el vigente, “también se utiliza en X.25”.
Un router puede tener tres conexiones, lo manda por la ruta de menos trafico, el que toma esta decisión es cada uno de los routers a los que va llegando el paquete.
Los routers, son los primeros dispositivos con inteligencia artificial, ya que toman decisiones. La responsabilidad de un router en entregar a otro, al hacerlo ya se desatiende de esta responsabilidad.
DIRECCIONES IP.
Mascara de subred
CLASE A: 1.0.0.0 - 126.0.0.0 255.0.0.0
CLASE B: 127.0.0.0 - 191.0.0.0 255.255.0.0
CLASE C: 192.0.0.0 - 223.0.0.0 255.255.255.0
CLASE D: 224.0.0.0 - 239.0.0.0
CLASE E: 240.0.0.0 - 255.0.0.0
Dominio de colisión: es cuando dos o más equipos van a pasar por el mismo medio sus tramas. Es físico, los switch me dan dominio de colisión.
Puedo construir 126 redes clase A, y aproximadamente 16’000.000 de host.
Tienen dos tipos de difusión (propagación de los paquetes): únicas: mando un solo paquete para cada uno. Multicas: hago un paquete para todas. Mas eficiente.
Puedo construir 65x256 = 16640 redes clase B y aproximadamente de host.
La dirección inicial ni final son repetidas, porque son las direcciones broadcat (mensaje de difusión de la maquina, indica el dominio. Es lógico).
Puedo construir 32x255x255 =2’080.800 de redes clase C y aproximadamente 255 host.
Subredes: es una técnica que se utiliza para segmentar la red en N partes, utilizando la misma dirección IP y utilizando una máscara especial o mascara de subred
Ejemplo: IP: 1.0.0.0; el primer 0, primer octeto del equipo, clase A.
MK:? 255.0.0.0 clase A.
PROTOCOLOS DE LA CAPA DE RED: IP, IPX, RIP, X.25, TCP/IP, ARP, ICMP, IGMP.
4. CAPA DE TRANSPORTE O CAPA 4: Es similar a la de enlace de datos, aquí hablamos de tramas y paquetes. Conexión lógica entre el emisor y el receptor.
Se encarga de la transferencia e integridad de los datos, establece una transparencia en las demás capas, se realiza multiplexación por división de tiempo TDM.
En esta capa no importa si hay conexión.
Protocolos mas comunes: TCP: orientado a conexión, lento, fiable; al final garantiza que todo esta bien.
UDP: no orientado a conexión, rápido, inseguro. Empieza a enviar información sin garantizar nada. Por eso lo utilizo cuando tengo medios potentes como el switch.
No tan comunes, SPX, NPC.
Orientado a conexión: es donde el emisor o receptor se ponen de acuerdo para empezar a establecer la comunicación, ej: teléfono. No orientado a conexión: es lo contrario, no se colocan de acuerdo para establecer la comunicación. Ej: correo postal.
La capa de transporte organiza la información, por ejemplo si mando los paquetes 1,2,3, y por el camino se demora el uno, y llegan 2,3,1, entonces esta capa se encarga de organizarlos de nuevo 1,2,3.
PROTOCOLOS DE LA CAPA DE TRANSPORTE: UDP, TCP, ARP, SCTP, SPX
5. CAPA DE SESION O CAPA 5: se encarga del espacio o tiempo en que dispone el usuario, sus funciones son:
- establecer el dialogo; - debe estar sincronizada; - mirar los derechos, dependiendo de las cuentas (administrativas, invitado), - verificar usuario, -de donde viene la información.
Firewall, trabaja en la capa 4 y 5.
PROTOCOLOS DE LA CAPA DE SESION: SSL, NCP, TELNET, RPC, NETBISUS
6. CAPA DE PRESENTACION O CAPA 6: se verifica la sintaxis de la información (formato), si es video, audio, dato, texto, si no encuentra el formato, sugiere abrir con ventana. Los datos llegan de manera reconocida.
PROTOCOLOS DE CAPA DE PRESENTACION: XML, ASN1, XM, ASL, SDL, SSL, TSL, MIMF, TLS
7. CAPA DE APLICACIÓN O CAPA 7: define las aplicaciones con las cuales interactua el usuario. FTTP, http, WWW, SMTP IRC, SNITP, SNMP.
