Ejemplos: Redes Computacionales Correo electrónico ... repaso redes.pdf · nDependen de circuitos...

Redes ComputacionalesIntroducción

MSc. Ivan A. Escobar Broitman

[email protected]

http://webdia.cem.itesm.mx/ac/iescobar

DispEntrada Transmisor

Medio de Transmisión Receptor

Disp.Salida

1 6Información de

entrada (mm)

Agente

2

Datos de entrada ( gg) o

señal g(t)g(t)

3

Señal Transmitida

s(t)s(t)

4

Señal Recibida

r(t)r(t)

Salida de Datos (g(g) o señal g(t)g(t)

5

Salida de Información

mm

~~~~

~~

Modelo de comunicación simplificado

Agente

Aspectos a considerar durante el proceso de comunicación de datos

n Sistemas de transmisión.n Interfaces.

n Generación de señal.n Sincronizaciónn Manejo de intercambios.

Aspectos a considerar durante el proceso de comunicación de datosn Detección y corrección de errores.n Control de flujo.n Manejo de direcciones y ruteo

n Formato de mensajes.n Manejo de red y seguridad.

Modelo de Comunicación

n Ejemplos:n Correo electrónico.n Transmisión de voz usando una señal

analógica.n Transmisión de voz usando una señal digital.

Redes de comunicación de datos

n En su forma básica, la comunicación de datos se lleva a cabo entre 2 dispositivos conectados directamente a través de un medio de transmisión (conexión punto a punto).

n Desventajas:n Distancia.n Comunicación todos contra todos.

Redes de comunicación de datos

n La solución consiste en conectar cada dispositivo a una red de comunicación de datos.

Red de comunicaciónde datos

= Nodo de red

= Estación

Wide Area Networks

n *Generalmente cubren áreas geográficas extensas. n Normalmente cruzan la red pública.n Dependen de circuitos de enlace administrador por el

proveedor común.n Tienen velocidades de transmisión inferiores a las

redes LAN .n Tradicionalmente se implementan usando dos tipos

de tecnologías, conmutación de circuitos y de paquetes.

WAN’s

9,953.28OC-192

622.08OC- 12

155.52OC -3

51.84OC -1

Digital (Sonet )

565.148E5

139.264E4

34.368E3

2.048E1

European

274.176T4

44.736T3

1.544T1

American

Transmission Speed (Mbps)Carrier Signal

LAN’s

n Redes de área local, normalmente interconecta redes privadas o pequeñas.

n Tienen altas tasas de transmisión (10Mbps, 100Mbps).

n Normalmente son operadas por una sola organización.

Ejemplos de redes LAN

n Token Ring

n Ethernet / IEEE 802.3n FDDI (Fiber Distributed Data Interface)

Redes de comunicación de datosPor su arquitectura y técnica de transferencia de datos, se clasifican en:

n Redes conmutadas:nRedes de conmutación de circuitos.nRedes de conmutación de paquetes.

n Redes broadcast:nRedes de radio paquetes.nRedes satelitales.nRedes locales.

Redes conmutadasn Los datos son enviados de la fuente hacia el

destino a través de nodos intermedios.

= Nodo de red

= Estación

Redes de conmutación de circuitosn Una trayectoria de comunicación dedicada es

establecida entre dos estaciones a través de los nodos de la red.

n La trayectoria es una secuencia de enlaces físicos entre nodos.

n En cada enlace, un canal lógico es dedicado a la conexión.

Redes de conmutación de circuitosn Los datos generados por la fuente son

transmitidos a lo largo de la trayectoria previamente establecida.

n En cada nodo, los datos de entrada son conmutados hacia el canal de salida sin retraso.

n La red telefónica es un ejemplo de conmutación de circuitos.

Redes de conmutación de paquetesn Enfoque diferente en el cual no existe un

camino dedicado.n Los datos son eviados en paquetes.

n Cada paquete llega a su destino pasando de nodo en nodo, en donde es analizando y enrutado hacia el siguiente nodo.

Diferencias

n Una red conmutada por paquetes no necesita una conexión fija.

n En una red conmutada por circuitos el ancho de banda es constante.

n En una red conmutada por circuitos tanto el emisor como receptor se pueden poner previamente de acuerdo.

Redes broadcastn No existen nodos intermedios.n Cada estación contiene un dispositivo

transmisor/receptor para comunicarse a través de un medio compartido.

n La transmisión de una estación es difundida (broadcast) y recibida por todas las estaciones.

Redes broadcast

BUS Anillo

Redes de radio paquetes y redes satelitalesn Son redes broadcast en las cuales las

estaciones transmiten y reciben usando una antena y compartiendo el mismo canal o radio frecuencia.

n En una red de radio paquetes, las estaciones transmiten en el mismo rango de frecuencia.

n En una red satelital, cada estación transmite hacia el satélite y recibe del satélite.

Redes de radio paquetes y redes satelitales

a) Radio paquetes

b) Red satelital

Redes de área localn Son también redes tipo broadcast.n Una red de área local es una red de

comunicación de datos confinada a un área reducida, como un edificio o un aula.

c) Red local. Bus

d) Red local. Anillo

Arquitectura de la comunicación de computadoras

n Protocolo: Conjunto de reglas que gobiernan el intercambio de datos entre dos entidades.

n Modelo de 3 niveles:n Nivel de acceso a la redn Nivel de transporten Nivel de aplicación

Modelo OSI de ISO

n La necesidad de intercambiar información entre sistemas heterogéneos, llevó a la ISO (International Standard Organization) a buscar la manera de regular dicho intercambio de información.

Modelo OSI de ISO

n El modelo de referencia OSI (Open SystemsInterconnection) surge en 1983 y es el resultado de la ISO para la estandarización internacional de los protocolos de comunicación.

Modelo OSI de ISO

n El modelo de referencia para la interconexión de sistemas abiertos está detallado en la norma ISO-7498.

n Todos los fabricantes actuales lo toman como referencia para sus productos.

n Los sistemas abiertos son aquellos que no dependen de un fabricante específico.

n El modelo consta de 7 capas o niveles.

n Cada capa realiza funciones específicas y posee un protocolo propio.

n Los servicios proporcionados por cada nivel son utilizados por el nivel superior.

Modelo OSI de ISO

n Existe una comunicación virtual entre dos mismas capas, de manera horizontal.

n Existe una comunicación vertical entre una capa de nivel N y la capa de nivel N + 1.

n La comunicación física se lleva a cabo entre las capas de nivel 1.

Modelo OSI de ISO

Capa (N)

Capa (N-1)

Servicio (N)

Servicio (N-1)

Capa (N)

Capa (N-1)

conexión (N-1)

protocolo (N)

(N) SAP (N) SAP

(N-1) SAP (N-1) SAP

SAP: ServiceAccess Point

protocolo (N-1)

Modelo OSI de ISO

n Cada capa de nivel N recibe información de las capas superiores e introduce nuevos datos de control (Información propia al protocolo de nivel N).

n El paso de la información de capa en capa provoca la transmisión final de un overhead importante.

Modelo OSI de ISO

Máquina A Máquina BAplicación Aplicación

Presentación Presentación

Sesión Sesión

Transporte Transporte

RedRed RedRed

Enlace Enlace Enlace Enlace

Física Física Física Física

7

6

5

4

3

2

1

Modelo OSI de ISO

Sistema AAplicación

PresentaciónSesión

TransporteRed

EnlaceFísico

Sistema B

medio físico de transmisión

AplicaciónPresentación

SesiónTransporte

RedEnlaceFísico

Modelo OSI de ISO

Capa deAplicación

Capa dePresentación

Capa deSesin

Capa deTransporteCapa de

RedCapa deEnlace

Capa deFísica

Capa deFísica

Capa deEnlace

Capa deRed

Capa deTransporte

Capa deSesión

Capa dePresentación

Capa deAplicación

DH DT

NH

Bits

Datos

Datos

Datos

Datos

TH

SH

PH

AH

Datos

Datos

Datos

Modelo OSI de ISO

Capa Físican Encargada de la transmisión de un flujo

no estructurado de bits sobre un medio físico.

n Define las características físicas, eléctricas y funcionales del medio físico.

Modelo OSI

Capa Físican Maneja voltajes y pulsos eléctricos;

especifica cables y componentes de interfaz con el medio de transmisión.

Modelo OSI

Capa de Enlace

n Provee un servicio confiable de transmisión de datos sobre un enlace físico.

n Divide la información a enviar en secuencias de tramas.

n Control de error.

n Control de flujo.

Modelo OSI

Capa de Red

n Enrutamiento de paquetes de información (tablas estáticas o dinámicas).

n Procesa la fragmentación de paquetes.

n Control de congestión de la red.

n Resuelve problema de interconexión de redes.

Modelo OSI

Capa de Transporte

n Provee una comunicación de datos confiable de extremo a extremo.

n Provee control de flujo y recuperación de errores de extremo a extremo.

n Divide la información en paquetes para la capa inferior.

Modelo OSI

Capa de Sesión

n Provee las estructuras de control para la comunicación entre aplicaciones.

n Establece, administra y finaliza conexiones (sesiones) entre aplicaciones cooperantes.

n Protocolos de autenticación.

Modelo OSI

Capa de Presentación

n Define la sintaxis y semántica de la información transmitida.

n V.g., uso de los códigos ASCII o EBCDIC.

n Compresión de datos.

n Criptografía.

Modelo OSI

Capa de Aplicación

n Correo electrónico.

nWeb.

n Transferencia de archivos.

n Sistemas distribuidos.

Modelo OSI

Sub-sistema deProcesamiento de Información

Sub-sistema deComunicación

de Datos

Usuario

Medio de Transmisión

APLICACIONPRESENTACION

SESIONTRANSPORTE

REDENLACEFISICO

Modelo OSI

Modelo TCP/IP

n 4 Capasn Modelo Actual en Uson Capas:n Aplicaciónn Transporten Internetn Red

Redes Computacionales

Transmision de Datos

Medios no guiados

n Proveen un medio para la transmisión de ondas electromagnéticas pero sin guiarlas:

n Ejemplos:n Airen Aguan Vacío

Terminología

n Enlace Directo. Camino de transmisión entre 2 dispositivos en el cual la señal se propaga directamente del transmisor al receptor sin dispositivos intermedios.

n Puede incluir sólo amplificadores y/o repetidores.

Terminología

Un medio guiado de transmisión es:n Punto a punto, si provee un enlace directo

entre 2 dispositivos y estos son los únicos dispositivos que comparten el medio.

n Multipunto, cuando más de dos dispositivos comparten el medio.

Transmisor/Receptor

Transmisor/Receptor

Amplificadoro Repetidor

Amplificadoro Repetidor

MedioMedioTransmisor/

ReceptorTransmisor/

Receptor

0 o más

•• PuntoPunto a a PuntoPunto

•• MultipuntoMultipunto

MedioMedio

Transmisor/Receptor

Transmisor/Receptor

Transmisor/Receptor

Transmisor/Receptor…..

MedioMedioAmplificadoro Repetidor

Transmisor/Receptor

Transmisor/Receptor

Transmisor/Receptor

Transmisor/Receptor…..

MedioMedio

0 o más

ConfiguraciónConfiguración de de transmisionestransmisiones guiadasguiadas

Terminología

n La transmisión puede ser: n simplexn half-duplexn full-duplex

Simplex

Se usa cuando los datos son transmitidos en una sola dirección. Ejemplo: radio.

Se usa cuando los datos transmitidos fluyen en ambas direcciones, pero solamente en un sentido a la vez.

Half-Duplex

STOP

Es usado cuando los datos a intercambiar fluyen en ambas direcciones simultáneamente. Ejemplo: Teléfono.

Full-duplex

Frecuencia, Espectro y Ancho de Bandan Una señal puede ser expresada como una

función:n s(t), en función del tiempon s(f), en función de la frecuencia

Con respecto al tiempo

n Una señal s(t) es continua silim s(t) = s(a)t → apara toda a

n Una señal es discreta si está compuesta de un número finito de valores

Con respecto al tiempo

Señal Continua

Señal Discreta

Conceptos básicos de señales

n Un señal s(t) es periódica si y sólo si:

s (t + T) = s(t) -∞ < t < +∞donde T es el periodo de la señal.


n Las 3 características más importantes de una señal periódica son:1. Amplitud2. Frecuencia3. Fase


n Amplitud.n Es el valor instantáneo de una señal en

cualquier momento. n En transmisión de datos, la amplitud está

medida en volts.


n Frecuencia.n Es el inverso del perido (1/T)n Representa el número de repeticiones de un

periodo por segundo.n Expresado en ciclos por segundo, o hertz

(Hz).

t

T1/f1

A

A

T1/f1

t

SeñalesSeñales periódicasperiódicas

T : periodoA : Amplitudf : frecuencia1


n Fase.n Es una medida de la posición relativa en el

tiempo del periodo de una señal.

EjemploEjemplo de de unauna diferenciadiferencia de de fasefase

t

La diferencia de fase es de π/2 radianes

π /2

2π


Señales Analógicas y Digitales

Transmisión Analógica y Transmisión Digital

Analógico ⇔ Continuo

Digital ⇔ Discreto

Definiciones

n Datos: Entidades que poseen un significado.n Señales: Codificación eléctrica o electromagnética

de datos.n Señalización: Es el acto de propagar la señal a lo

largo de un medio.n Transmisión: Es la comunicación de datos a partir

de la propagación y procesamiento de señales.

Datos

n Datos analógicos: Toman valores continuos en un intervalo dado.

n Ejemplo: voz y video.n Datos digitales: Toman valores discretos.

n Ejemplo: código ASCII.

SeñalesSeñales

n En un sistema de comunicaciones, los datos

son propagados de un punto a otro a través de

señales eléctricas.

n Una señal analógica es una onda

electromagnética propagada a través de

diferentes medios, dependiendo de su espectro.

SeñalesSeñales

n Una señal digital es una secuencia de pulsos de

voltaje transmitido a través de un medio guiado.

Señales analógicas Representan datos con ondaselectromagnéticas que varían constantemente

Datos analógicos

Datos digitales

Señales Digitales y Analógicas de Datos Analógicos y Señales Digitales y Analógicas de Datos Analógicos y DigitalesDigitales

Pulsos deVoltaje Binario

Módem SeñalAnalógica(FrecuenciaPortadora)

TransmisiónAnalógica

TransmisiónDigital

Voz(Ondas de Sonido)

Teléfono SeñalAnalógica

TransmisiónAnalógica

Señales digitales Representan datos con secuencia de pulsos de voltaje

Datos analógicos

Señales Digitales y Analógicas de Datos Analógicos y Digitales

Datos digitalesDatos

DigitalesTransmisor

digitalSeñalDigital

TransmisiónDigital

SeñalesAnalógicas

(voz)

CODEC SeñalDigital

Transmisión Analógica

n Se transmiten señales analógicas sin importar su contenido.

n Las señales analógicas transmitidas pueden representar:

nDatos analógicos (e.g., voz).nDatos digitales (e.g., datos binarios

que pasan por un módem).

n Después de cierta distancia, la señal analógica pierde potencia (atenuación).

n Es necesario el uso de amplificadores.n Desventaja: amplifican también el ruido.

n Lo anterior no representa mayor problema en el caso de datos analógicos, y sí en el caso de datos digitales.

Transmisión Analógica

Transmisión Digital

n En este tipo de transmisión el contenido de la señal es de vital importancia.

n Al transmitir una señal digital, el problema de atenuación es resuelto con repetidores.

n Un repetidor recupera el patrón de 1’s y 0’s y retransmite una nueva señal digital.

n La misma técnica es usada para transmitir digitalmente una señal analógica. Se asume que codifica datos digitales.

n El sistema de transmisión cuenta con repetidores en lugar de amplificadores.


n El repetidor recupera los datos digitales de la señal analógica y genera una nueva señal analógica; de esta manera el ruido no se acumula.


Dos alternativas: 1. La señal ocupa el mismoespectro que los datos analógicos2. Los datos analógicos están codificados para ocupar una porción diferente del espectro.

Los datos digitales son codificados utilizando un módem para producir una señal analógica.

Los datos analógicos son codificados utilizando un codec para producir un flujo de bits digital.

Dos alternativas: 1. La señal consiste de dos niveles de voltaje para representar los dos valores binarios.2. Los datos digitales están codificados para producir una señal digital con propiedades deseadas.

Transmisión Digital y AnalógicaTransmisión Digital y Analógica

Señal Analógica Señal Digital

Dat

os A

naló

gicos

Dato

s Dig

itale

s

a) Datos y Señalesa) Datos y Señales

No se utiliza.

Se propaga a través de amplificadores; es indiferente si la señal se usa para representar datos analógicos o para datos digitales.

Asume que la señal analógica representa datos digitales. La señal es propagada por medio de repetidores; en cada repetidor, se recuperan datos digitales de la señal de entrada y se usan para generar una nueva señal analógica de salida. La señal digital representa un flujo de 1s y 0s, el cual puede representar datos digitales o codificación de datos analógicos. La señal se propaga por medio de repetidores; en cada repetidor, flujos de 1s y 0s se recuperan de la señal de entrada y se utilizan para generar una nueva señal digital de salida.

Transmisión Digital y AnalógicaTransmisión Digital y Analógica

Transmisión Analógica Transmisión Digital

Seña

l Ana

lógi

caSe

ñal D

igita

l

b) Tratamiento de Señalesb) Tratamiento de Señales

Problemas en la transmisión

1 Atenuación

2 Distorsión por retraso

3 Ruido

Atenuación

n La potencia de la señal se debilita con la distancia al viajar a través de cualquier medio de transmisión.

Distorsión por retraso

n Es un fenómeno particular propio de los medios guiados de transmisión.

n El tiempo de propagación de una señal varía con la frecuencia.

n La velocidad es mayor cerca de la frecuencia central y menor en las orillas de la banda.

n Por lo tanto algunos componentes de frecuencia de una señal llegan al receptor en tiempos diferentes.

n A este fenómeno se le conoce como interferencia entre símbolos el cual es una limitante mayor para alcanzar máximas tasas de transmisión.

Distorsión por retraso

Ruido

n Es una señal no deseada que acompaña la transmisión de una señal.

n Es el factor principal que limita el desempeño de un sistema de comunicaciones.

Se clasifica en 4 categorías:

n Ruido térmico

n Ruido intermodular

n Crosstalk

n Ruido por impulsos

Ruido térmico

n Está en función de la temperatura.

n Es causado por una agitación térmica de los electrones en un conductor.

n Está presente en todos los dispositivos electrónicos.

n Está distribuido de manera uniforme a través del espectro de frecuencias.

n Es conocido como ruido blanco.

n No puede ser eliminado; por lo tanto impone una cota superior en el desempeño de un sistema de comunicaciones.

Ruido térmico

Ruido Intermodular

n Ocurre cuando señales a diferentes frecuencias comparten el mismo medio de transmisión.

n Este tipo de ruido produce señales a una frecuencia que puede ser la suma o la diferencia de las 2 frecuencias originales o múltiplos de esas frecuencias.

n Por ejemplo, la combinación de las señales con las frecuencias f1 y f2 pueden producir una señal con frecuencia f1 + f2. Esta señal puede interferir con la señal intencionada con frecuencia f1 + f2.

Ruido Intermodular

Ruido por Intermodulación

0.5 1.0 1.5 2.0T

0.5 1.5 2.0T

f1f1

f2f2

mix

f1+f2f1+f2

La La mezclamezcla de f1 y f2 de f1 y f2 puedepuede interferirinterferir con f1 + f2con f1 + f2

Crosstalk

n Ejemplo: Cuando una tercera conversación no deseada entra durante una llamada telefónica.

n Se debe al acoplamiento eléctrico de las señales.

Ruido por impulsos

n No continuo, compuesto por pulsos irregulares de poca duración y de gran amplitud.

n Causada por factores electromagnéticos externos como relámpagos y por deficiencia en el sistema de comunicaciones.

n Es la principal fuente de error en la transmisión de señales digitales.


Medios de Transmisión


n Las características y la calidad de la transmisión de datos están determinados por la naturaleza de la señal y la naturaleza del medio.

n En el caso de medios guiados, el medio es el factor más importante que limita las tasas de transmisión alcanzadas.


Medio de Transmisión

Tasa de transmisión total

Ancho de banda

Espacio entre repetidores

Par trenzado 4 Mbps 250 kHz 2-10 kmCable Coaxial 500 Mbps 350 MHz 1-10 kmFibra óptica 2 Gbps 2 GHz 10-100 km

Coaxial DelgadoCoaxial GruesoUTP ( Nivel 3, 4 y 5)Fibra óptica

1805001002000-3000

MEDIO LONGITUD mts.

Características de transmisión de medios guiados.


n Para medios no guiados, la direccionalidadde la señal que transmite la antena es importante.

n Las señales de baja frecuencia son omnidireccionales .

n Las señales de alta frecuencia son direccionables.


Nos interesan dos rangos de frecuencia:

n Microondas: n Cubren un rango de 2 a 40 GHz.n Es posible direccionar la señal.n Adecuado para transmisión punto a punto.


n Ondas de Radio: n Cubren un rango de 30 MHz a 1 GHz.n Transmisión omnidireccional.n Adecuado para aplicaciones broadcast.


n Analizaremos los siguientes medios:n Guiados:nPar trenzadonCable coaxialn Fibra óptica

n No guiados:nMicroondas terrestres y satelitalesnRadio

Medios de Transmisión.Par trenzado

Par trenzado: características

Dos tipos de Cable: n Shielded Twisted Pair (STP)n Unshielded Twisted Pair (UTP)

Par trenzado: STP

n Shielded twisted pair es el medio original utilizado por redes token ring (IBM).

n STP puede ser utilizado por redes de altavelocidad tales como FDDI o ATM donde el blindaje es importante.

Par trenzado: UTP

n UTP fue estandarizado por el comité de la IEEE 802.3 en Octubre de 1990.

n UTP paraLANs es clasificado como:n Categoría 3 - usado para LANs a 10 Mbps (4

pares).n Categoría 4 - usado para LANs a 16 Mbps (4

pares)n Categoría 5 - usado para LANs a 100Mbps (4

pares, mayor número de vueltas).

Par trenzado: característicasn Consiste de dos cables de cobre aislados

ordenados en espiral (helicoidal).

n Cada par de cables actúa como un solo canal de comunicaciones.

n Normalmente, un cable contiene un conjunto de pares trenzados.

n Cables para larga distancia pueden contener hasta cientos de pares.

Par trenzado: caraterísticasn La contorsión espiral de los pares

individuales, minimiza la interferencia electromagnética.

n Utiliza conectores RJ-45.

Par trenzado: usosn Es el medio más común para la transmisión

digital y analógica.

n Actualmente forma la dorsal del sistema telefónico.

n Asimismo, usado para conformar el cableado en edificios para la conexión e interconexión de LANs.

Par trenzado: características de transmisión

n Usado para transmitir señales analógicas y digitales.

n Para señales analógicas es necesario amplificar cada 5 ó 6 Km.

n Para señales digitales es necesario repetir cada 2 ó 3 km.

Par trenzado: características de transmisiónn Comparado con otros medios de transmisión, el

par trenzado está limitado en distancia, ancho de banda y tasa de transmisión.

n El medio es muy susceptible a la interferencia y al ruido ya que se acopla fácimente con campos electromagnéticos.

Par trenzado: características de transmisión.n La siguiente figura muestra la tasa de

transmisión alcanzada para cierta distancia, para el estándar RS-422 de la EIA (ElectronicIndustries Association).

Logitud del cable par trenzado vs. tasa de transmisión en el estándar RS-422

Medios de Transmisión.Cable coaxial

Cable coaxial

n Al igual que el par trenzado, consiste de dos conductores, pero es construido de manera diferente para operar sobre un rango más alto de frecuencias.

n Un cable coaxial sencillo tiene un diametrode 0.4 a 1 pulgada.

Cable coaxial.n Consta de un cable de cobre en su parte

central, recubierto por tres capas más.

Núcleode Cobre

Material Aislante

ConductorExterno malla

Cubiertade plástico

Cable coaxial: usos

n Telefonía de larga distancia (rápidamentesuplantado por fibra óptica, microondas y satélite).

n Distribución de señal de TV (CATV, Community Antenna Television).

n Redes de área local.

Cable coaxial: usos

n Usando FDM (Multiplexado por División de Frecuencia) un cable coaxial puede transportar hasta 10,000 canales de voz de manera simultánea.

Cable coaxial: usos

n En 1983 se empleó cable coaxial de alto rendimiento para el sistema transatlánticosubmarino TAT-7, manejando hasta 9,000 llamadas telefónicas de manera simultánea.

Cable coaxial: características de transmisión

n Usado para transmitir señales analógicas y digitales.

n Es superior al par trenzado ya que puede alcanzar de manera eficiente anchos de banda más elevados y por lo tanto, mayores tasas de transmisión.


n Debido a su blindaje, es menos susceptible a interferencias y crosstalk que el par trenzado.

n Tiene problemas de atenuación, ruido térmico y ruido intermodular (este último sólo en el caso de usar FDM).


n El ancho de banda típico de un cable coaxial es equivalente al de 10,800 canales de voz, i.e., 60 MHz (Baseband).

n Existen cables coaxiales con un ancho de banda de 350 MHz (Broadband).


n Existen 2 tipos de cable coaxial según su resistencia: 50 ohms y 75 ohms.

n En cuanto a su grosor, tenemos 2 categorías: thin y thick.

Conectores.

“T”

BNC:Terminador:

Medios de Transmisión.Fibra óptica

Fibra óptica: características

n Es un hilo cilíndrico flexible de 2 a 125 µm capaz de conducir un haz luminoso.

n Consiste de tres secciones concéntricas:n núcleo (core)n Revestimiento (cladding)n Cubierta protectora (jacket)

Fibra óptca: características

n Núcleo: sección interna formada por una o másfibras finas, de material de vidrio o plástico.

n Revestimiento: recubre a cada una de las fibrasdel núcleo y posee propiedades ópticasdiferentes.

Fibra óptca: características

n Cubierta protectora: Material de plástico querecubre a una o más fibras revestidas. Sirve paraproteger contra corrosión, humedad, etc.

fibra

revestimiento

capa protectora


Las siguientes características distinguen a la fibra óptica del par trenzado y cable coaxial:

n Mayor ancho de banda.

Medio Tasa de Tx DistanciaF.O. 2 Gbps Decenas de KmCoaxial Cientos Mbps 1 KmPar Trenzado Algunos Mbps 1 Km


n Menor tamaño y menor peson Baja atenuaciónn Mayor espacio entre repetidoresn Ejemplo experimental: 111Km sin repetidor a

5 Gbps.n Aislamiento electromagnéticon No es vulnerable a interferencia , ruido por

impulsos ni crosstalk.

Fibra óptica: usos

n Troncales de largo alcance.n Troncales metropolitanas.n Troncales de intercambio rural.

n Enlaces locales.n Redes de área local.

Fibra óptica: características de Tx

n Modo multimodal.n Existen múltiples caminos de propagación.n Cada camino tiene longitud diferente, por lo

tanto tiempos diferentes para atravesar la fibra.n Entonces, los elementos que componen la

señal se separan, ocasionando distorsión y limitando la tasa de transmisión.

Fibra óptica: características de Tx

n Modo monomodal.n El efecto de distorsión de los elementos que

componen la señal original no se presenta.n Puede operar a 100 GHz (pruebas de

laboratorio).

Microondas satelitales: Características de transmisiónn La frecuencia óptima para comunicación vía

satélite está en el rango de 1 a 10 GHz.n Debajo de 1 GHz, la señal es susceptible al

ruido causado por fenómenos meteorológicos.

n Arriba de 10 GHz la señal es atenuada por absorción atmosférica y precipitación.

Microondas satelitales: Características de transmisiónn Bandas de frecuencias satelitales:

n L (1 - 2 GHz)S (2 - 4 GHz)C (4 - 8 GHz)X (8 - 12 GHz)Ku (12 - 18 GHz)K (18 - 27 GHz)Ka (27 - 40 GHz)Milimétrica (30 - 400 GHz)

n Para evitar interferencia interna en el equipo transmisor/receptor se usan frecuencias diferentes a la subida y la bajada:

Txd Rxd

fsubida > fbajada

Microondas satelitales: Características de transmisiónn Servicio de comunicación punto a punto:nEnlace hacia arriba: 5.925 a 6.425 GHz.nEnlace hacia abajo: 3.7 a 4.2 GHz.

n Esta es la banda C o banda 4/6 GHz.

Microondas satelitales: Características de transmisiónn La banda C se encuentra actualmente

saturada, por lo que se utiliza la banda Ku.n Banda Ku ó banda 12/14 GHz:n hacia arriba: 14 a 14.5 GHzn hacia abajo: 11.7 a 12.2 GHz

n La banda Ku es utilizada para aplicaciones VSAT.

Microondas satelitales: Características de transmisiónn Una nueva aplicación está teniendo gran

auge hoy en día: comunicación móvil.n Comunicación full-duplex entre el usuario y

el satélite, usando dispositivos de bajo costo para transmitir y recibir.

n Muy parecido al sistema de teléfono celular.

Microondas satelitales: Características de transmisiónn Para esta aplicación se ha reservado la

banda L:nEnlace hacia arriba: 1.6465 a 1.66 GHznEnlace hacia abajo: 1.545 a 1.5585 GHz

n El retardo asociado al tiempo de propagación en comunicación vía satélite es de aproximadamente 240 a 300 ms, ida y vuelta.

Sistema de Comunicaciones Solidaridad

n 2 satélites operando en bandas C y Ku.

n 12 transponders en banda C de 36 MHz y 6 transponders de 72 MHz por satélite.

n 16 transponders en banda Ku de 54 MHz.n Banda L para comunicación móvil.

n Vida útil de 14 años.

Proyecto Iridium

a) Los satélites del Proyecto Iridium forman seis anillos alrededor de la tierra.

b) 1628 celdas móviles cubren la tierra.


Subnetting

Contents

n IP Addressingn Subnettingn Example

n Why do we need subnetting?n Group Activity

IP Adressing

IP Adressing

n Default Subnet Mask for a Class A : 255.0.0.0n Default Subnet Mask for a Class B :

255.255.0.0n Default Subnet Mask for a Class C :

255.255.255.0

Subnetting

Net Id Host Id

Host IdNet Id Subnet Id

IP AddressThe length of the fields varies depending on the classof the IP address.

IP Address with subnettingSome bits are borrowed from the host Id field.

Subnetting

Host IdNet Id


Subnet Id

Subnetting

Host IdNet Id


Subnet Id

Subnetting

Host IdNet Id


Subnet Id

Subnetting

Net Id


Subnet Id Host Id

Subnetting

Net Id


Subnet Id Host Id

Subnetting

Net Id


Subnet Id Host Id

Subnetting

Net Id


Subnet Id Host Id

Subnetting

Net Id


The maximum number of bits borrowed is the lengthof the host Id - 2.

Subnet Id Host Id

Example

n Our organization has a C class license.

n Network Id = 202.12.45.0n The subnet mask is 255.255.255.224n We borrow the 3 most significant bits from

the host Id field.

Host IdNet Id

Subnet Id

Example

0 0 0 Subnet 1 (not usable)

0 0 1 Subnet 2

0 1 0 Subnet 3

0 1 1 Subnet 4

1 0 0 Subnet 51 0 1 Subnet 6

1 1 0 Subnet 7

1 1 1 Subnet 8 (not usable)

With 3 bits borrowed , we cancreate 8 subnets.

Host IdNet Id

Example

0 0 0 0 0 Host 1 ( not usable )

0 0 0 0 1 Host 2

0 0 0 1 0 Host 3

0 0 0 1 1 Host 4...

1 1 1 1 1 Host 32 ( not usable)

With 5 bits remaining, we canhave 32 hosts within each subnet..

Net Id Subnet

Host Id

Example

Net Id Subnet

0 0 0 Subnet 1 (not usable)0 0 1 Subnet 20 1 0 Subnet 30 1 1 Subnet 41 0 0 Subnet 51 0 1 Subnet 61 1 0 Subnet 71 1 1 Subnet 8 (not usable)

0 0 0 0 0 Host 1

0 0 0 0 1 Host 20 0 0 1 0 Host 3

0 0 0 1 1 Host 4...

1 1 1 1 1 Host 32

Example

Net Id Subnet


0 0 0 0 0 Host 1 0 0 0 0 1 Host 2

0 0 0 1 0 Host 30 0 0 1 1 Host 4

...1 1 1 1 1 Host 32

Example

Net Id Subnet


0 0 0 0 0 Host 1

0 0 0 0 1 Host 20 0 0 1 0 Host 3

0 0 0 1 1 Host 4...

1 1 1 1 1 Host 32

Example

Net Id Subnet


0 0 0 0 0 Host 1

0 0 0 0 1 Host 20 0 0 1 0 Host 30 0 0 1 1 Host 4

...1 1 1 1 1 Host 32

Example

Net Id Subnet


0 0 0 0 0 Host 1

0 0 0 0 1 Host 2

0 0 0 1 0 Host 3

0 0 0 1 1 Host 4...

1 1 1 1 1 Host 32

Example

Net Id Subnet


0 0 0 0 0 Host 1

0 0 0 0 1 Host 2

0 0 0 1 0 Host 3

0 0 0 1 1 Host 4...

1 1 1 1 1 Host 32

Example

n Write the range of the IP addresses within each subnet.

SubnetSubnet Host RangeHost Range00 202.12.45.0 202.12.45.0 -- 202.12.45.31202.12.45.3111 202.12.45.32 202.12.45.32 -- 202.12.45.63202.12.45.6322 202.12.45.64 202.12.45.64 -- 202.12.45.95202.12.45.9533 202.12.45.96 202.12.45.96 -- 202.12.45.127202.12.45.12744 202.12.45.128 202.12.45.128 -- 202.12.45.159202.12.45.15955 202.12.45.160 202.12.45.160 -- 202.12.45.191202.12.45.19166 202.12.45.192 202.12.45.192 -- 202.12.45.223202.12.45.22377 202.12.45.224 202.12.45.224 -- 202.12.45.255202.12.45.255

Why do we need subnetting?

202.12.45.1 202.12.45.254202.12.45.2

...

1st class C

202.12.47.1 202.12.47.254202.12.47.2

...

3rd class C

202.12.46.1 202.12.46.254202.12.46.2

...

2nd class C

Internet

e0e1

e2s0

Net Id Next Router IP

202.12.45.0 Direct Routing (e0)202.12.46.0 Direct Routing (e1)202.12.47.0 Direct Routing (e2)R o u t i n g T a b l e

202.12.45.3

Incoming Datagram

The organization has 3 C classes:1st Class C = 202.12.45.02nd Class C = 202.12.46.03rd Class C = 202.12.47.0

Default subnet mask255.255.255.0

202.12. 45.3& 255.255.255.0

202.12.45.0

Internet

202.12.45.33 202.12.45.62202.12.45..34

...

1st subnetwork

202.12.45.97 202.12.45.126202.12.45.98

...

3rd subnetwork

202.12.45.65 202.12.45.94202.12.45.66

...

2nd subnetwork

e0e1

e2s0

Net Id Next Router IP

202.12.45.32 Direct Routing (e0)202.12.45.64 Direct Routing (e1)202.12.45.96 Direct Routing (e2)R o u t i n g T a b l e

202.12.45.34

Incoming Datagram

The organization has only 1 C class:Class C = 202.12.45.0

3 bits are used to create subnetorksSubnet mask255.255.255.224

202.12.45.34& 255.255.255.224

202.12.45.32


Dispositivos Para Interconección

Dispositivos de Capa 1

n Transcievers: transmisor receptorn Amplificador: dispositivo que sirve para

aumentar la señal de un dispositivo de transmisión.

n Repetidor: dispositivo que recibe la señal por un medio, la reconstruye y la retransmite con mayor potencia.

n Hub: Repetidor Multipuerto


n Bridge:n Intelligent device, filters traffic between network

segments based on station or MAC address.n Will pass or not pass signals to next segment. n Can improve network performance.

n by eliminating unnecessary traffic.n Decreases collision domain size (minimizing the

chances of collisions).n Divides networks into smaller segments (collision

domain).


n Switchn Intelligent multi-port bridge.

n Capable of much higher speeds than bridges.n Support new functionality, such as VLANs.

n Advantagesn allows multiple parallel, dedicated, collision-free,

virtual circuits.n Maximizes available bandwidth.n Provides microsegmentation.

Microsegmentation

n Each switch port acts as a separate bridge, a “micro-bridge”, giving microsegmentation.n Smaller collision domains.n Collision-free virtual connections between

source and destination.n Full bandwidth for each virtual connection.


n Routern Selección de caminon Opera con direcciones lógicas.n Balanceo de cargas.n Mejor ruta.

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