CONSTRUCCIÓN DE RED DE UN ÁREA

LOCAL

Elías Román Magaña Peralta 6° “A” Informática T.M.

4. Describir los modos de transmisión de datos

Transmisión analógica y digital

En las redes de ordenadores, los datos a intercambiar siempre están disponibles en forma de señal digital. No obstante, para su transmisión podemos optar por la utilización de señales digitales o analógicas. La elección no será, casi nunca, una decisión del usuario, sino que vendrá determinada por el medio de transmisión a emplear.

No todos los medios de transmisión permiten señales analógicas ni todos permiten señales digitales. Como la naturaleza de nuestros datos será siempre digital, es necesario un proceso previo que adecue estos datos a la señal a transmitir. A continuación examinaremos los 2 casos posibles:

Información digital y transmisión de señal digital

Para obtener la secuencia que compone la señal digital a partir de los datos digitales se efectúa un proceso denominado codificación. Existen multitud de métodos de codificación, mencionaremos seguidamente los más usuales.

NRZ (No Return to Zero): Es el método que empleamos para representar la evolución de una señal digital en un cronograma. Cada nivel lógico 0 y 1 toma un valor distinto de tensión.

NRZI (No Return to Zero Inverted): La señal no cambia si se transmite un uno, y se invierte si se transmite un cero.

RZ (Return to Zero): Si el bit es uno, la primera mitad de la celda estará a uno. La señal vale cero en cualquier otro caso.

Manchester: Los valores lógicos no se representan como niveles de la señal, sino como transiciones en mitad de la celda de bit. Un flanco de bajada representa un cero y un flanco de subida un uno.

Manchester diferencial: Manteniendo las transiciones realizadas en el método Manchester, en este método introduce la codificación diferencial. Al comienzo del intervalo de bit, la señal se invierte si se transmite un cero, y no cambia si se transmite un uno.

Información digital y transmisión de señal analógica

Al proceso por el cual obtenemos una señal analógica a partir de unos datos digitales se le denomina modulación. Esta señal la transmitimos y el receptor debe realizar el proceso contrario, denominado demodulación para recuperar la información. El módem es el encargado de realizar dicho proceso. Algunos esquemas simples de modulación son:

FSK (Modulación por desplazamiento de la frecuencia): Se modifica la frecuencia de la portadora según el valor de bit a transmitir.

ASK (modulación por desplazamiento de la amplitud): En esta técnica no se modifica la frecuencia de la portadora sino su amplitud. Los dos valores binarios se representan mediante diferentes niveles de amplitud de esta señal.

PSK (Modulación por desplazamiento de fase): La frecuencia y la amplitud se mantiene constantes y se varía la fase de la portadora para representar los niveles uno y cero con distintos ángulos de fase.

Banda ancha por cableEs la cantidad de información que se puede transmitir por un canal en un intervalo de tiempo dado.

Normalmente mueve señales analógicas, posibilitando la transmisión de gran cantidad de información por varias frecuencias, y su uso mas común es la televisión por cable. Esto ha permitido que muchos usuarios de Internet tengan un nuevo tipo de acceso a la red, para lo cual existe en el mercado una gran cantidad de dispositivos, incluyendo módem para Community Antenna Television (CATV).

Los cables telefónicos se consideran un canal de ancho de banda reducido; pero aunque es lento, no lo es tanto como muchos suelen creer. Hay que pensar en la capacidad de la fibra óptica como infinita, no sabemos cuántos bps podemos llegar a enviar a través de una fibra, pero parece ser que estamos cerca de una capacidad de 1 billón de bps; esto implica una velocidad doscientas mil veces mayor que la del par telefónico.

Transmisión síncrona y asíncrona

Síncrona

En este tipo de transmisión, el sincronismo viaja en la misma señal, de esta forma la transmisión puede alcanzar distancias mucho mayores como también un mejor aprovechamiento de canal. En la transmisión asincrónica, los grupos de datos están compuestos por generalmente 10 bits, de los cuales 4 son de control. Evidentemente el rendimiento no es el mejor. En cambio, en la transmisión sincrónica, los grupos de datos o paquetes están compuestos por 128 bytes, 1024 bytes o más, dependiendo de la calidad del canal de comunicaciones. Trucos muy ingeniosos han permitido que la señal misma porte el sincronismo, indicando al receptor cuándo comienza un bit y cuando termina el mismo. De esta forma la señal puede viajar por muchos más kilómetros sin temor a perderse o no ser entendida por el receptor. 

Las transmisiones sincrónicas ocupan en la actualidad gran parte del mundo de las comunicaciones seriales, especialmente las que emplean el canal telefónico. 

Asíncrona

Se denomina transmisión asincrónica no porque no exista ningún tipo de sincronismo, sino porque el sincronismo no se halla en la señal misma, más bien son los equipos mismos los que poseen relojes o clocks que posibilitan la sincronización.

La sincronía o asincronía siempre se comprende a partir de la señal, no de los equipos de transmisión o recepción. Cuando no se están enviando datos la línea se mantiene en un estado de marca contínua, y el transmisor puede iniciar el envío de datos en cualquier momento (asincronía), enviando un bit de inicio esto es poniendo un espacio en la línea durante el tiempo de un bit. Entonces, transmite los diversos bits del dato, primero el menos significativo. Luego se transmite un bit de paridad par o impar opcional, luego se envía 1, 1 1/2, o 2 bits de parada (en nivel alto), (el bit de parada es siempre una marca). Luego de los bits de parada el transmisor puede mantener el estado de marca por un tiempo arbitrario antes de enviar el bit de arranque siguiente. A plena velocidad, el bit de arranque se envía inmediatamente después de los bits de parada.  Al periodo de tiempo entre el inicio del bit de arranque y el bit final de parada se le conoce como trama.

5. Examinar nuevas tecnologías (inalámbrica, telefonía, PLC, otras)

Inalámbrica

El término "inalámbrico" hace referencia a la tecnología sin cables que permite conectar varias máquinas entre sí. Las conexiones inalámbricas que se establecen entre los empleados remotos y una red confieren a las empresas flexibilidad y prestaciones muy avanzadas. Se mide en Mbps. Actualmente el término se refiere a comunicación sin cables, usando frecuencias de radio u ondas infrarrojas. Entre los usos mas comunes se incluyen a IrDA y las redes inalámbricas de computadoras. Ondas de radio de bajo poder, como los que se emplea para transmitir información entre dispositivos, normalmente no tienen regulación, en cambio transmisiones de alto poder requieren normalmente un permiso del estado para poder trasmitir en una frecuencia especifica. Las plataformas inalámbricas en las historia han transmitido voz y han crecido y hoy por hoy son una gran industria, llevando miles de transmisiones alrededor del mundo.

Clasificación de redes

Redes globales: Pretenden dar cobertura a toda la tierra  UTP (Universal Personal Telecommunications) PCS (Personal Communications System) 3G

Redes extensas Wireless ATM, UMTS

Redes de área local Wireless Ethernet, HIPERLAN

Redes de área personal Bluetooth, 802.15

TelefoníaLa telefonía móvil, también llamada telefonía celular, básicamente está formada por dos grandes partes: una red de comunicaciones (o red de telefonía móvil) y los terminales (o teléfonos móviles) que permiten el acceso a dicha red.

El teléfono móvil es un dispositivo inalámbrico electrónico que permite tener acceso a la red de telefonía celular o móvil. Se denomina celular en la mayoría de países latinoamericanos debido a que el servicio funciona mediante una red de celdas, donde cada antena repetidora de señal es una célula, si bien también existen redes telefónicas móviles satelitales. Su principal característica es su portabilidad, que permite comunicarse desde casi cualquier lugar. La principal función es la comunicación de voz, como el teléfono convencional.

PLCPower Line Communications, también conocido por sus siglas PLC, es un término inglés que puede traducirse por Comunicaciones Mediante Cable Eléctrico y que se refiere a diferentes tecnologías que utilizan las líneas de energía eléctrica convencionales para transmitir señales de radio para propósitos de comunicación. La tecnología PLC aprovecha la red eléctrica para convertirla en una línea digital de alta velocidad de transmisión de datos, permitiendo, entre otras cosas, el acceso a Internet mediante banda ancha.

Las características físicas y de capilaridad de la red eléctrica y las altas prestaciones de los estándares por parte de el IEEE, posicionan power line como una excelente alternativa, siempre que se disponga de redes privadas de cable sobre las que inyectar señales power line. El ancho de banda de un sistema BPL se caracteriza por su estabilidad.

7. Proponer protocolos de comunicación

El Protocolo de red o también Protocolo de Comunicación es el conjunto de reglas que especifican el intercambio de datos u órdenes durante la comunicación entre las entidades que forman parte de una red. 

Los protocolos son reglas de comunicación que permiten el flujo de información entre computadoras distintas que manejan lenguajes distintos, por ejemplo, dos computadores conectados en la misma red pero con protocolos diferentes no podrían comunicarse jamás, para ello, es necesario que ambas "hablen" el mismo idioma, por tal sentido, el protocolo TCP/IP fue creado para las comunicaciones en Internet, para que cualquier computador se conecte a Internet, es necesario que tenga instalado este protocolo de comunicación.

Pueden estar implementados bien en hardware (tarjetas de red), software (drivers), o una combinación de ambos.

Propiedades típicas Detección de la conexión física subyacente, o

la existencia de otro punto final o nodo.

HANDSHAKING

Negociación de varias características de la conexión.

Como iniciar y finalizar un mensaje

Procedimiento en el formateo de un mensaje

Terminación de la sesión y/o conexión.

8. Identificar las organizaciones de estandarización

Las organizaciones de estandarización son organismos encargados de establecer los diferentes estándares utilizados en diferentes áreas: telecomunicaciones, redes, sistemas móviles, etc., a nivel mundial. Existe una variedad muy grande de organizaciones de estandarización en el mundo, aquí se presentan algunas de ellas.

Organismos ADSL: Forum Asymmetric Digital Subscriber Line. ANSI: American National Standards Institute. ATM Forum: Asynchronous Transfer Mode. ETSI: European Telecommunications Standards

Institute. IEEE: Institute of Electrical and Electronics Engineers. IETF: Internet Engineering Task Force. ISO: International Organization for Standardization. ITU: International Telecommunications Union. SANS: System Administration Network Security. TIA: Telecommunications Industry Association.

9. Utilizar los tipos de adaptadores de red

Adaptador de Red (network adaptor). Dispositivo o placa (tarjeta) que se anexa a una computadora que permite comunicarla con otras computadoras formando una red.Un adaptador de puede permitir crear una red inalámbrica o alambrada. 

Hay tres tipos de adaptadores que se utilizan en las redes locales alámbricas y cuatro en las inalámbricas:

Ethernet: suele utilizarse en redes peer-to-peer y cliente-servidor razonablemente grandes, no es mucho más caro que ARCnet y en la mayoría de las situaciones es el doble de rápido. 

Las tarjetas de tipo Token Ring: son cuatro veces más caras que las Ethemet y resultan 1.5 veces más rápidas. Los otros beneficios de Token Ring son una mayor fiabilidad que Ethernet , que pueden proporcionar un diagnostico del estado de la red y que cuentan con capacidades de administración que son muy valiosas en las grandes redes.

ARCnet: es usado habitualmente en pequeñas redes peer-to-peer y están sufriendo la competencia de las tarjetas tipo Ethernet.

USB: Sin duda alguna los más versátiles, con un tamaño actual inferior incluso a 8 x 2’5 cm, los adaptadores inalámbricos USB permitirán que disfrutes de los beneficios de estas redes tanto en un PC de sobremesa como en un portátil. Triunfan por su tamaño. 

PCMCIA: Exclusivo para los ordenadores portátiles, las tarjetas PCMCIA inalámbricas tampoco disponen de la versatilidad de los adaptadores USB. Su instalación es, en cualquier caso, mucho más simple que el de las tarjetas PCI, ya que ni siquiera hay que abrir el ordenador.

PCI: Los adaptadores de red inalámbricos PCI obligan al usuario que abra su PC de sobremesa, para insertar la tarjeta inalámbrica dentro de una bahía PCI libre. Su ubicación no siempre es la más adecuada por lo que puede sea una única solución en algunos casos.

Ethernet-WIFI: adaptadores inalámbricos que, en lugar de utilizar un puerto de comunicaciones para periféricos, pueden utilizar un RJ-45. Su funcionamiento es similar al de un punto de acceso que sólo dispone de funciones de acceso a la red inalámbrica en lugar de crear la misma.

10. Utilizar la estructura y configuración de medios de transmisión física

Cable coaxial

El cordón que permite conducir electricidad y que está protegido por una envoltura se conoce como cable. Lo habitual es que esté hecho con conductores eléctricos como el cobre o el aluminio.

El cable coaxial, por su parte, es un tipo de cable que se utiliza para transportar señales eléctricas de alta frecuencia. Estos cables cuentan con dos conductores concéntricos: el conductor central o vivo (que se encarga de llevar la información) y el conductor exterior, malla o blindaje (que actúa como referencia de tierra y retorno de la corriente). Entre ambos se sitúa el dieléctrico, una capa aislante.

La estructura del cable coaxial se compone de un núcleo de hilo de cobre que está rodeado por un aislante, un apantallamiento de metal trenzado (para absorber los ruidos y proteger los datos) y una cubierta exterior no conductora (hecha de plástico, goma o teflón).

Entre los diversos tipos de cable coaxial (con distintos diámetros e impedancias), los más frecuentes son los fabricados con policloruro de vinilo (PVC) o con plenum (materiales resistentes al fuego).

La conexión entre la antena y el televisor, las redes de televisión por cable e Internet, los equipos de radioaficionados y las redes telefónicas interurbanas suelen usar cables coaxiales.

Cable de par trenzadoEl cable de par trenzado es un medio de conexión usado en telecomunicaciones en el que dos conductores eléctricos aislados son entrelazados para anular las interferencias de fuentes externas y diafonía de los cables adyacentes

El entrelazado de los cables disminuye la interferencia debido a que el área de bucle entre los cables, la cual determina el acoplamiento eléctrico en la señal, se ve aumentada. En la operación de balanceado de pares, los dos cables suelen llevar señales paralelas y adyacentes (modo diferencial), las cuales son combinadas mediante sustracción en el destino. La tasa de trenzado, usualmente definida en vueltas por kilómetro, forma parte de las especificaciones de un tipo concreto de cable. Cuanto mayor es el número de vueltas, menor es la atenuación de la diafonía. Donde los pares no están trenzados, como en la mayoría de las conexiones telefónicas residenciales, un miembro del par puede estar más cercano a la fuente que el otro y, por tanto, expuesto a niveles ligeramente distintos de interferencias electromagnéticas.

Cable de fibra ópticaLa fibra óptica es un medio de transmisión empleado habitualmente en redes de datos; un hilo muy fino de material transparente, vidrio o materiales plásticos, por el que se envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir.

Las fibras se utilizan ampliamente en telecomunicaciones, ya que permiten enviar gran cantidad de datos a una gran distancia, con velocidades similares a las de radio o cable. Son el medio de transmisión por excelencia al ser inmune a las interferencias electromagnéticas, también se utilizan para redes locales, en donde se necesite aprovechar las ventajas de la fibra óptica sobre otros medios de transmisión.

La fibra óptica se emplea como medio de transmisión para las redes de telecomunicaciones, ya que por su flexibilidad los conductores ópticos pueden agruparse formando cables. Las fibras usadas en este campo son de plástico o de vidrio, y algunas veces de los dos tipos. Para usos interurbanos son de vidrio, por la baja atenuación que tienen.

El FTP

La fibra óptica posee una variante llamada FTP (No confundir con el protocolo FTP).

El FTP , o Par trenzado de fibra óptica en español, es la combinación de la fiabilidad del par trenzado y la velocidad de la fibra óptica, se emplea solo en instalaciones científico-militares gracias a la velocidad de transmisión 10gb/s, no está disponible para el mercado civil actualmente, su costo es 3 veces mayor al de la fibra óptica.

Para las comunicaciones se emplean fibras multimodo y monomodo, usando las multimodo para distancias cortas (hasta 5000 m) y las monomodo para acoplamientos de larga distancia. Debido a que las fibras monomodo son más sensibles a los empalmes, soldaduras y conectores, las fibras y los componentes de éstas son de mayor costo que los de las fibras multimodo.

12. Seleccionar tecnologías y sistemas de conmutación y enrutamiento.

Concentrador/HubUn concentrador o hub es un dispositivo que permite centralizar el cableado de una red y poder ampliarla. Esto significa que dicho dispositivo recibe una señal y repite esta señal emitiéndola por sus diferentes puertos.

Una red Ethernet se comporta como un medio compartido, es decir, sólo un dispositivo puede transmitir con éxito a la vez y cada uno es responsable de la detección de colisiones y de la retransmisión. Con enlaces 10BASE-T y 100Base-T (que generalmente representan la mayoría o la totalidad de los puertos en un concentrador) hay parejas separadas para transmitir y recibir, pero que se utilizan en modo half duplex el cual se comporta todavía como un medio de enlaces compartidos.

RepetidorUn repetidor es un dispositivo electrónico que recibe una señal débil o de bajo nivel y la retransmite a una potencia o nivel más alto, de tal modo que se puedan cubrir distancias más largas sin degradación o con una degradación tolerable.

El término repetidor se creó con la telegrafía y se refería a un dispositivo electromecánico utilizado para regenerar las señales telegráficas. El uso del término ha continuado en telefonía y transmisión de datos.

En el modelo de referencia OSI el repetidor opera en el nivel físico.

En el caso de señales digitales el repetidor se suele denominar regenerador ya que, de hecho, la señal de salida es una señal regenerada a partir de la de entrada.

Los repetidores se utilizan a menudo en los cables transcontinentales y transoceánicos ya que la atenuación (pérdida de señal) en tales distancias sería completamente inaceptable sin ellos. Los repetidores se utilizan tanto en cables de cobre portadores de señales eléctricas como en cables de fibra óptica portadores de luz.

SwitchUn conmutador o switch es un dispositivo digital de lógica de interconexión de redes de computadores que opera en la capa de enlace de datos del modelo OSI. Su función es interconectar dos o más segmentos de red, de manera similar a los puentes de red, pasando datos de un segmento a otro de acuerdo con la dirección MAC de destino de las tramas en la red.

Los conmutadores se utilizan cuando se desea conectar múltiples redes, fusionándolas en una sola. Al igual que los puentes, dado que funcionan como un filtro en la red, mejoran el rendimiento y la seguridad de las redes de área local.

Los puentes y conmutadores se conectan unos a los otros pero siempre hay que hacerlo de forma que exista un único camino entre dos puntos de la red. En caso de no seguir esta regla , se forma un bucle o loop en la red, que produce la transmisión infinita de tramas de un segmento al otro. Generalmente estos dispositivos utilizan el algoritmo de spanning tree para evitar bucles, haciendo la transmisión de datos de forma segura.

RouterUn router, también conocido como encaminador, enrutador, direccionador o ruteado. Es un dispositivo de hardware usado para la interconexión de redes informáticas que permite asegurar el direccionamiento de paquetes de datos entre ellas o determinar la mejor ruta que deben tomar. Opera en la capa tres del modelo OSI.

A pesar de que tradicionalmente los encaminadores solían tratar con redes fijas (Ethernet, ADSL, RDSI...), en los últimos tiempos han comenzado a aparecer encaminadores que permiten realizar una interfaz entre redes fijas y móviles (Wi-Fi, GPRS, Edge, UMTS, Fritz!Box, WiMAX...) Un encaminador inalámbrico comparte el mismo principio que un encaminador tradicional. La diferencia es que éste permite la conexión de dispositivos inalámbricos a las redes a las que el encaminador está conectado mediante conexiones por cable. La diferencia existente entre este tipo de encaminadores viene dada por la potencia que alcanzan, las frecuencias y los protocolos en los que trabajan.

En Wi-Fi estas distintas diferencias se dan en las denominaciones como clase a/b/g/ y n.

ESTOS SON LOS TEMAS SOBRE CONSTRUCCIÓN DE RED DE UN ÁREA LOCAL