SISTEMAS DE TRANSMISIÓN DE DATOS

Terminología utilizada en transmisión de datos

Los medios de transmisión pueden ser :

• Guiados si las ondas electromagnéticas van encaminadas o son encaminadas a lo largo de un camino físico ; no guiados si el medio es sin encauzar ( aire , agua , etc..) .

• Simplex si la señal es unidireccional ; half-duplex si ambas estaciones pueden trasmitir pero no a la vez ; full-duplex si ambas estaciones pueden transmitir a la vez .

Frecuencia , espectro y ancho de banda

Conceptos en el dominio temporal . Una señal , en el ámbito temporal , puede ser continua o discreta . Puede ser periódica o no periódica . Una señal es periódica si se repite en intervalos de tiempo fijos llamados periodo . La onda seno es la más conocida y utilizada de las señales periódicas . En el ámbito del tiempo , la onda seno se caracteriza por la amplitud , la frecuencia y la fase .

S(t) = A x Sen ( 2 x  x f x t + fase )

La longitud de onda se define como el producto de la velocidad de

Propagación de la onda por su fase .

Conceptos del dominio de la frecuencia . En la práctica , una señal electromagnética está compuesta por muchas frecuencias . Si todas las frecuencias son múltiplos de una dada , esa frecuencia se llama frecuencia fundamental . El periodo ( o inversa de la frecuencia ) de la señal suma de componentes es el periodo de la frecuencia fundamental . Se puede demostrar que cualquier señal está constituida por diversas frecuencias de una señal seno .

El espectro de una señal es el conjunto de frecuencias que constituyen la señal .

El ancho de banda es la anchura del espectro . Muchas señales tienen un ancho de banda infinito , pero la mayoría de la energía está concentrada en un ancho de banda pequeño .

Si una señal tiene una componente de frecuencia 0 , es una componente continua .

Relación entre la velocidad de transmisión y el ancho de banda . El medio de transmisión de las señales limita mucho las componentes de frecuencia a las que puede ir la señal , por lo que el medio sólo permite la transmisión de cierto ancho de banda .

En el caso de ondas cuadradas ( binarias ) , estas se pueden simular con ondas senoidales en las que la señal sólo contenga múltiplos impares de la frecuencia fundamental . Cuanto más ancho de banda , más se asemeja la función seno ( multifrecuencia ) a la onda cuadrada . Pero generalmente es suficiente con las tres primeras componentes .

Se puede demostrar que al duplicar el ancho de banda , se duplica la velocidad de transmisión a la que puede ir la señal .

Al considerar que el ancho de banda de una señal está concentrado sobre una frecuencia central , al aumentar esta , aumenta la velocidad potencial de transmitir la señal .

Pero al aumentar el ancho de banda , aumenta el costo de transmisión de la señal aunque disminuye la distorsión y la posibilidad de ocurrencia de errores .

TRANSMISIÓN DE DATOS ANALÓGICOS Y DIGITALES

• Los datos analógicos pueden tomar valores discretos y los digitales , valores continuos .

• Una señal analógica es una señal continua que se propaga por ciertos medios .

• Una señal digital es una serie de pulsos que se transmiten a través de un cable ya que son pulsos eléctricos .

• Los datos analógicos se pueden representar por una señal electromagnética con el mismo espectro que los datos .

• Los datos digitales se suelen representar por una serie de pulsos de tensión que representan los valores binarios de la señal .

• La transmisión analógica es una forma de transmitir señales analógicas ( que pueden contener datos analógicos o datos digitales ). El problema de la transmisión analógica es que la señal se debilita con la distancia , por lo que hay que utilizar amplificadores de señal cada cierta distancia .

La transmisión digital tiene el problema de que la señal se atenúa y distorsiona con la distancia , por lo que cada cierta distancia hay que introducir repetidores de señal .

Ultimamente se utiliza mucho la transmisión digital debido a que :

• La tecnología digital se ha abaratado mucho .

• Al usar repetidores en vez de amplificadores , el ruido y otras distorsiones no es acumulativo .

• La utilización de banda ancha es más aprovechada por la tecnología digital .

• Los datos transportados se pueden encriptar y por tanto hay más seguridad en la información .

• Al tratar digitalmente todas las señales , se pueden integrar servicios de datos analógicos ( voz , vídeo, etc..) con digitales como texto y otros .

PERTURBACIONES EN LA TRANSMISIÓN

ATENUACIÓN: La energía de una señal decae con la distancia , por lo que hay que asegurarse que llegue con la suficiente energía como para ser captada por la circuitería del receptor y además , el ruido debe ser sensiblemente menor que la señal original ( para mantener la energía de la señal se utilizan amplificadores o repetidores ) .

Debido a que la atenuación varía en función de la frecuencia , las señales analógicas llegan distorsionadas , por lo que hay que utilizar sistemas que le devuelvan a la señal sus características iniciales ( usando bobinas que cambian las características eléctricas o amplificando más las frecuencias más altas ) .

DISTORSIÓN DE RETARDO: Debido a que en medios guiados , la velocidad de propagación de una señal varía con la frecuencia , hay frecuencias que llegan antes que otras dentro de la misma señal y por tanto las diferentes componentes en frecuencia de la señal llegan en instantes diferentes al receptor . Para atenuar este problema se usan técnicas de ecualización .

RUIDO: El ruido es toda aquella señal que se inserta entre el emisor y el receptor de una señal dada . Hay diferentes tipos de ruido : ruido térmico debido a la agitación térmica de electrones dentro del conductor , ruido de intermodulación cuando distintas frecuencias comparten el mismo medio de transmisión , diafonía se produce cuando hay un acoplamiento entre las líneas que transportan las señales y el ruido impulsivo se trata de pulsos discontinuos de poca duración y de gran amplitud que afectan a la señal .

CODIGOS DE COMUNICACIÓN

• ASCII: Acrónimo de American Estándar Code for Information Interchange. Es un esquema de codificación que asigna valores numéricos a las letras, números, signos de puntuación y algunos otros caracteres, gracias a ésta normalización los computadores pueden intercambiar información. Incluye 256 códigos divididos en dos conjuntos, estandar y extendido, de 128 cada uno. Estos conjuntos representan todas las combinaciones posibles de 7 u 8 bits. Los primeros 32 valores están asignados a los códigos de control de comunicaciones y de impresora, desde el 33 al 127 para signos de puntuación y los dígitos decimales. Los restantes se asignan al conjunto de caracteres.

• EBCDIC: Acrónimo de Extended Binary Coded decimal Interchange Code. Esquema de codificación de IBM ideado para la asignación de valores binarios a los caracteres alfabéticos, numéricos, de puntuación y de control de transmisión. Utiliza solamente 8 bits, lo que permite 256 caracteres posibles. Actualmente no es muy utilizado, siendo el más conocido el código ASCII.

VELOCIDAD DE SEÑALIZACION Y MODULACION (Vt)

La modulación consiste en combinar una señal de entrada con una señal portadora para producir una señal cuyo ancho de banda esté centrado en torno a la frecuencia de la portadora.

Velocidad de Señalización: Vt = 1 /  (en baudios). Número de veces por segundo que puede cambiar el estado de señalización en la línea. Depende del canal utilizado, de las condiciones de ruido.

CAPACIDAD DEL CANAL

• Se llama capacidad del canal a la velocidad a la que se pueden transmitir los datos en un canal de comunicación de datos .

• La velocidad de los datos es la velocidad expresada en bits por segundo a la que se pueden transmitir los datos .

• El ancho de banda es aquel ancho de banda de la señal transmitida y que está limitado por el transmisor y por la naturaleza del medio de transmisión ( en hertzios ).

• La tasa de errores es la razón a la que ocurren errores .

• Para un ancho de banda determinado es aconsejable la mayor velocidad de transmisión posible pero de forma que no se supere la tasa de errores aconsejable . Para conseguir esto , el mayor inconveniente es el ruido .

• Para un ancho de banda dado W , la mayor velocidad de transmisión posible es 2W , pero si se permite ( con señales digitales ) codificar más de un bit en cada ciclo , es posible transmitir más cantidad de información .

• La formulación de Nyquist nos dice que aumentado los niveles de tensión diferenciables en la señal , es posible incrementar la cantidad de información transmitida .

C= 2W log2 M

El problema de esta técnica es que el receptor debe de ser capaz de diferenciar más niveles de tensión en la señal recibida , cosa que es dificultada por el ruido .

Cuanto mayor es la velocidad de transmisión , mayor es el daño que puede ocasionar el ruido .

Shannon propuso la fórmula que relaciona la potencia de la señal ( S ) , la potencia del ruido ( N ) , la capacidad del canal ( C ) y el ancho de banda ( W ) .

C = W log2 ( 1+S/N )

Esta capacidad es la capacidad máxima teórica de cantidad de transmisión , pero en la realidad , es menor debido a que no se ha tenido en cuenta nada más que el ruido térmico .

TRANSMISIÓN EN SERIO O PARALELO

La unidad básica de transmisión suele ser el BYTE (8 bits) o el carácter de M bits.

La transmisión puede ser de dos tipos:

- TRANSMISIÓN EN PARALELO.

Todos los bits de un mismo carácter son enviados al mismo tiempo, por lo que el tiempo empleado T0 en enviar un carácter es el tiempo o intervalo de bit T0, y el régimen binario que se consigue es muy alto, aunque el coste de los circuitos resulta excesivo. Se usa en ETDs muy próximos y de uso local.

- TRANSMISIÓN EN SERIE.

Los bits de un mismo carácter se envían uno detrás de otro. Si el carácter tiene m bits, la duración de la transmisión será mTb. Se consiguen velocidades menores pero se reducen costes. Se usan a mayores distancias.

En ambos tipos de transmisión los bits deben llegar sin errores, bien conformados, leídos en los instantes oportunos y distinguibles los de un carácter y los de otro. Esto se logra descomponiendo el tiempo en intervalos regulares Tb para emisor/receptor, sincronizando y leyendo al mismo ritmo.

MODOS DE TRANSMISIÓN

TRANSMISIÓN ASÍNCRONA: Los n bits que forman la palabra del código correspondiente van siempre precedidos de un bit de arranque o bit START, y seguidos de, al menos, un bit de parada o bit STOP. El conjunto citado constituye un carácter, pudiendo mediar, entre dos consecutivos, cualquier separación. Este tipo de transmisión se basa en la existencia dentro del receptor de una base de tiempos (reloj) teóricamente igual a la que existe en el transmisor. Este tipo de transmisión es de uso generalizado en bajas velocidades (<1200 bits/seg.) pues supone terminales más baratos, si bien conlleva una menor eficacia de la utilización de la línea (a velocidades altas, los pulsos son más estrechos y las derivas de reloj se aprecian más).

El sincronismo de bit se consigue por detección del bit START. El sincronismo de carácter se consigue por detección del bit START, cuenta de bits y detección del bit de STOP.

- TRANSMISIÓN SINCRONA: Los datos fluyen de la fuente al colector de una forma fija y constante, marcada por una base de tiempos común para todos los elementos que intervienen en la transmisión (ETDs, ETCDs, ..). Los datos se agrupan en bloques o tramas. Es más efectiva que las asíncronas. Una combinación de bits indica inicio, fin, repetir,..... Se utilizan dos tipos de transmisión sincrona:

- orientada a carácter: Los datos son tratados como conjuntos de caracteres. La información de control se constituye con caracteres de control y los bloques quedan delimitados por caracteres especiales “SYN”, haya o no información de control indicadora de la longitud del bloque.

SYN						...
	carac. de control	datos	control de errores

- orientada a bit: los datos son tratados como conjuntos de bits y ningún dato o información de control necesita ser interpretado en unidades de carácter. El bloque o trama se divide en zonas o campos de longitudes determinadas, con valor posicional y significado según combinaciones específicas de sus bits. El bloque está encerrado entre dos “delimitadores” (combinación predeterminada de bits, y prohibida en el resto del bloque).

Resumen

TRANSMISIÓN ASÍNCRONA	TRANSMISIÓN SINCRONA
- Existencia de base de tiempo igual en receptor/transmisor. - Bits precedidos de un bit de arranque y seguidos de un bit de fin. - Bajas velocidades <1200 bps. - Menor eficacia línea (derivas reloj).	- Base de tiempo común para todos los elementos. - Los datos se agrupan en bloques o tramas. - Puede ser orientada a bit o a carácter. - Cadencia cte. en el flujo de información.

CONEXIÓN DE TERMINALES

Para poder realizar una transmisión es preciso la existencia de una fuente de datos, un destinatario de los mismos y un camino de unión entre ambos. Los elementos que constituyen un sistema de transmisión son:

ETD = Equipo Terminal de Datos. Cumple dos funciones básicas: ser fuente o destino final de los datos y controlar la comunicación.

ETCD = Equipo de Terminación del Circuito de Datos: Elemento que adapta la señal al medio y que le añade información de control de datos (errores, origen, destino..).

LÍNEA = Conjunto de medios de transmisión que une los dos ETCDs.

ED = Enlace de Datos: Unión entre fuente y colector de datos, formado por los controladores de comunicaciones, ETCD y línea.

CD = Circuitos de Datos : Conjunto formado por los ETCD y la línea. Su misión es transportar la información desde el emisor hasta el receptor.

Las tareas que se deben realizar en la transmisión de datos son:

• Generación de las señales de información y control.

• Adaptación de las señales al medio.

• Utilización eficiente del sistema de transmisión: evitar congestiones, permitir multiplexación, rapidez,..

• Establecer un formato de los mensajes: códigos, tramas, paquetes, origen, destino,...

• Sincronización: establecer instantes de comienzo, ritmo de generación/consumo, e instante de finalización.

• Corrección de errores.

• Funciones de direccionamiento y encaminamiento de los mensajes.

• Seguridad: asegurar entregas y privacidad de los mensajes.

• Gestión: status del sistema, tarificación, estadísticas,..

MODALIDAD DE TRANSMISIÓN

El modo de transmisión es la dirección del flujo de información según el modo de explotación. Puede ser:

• SIMPLEX: (unidireccional). Un ETD es siempre emisor y el otro es siempre receptor. Requiere un canal al menos unidireccional en todo su recorrido. Se utiliza en alarmas, transmisiones militares, TV,..

• SEMIDUPLEX o HALF DUPLEX. La información transcurre en ambos sentidos de forma no simultánea (alternativamente), controlada por secuencias especiales.

• DUPLEX, FULL-DUPLEX o DUPLEX INTEGRAL: la información fluye en ambos sentidos de forma simultánea. Requiere 4 hilos o dos hilos con canales multiplexados.

DETECCIÓN DE ERRORES

Cuanto mayor es la trama que se transmite , mayor es la probabilidad de que contenga algún error . Para detectar errores , se añade un código en función de los bits de la trama de forma que este código señale si se ha cambiado algún bit en el camino . Este código debe de ser conocido e interpretado tanto por el emisor como por el receptor .

Comprobación de paridad : Se añade un bit de paridad al bloque de datos ( por ejemplo , si hay un número par de bits 1 , se le añade un bit 0 de paridad y si son impares , se le añade un bit 1 de paridad ) . Pero puede ocurrir que el propio bit de paridad sea cambiado por el ruido o incluso que más de un bit de datos sea cambiado , con lo que el sistema de detección fallará .

Comprobación de redundancia cíclica ( CRC ): Dado un bloque de n bits a transmitir , el emisor le sumará los k bits necesarios para que n+k sea divisible ( resto 0 ) por algún número conocido tanto por el emisor como por el receptor . Este proceso se puede hacer bien por software o bien por un circuito hardware ( más rápido ) .

Control de errores: Se trata en este caso de detectar y corregir errores aparecidos en las transmisiones . Puede haber dos tipos de errores :

• Tramas perdidas : cuando una trama enviada no llega a su destino .

• Tramas dañadas : cuando llega una trama con algunos bits erróneos .

Hay varias técnicas para corregir estos errores llamados ARQ( solicitud de repetición automática ):

Detección de errores : discutida antes .

Confirmaciones positivas : el receptor devuelve una confirmación de cada trama recibida correctamente .

Retransmisión después de la expiración de un intervalo de tiempo : cuando ha pasado un cierto tiempo , si el emisor no recibe confirmación del receptor , reenvía otra vez la trama .

Confirmación negativa y retransmisión : el receptor sólo confirma las tramas recibidas erróneamente , y el emisor las reenvía .

Todos estos métodos se llaman ARQ ( solicitud de repetición automática ) . Entre los más utilizados destacan :

 

ARQ con parada-y-espera

 

Se basa en la técnica de control de flujo de parada-y-espera . Consiste en que el emisor transmite una trama y hasta que no recibe confirmación del receptor , no envía otra .

Puede ocurrir que :

• ð      La trama no llegue al receptor , en cuyo caso , como el emisor guarda una copia de la trama y además tiene un reloj , cuando expira un cierto plazo de tiempo sin recibir confirmación del receptor , reenvía otra vez la trama .

• ð      La trama llegue al receptor deteriorada , en cuyo caso no es confirmada como buena por el receptor . Pero puede ocurrir que el receptor confirme una trama buena pero la confirmación llegue al emisor con error , entonces , el emisor enviaría otra vez la trama . Para solucionar esto , las tramas se etiquetan desde 0 en adelante y las confirmaciones igual .

 

Es una técnica sencilla y barata pero poco eficiente .

 

ARQ con adelante-atrás-N

 

Se basa en la técnica de control de flujo con ventanas deslizantes. Cuando no hay errores , la técnica es similar a las ventanas deslizantes , pero cuando la estación destino encuentra una trama errónea , devuelve una confirmación negativa y rechaza todas las tramas que le lleguen hasta que reciba otra vez la trama antes rechazada , pero en buenas condiciones . Al recibir la estación fuente una confirmación negativa de una trama , sabe que tiene que volver a transmitir esa trama y todas las siguientes . Si el receptor recibe la trama i y luego la i+2 , sabe que se ha perdido la i+1 , por lo que envía al emisor una confirmación negativa de la i+1 .

La estación emisora mantiene un temporizador para el caso de que no reciba confirmación en un largo periodo de tiempo o la confirmación llegue errónea , y así poder retransmitir otra vez las tramas .

 

ARQ con rechazo selectivo

 

Con este método , las únicas tramas que se retransmiten son las rechazadas por el receptor o aquellas cuyo temporizador expira sin confirmación . Este método es más eficiente que los anteriores . Para que esto se pueda realizar , el receptor debe tener un buffer para guardar las tramas recibidas tras el rechazo de una dada , hasta recibir de nuevo la trama rechazada y debe de ser capaz de colocarla en su lugar correcto ( ya que deben de estar ordenadas ) . Además , el emisor debe de ser capaz de reenviar tramas fuera de orden .

Estos requerimientos adicionales hacen que este método sea menos utilizado que el de adelante-atrás-N .

  

INTERFAZ RS-232

La comunicación de datos en un puerto serie, se usa normalmente para efectuar comunicaciones asíncronas, osea sin tiempo preestablecido para iniciarse. Los datos llegan en paquetes de información, normalmente cada paquete es de 8 bits=1 byte, algunos equipos envían caracter por caracter, otros guardan muchos caracteres en la memoria y cuando les toca enviarlos los envian uno tras otro.

Uno de los parámetros más importantes en la comunicación serie, es la velocidad con la que los datos se transmiten, para el caso del RS-232, pueden transmitir de los 300 Baudios (1 Baudio=1 bit/seg) hasta 115,200 Baudios, la velocidad depende de los equipos conectados en el puerto serie y la calidad y longitud de los cables.

NORMA ASOCIADA: ISO 2110-RS232: La conexión física se realiza mediante conectores de 25 terminales o pines, que consta de dos filas de terminales, una con 13 y otra con 12, de forma que al ser asimétrico se impide su incorrecta conexión.

TIPOS DE MODULACION

• MODULACIÓN EN AMPLITUD

Puede ser:

- con moduladora analógica (AM). Usada en TV, radio,.. Muy sensible al ruido (pues el ruido se suma en amplitud).

- con moduladora digital (ASK). Poco usada en transmisión de datos. Combinada con la modulación en fase se usa para altas velocidades.

• MODULACIÓN EN FRECUENCIA

Puede ser:

- con moduladora analógica (FM)

- con moduladora digital (FSK).

Son poco sensibles al ruido (el ruido se suma en amplitud, no en frecuencia), tienen un ancho de banda grande, y tienen un gran cambio en el espectro de la moduladora con traslación en torno a la portadora.

• MODULACIÓN EN FASE

Puede ser:

- con moduladora analógica (PM)

- con moduladora digital (PSK)

Son poco usadas. Permiten transmisión de datos a largas distancias, en medias y altas velocidades. Son poco sensibles al ruido. Ancho de banda mediano.

• MODULACIÓN QAM:

Es una mezcla de PM y AM. Se emplea para transmitir a muy altas velocidades.

La modulación que tiene un mejor Pt y P(e) es la PSK, y la que tiene peor Pt y peor P(e) es la ASK. La FSK tiene en teoría un buen P(e) pero en la práctica tiene problemas de ancho de banda.

MODEMS

Un Módem es un dispositivo que convierte la señal digital en señal analógica y viceversa para posibilitar que el mensaje enviado por

un DTE pueda llegar a otro(s) DTE's a través de líneas análogas.

Los Modems podemos seleccionarlos de acuerdo a:

1. La velocidad de transmisión

2. El tipo de línea que utiliza: dedicada, conmutada o ambas.

3. La modulación que emplea: FSK, PSK, DPSK, QAM, TCM.

4. Las posibilidades de compresión de datos para transmisión.

5. La modalidad de trabajo: punto a punto o Multipunto.

6. Si se instala interno o externo al equipo DTE.

En la practica el mercado de los módems crea dos grupos:

- Modems empleados en centros de transmisión con una permanente o casi permanente actividad, las cuales cuentan con mecanismos sofisticados de diagnostico, control y administración centralizados y remotos.

- Modems de Escritorios cuyo principal uso es la conexión a través de la red pública telefónica, con cierta regularidad pero nunca con carácter permanente ni con uso exhaustivo.

El CÓDIGO DE LÍNEA

es la forma física de las señales eléctricas que transportan la información. Cualquiera que sea la codificación de línea empleada, es necesario que el receptor pueda:

- reconocer donde comienza y termina cada bit o símbolo de información.

• distinguir los distintos niveles representables de la información, independientemente de los errores.

Un incremento de la velocidad de información produce un incremento de la probabilidad de error. Un incremento del ancho de banda permite un incremento en la velocidad de información. Un incremento de la relación S/N disminuye la probabilidad de error.

MEDIOS DE TRANSMISIÓN

Un medio de transmisión es cualquier medio que permita la propagación de una señal física. Los principales son:

Medios de transmisión guiados

 

En medios guiados , el ancho de banda o velocidad de transmisión dependen de la distancia y de si el enlace es punto a punto o multipunto .

 

Líneas áreas de hilo desnudo: consiste en un par de hilos de cobre, soportados por postes de madera y unidos por aisladores de vidrio roscado en las crucetas. Apenas se usan hoy en día.

Cables de pares: consiste en hilos de cobre aislados por una cubierta plástica y torsionados entre sí. Debido a que puede haber acoples entre pares , estos se trenza con pasos diferentes . La utilización del trenzado tiende a disminuir la interferencia electromagnética .

Este tipo de medio es el más utilizado debido a su bajo coste ( se utiliza mucho en telefonía ) pero su inconveniente principal es su poca velocidad de transmisión y su corta distancia de alcance . Se utilizan con velocidades inferiores al MHz (de aprox. 250 KHz). Se consiguen velocidades de hasta 16 Mbps

Con estos cables , se pueden transmitir señales analógicas o digitales .

Es un medio muy susceptible a ruido y a interferencias . Para evitar estos problemas se suele trenzar el cable con distintos pasos de torsión y se suele recubrir con una malla externa para evitar las interferencias externas .

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Cable de par trenzado sin apantallar: Este tipo de cable es el más utilizado. Tiene una variante con apantallamiento pero la variante sin apantallamiento suele ser la mejor opción para una PYME.

La calidad del cable y consecuentemente la cantidad de datos que es capaz de transmitir varían en función de la categoría del cable. Las categorías van desde el cable de teléfono, que solo transmite la voz humana, a el cable de categoría 5 capaz de transferir 100Megabytes por segundo.

Categorías UTP

Tipo	Uso
Categoría1	Voz (Cable de teléfono)
Categoría 2	Datos a 4 Mbps
Categoría 3	Datos a10 Mbps
Categoría 4	Datos a 20 Mbps/16 Mbps
Categoría 5	Datos a 100 Mbps

 

La diferencia entre las distintas categorías es la tirantez. A mayor tirantez mayor capacidad de transmisión de datos. Se recomienda el uso de cables de Categoría 3 o 5 para la implementación de redes en PYMES (pequeñas y medianas empresas). Es conveniente sin embargo utilizar cables de categoría 5 ya que estos permitirán migraciones de tecnologías 10Mb a tecnología 100 Mb.

Conector UTP: El estándar para conectores de cable UTP es el RJ-45. Se trata de un conector de plástico similar al conector del cable telefónico. La siglas RJ se refieren al estándar Registred Jack, creado por la industria telefónica. Este estándar define la colocación de los cables en su pin correspondiente.

 

Cable de par trenzado apantallado: Una de las desventajas del cable UTP es que es susceptible a las interferencias eléctricas. Para entornos con este problema existe un tipo de cable UTP que lleva apantallamiento, esto es, protección contra interferencias eléctricas.

Cables coaxiales: Consiste en un conductor de cobre envuelto por un conductor cilíndrico o malla. Entre ambos conductores hay un aislante dieléctrico y un aislante o protector envuelve el conjunto. Es resistente a ruidos e interferencias externas. Velocidades inferiores al GHz (de aprox. 400 MHz).

Cable coaxial

 

Consiste en un cable conductor interno ( cilíndrico ) separado de otro cable conductor externo por anillos aislantes o por un aislante macizo . Todo esto se recubre por otra capa aislante que es la funda del cable .

Este cable , aunque es más caro que el par trenzado , se puede utilizar a más larga distancia , con velocidades de transmisión superiores , menos interferencias y permite conectar más estaciones .

Se suele utilizar para televisión , telefonía a larga distancia , redes de área local , conexión de periféricos a corta distancia , etc...

Se utiliza para transmitir señales analógicas o digitales .

Sus inconvenientes principales son : atenuación , ruido térmico , ruido de intermodulación .

Para señales analógicas , se necesita un amplificador cada pocos kilómetros y para señales digitales un repetidor cada kilómetro

Fibras ópticas: Se trata de un medio muy flexible y muy fino que conduce energía de naturaleza óptica . Su forma es cilíndrica con tres secciones radiales : núcleo , revestimiento y cubierta .El núcleo está formado por una o varias fibras muy finas de cristal o plástico . Cada fibra está rodeada por su propio revestimiento que es un cristal o plástico con diferentes propiedades ópticas distintas a las del núcleo . Alrededor de este conglomerado está la cubierta ( constituida de material plástico o similar ) que se encarga de aislar el contenido de aplastamientos , abrasiones , humedad , etc...

Permite un gran número de canales y velocidades muy altas, superiores al GHz. Tienen un Bc enorme (50Ghz máx, 2Ghz típico), Rmax enorme (2Gbps máx), pequeño tamaño y peso, y una atenuación pequeña. Es inmune a ruidos e interferencias y son difíciles de acceder. Tienen como inconvenientes el precio alto, la manipulación complicada, el encarecimiento de los costos (mano de obra, tendido,..)

Es un medio muy apropiado para largas distancias e incluso últimamente para LAN's .

Transmisión inalámbrica

 

Se utilizan medios no guiados , principalmente el aire . Se radia energía electromagnética por medio de una antena y luego se recibe esta energía con otra antena .

Hay dos configuraciones para la emisión y recepción de esta energía : direccional y omnidireccional . En la direccional , toda la energía se concentra en un haz que es emitido en una cierta dirección , por lo que tanto el emisor como el receptor deben estar alineados . En el método omnidireccional , la energía es dispersada en múltiples direcciones , por lo que varias antenas pueden captarla . Cuanto mayor es la frecuencia de la señal a transmitir , más factible es la transmisión unidireccional .

Por tanto , para enlaces punto a punto se suelen utilizar microondas ( altas frecuencias ) . Para enlaces con varios receptores posibles se utilizan las ondas de radio ( bajas frecuencias ) . Los infrarrojos se utilizan para transmisiones a muy corta distancia ( en una misma habitación ) .

Microondas terrestres: Suelen utilizarse antenas parabólicas . Para conexionas a larga distancia , se utilizan conexiones intermedias punto a punto entre antenas parabólicas .

Se suelen utilizar en sustitución del cable coaxial o las fibras ópticas ya que se necesitan menos repetidores y amplificadores , aunque se necesitan antenas alineadas . Se usan para transmisión de televisión y voz .

La principal causa de pérdidas es la atenuación debido a que las pérdidas aumentan con el cuadrado de la distancia ( con cable coaxial y par trenzado son logarítmicas ) . La atenuación aumenta con las lluvias .

Las interferencias es otro inconveniente de las microondas ya que al proliferar estos sistemas , pude haber más solapamientos de señales .

 

Microondas por satélite: El satélite recibe las señales y las amplifica o retransmite en la dirección adecuada .Para mantener la alineación del satélite con los receptores y emisores de la tierra , el satélite debe ser geoestacionario .

Se suele utilizar este sistema para :

• ð      Difusión de televisión .

• ð      Transmisión telefónica a larga distancia .

• ð      Redes privadas .

 

El rango de frecuencias para la recepción del satélite debe ser diferente del rango al que este emite , para que no haya interferencias entre las señales que ascienden y las que descienden .

Debido a que la señal tarda un pequeño intervalo de tiempo desde que sale del emisor en la Tierra hasta que es devuelta al receptor o receptores , ha de tenerse cuidado con el control de errores y de flujo de la señal .

Las diferencias entre las ondas de radio y las microondas son :

• ð      Las microondas son unidireccionales y las ondas de radio omnidireccionales .

• ð      Las microondas son más sensibles a la atenuación producida por la lluvia .

• ð      En las ondas de radio , al poder reflejarse estas ondas en el mar u otros objetos , pueden aparecer múltiples señales "hermanas" .

Por rayos infrarrojos: Los emisores y receptores de infrarrojos deben estar alineados o bien estar en línea tras la posible reflexión de rayo en superficies como las paredes . En infrarrojos no existen problemas de seguridad ni de interferencias ya que estos rayos no pueden atravesar los objetos ( paredes por ejemplo ) . Tampoco es necesario permiso para su utilización ( en microondas y ondas de radio si es necesario un permiso para asignar una frecuencia de uso )

Tiene mucha atenuación.

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 Láser: empleado en fibra óptica. En espacio libre tiene una gran atenuación. Requiere visibilidad directa emisor-receptor y depende de las condiciones atmosféricas. Se obtienen anchos de banda de 100MHz.

CUADRO RESUMEN:

	ANCHO DE BANDA	CAPACIDAD MÁXIMA	CAPACIDAD USADA	OBSERVACIONES
Cable de pares	250 KHz	10 Mbps	9600 bps	- Apenas usados hoy en día. - Interferencias, ruidos.
Cable coaxial	400 MHz	800 Mbps	10 Mbps	- Resistente a ruidos e interferencias - Atenuación.
Fibra óptica	2 GHz	2 Gbps	100 Mbps	- Pequeño tamaño y peso, inmune a ruidos e interferencias, atenuación pequeña. - Caras. Manipulación complicada.
Microondas por satelital	100 MHz	275 Gbps	20 Mbps	- Se necesitan emisores/receptores.
Microondas terrestres	50 GHz	500 Mbps		- Corta distancia y atenuación fuerte. - Difícil instalar.
Láser	100 MHz			- Poca atenuación. - Requiere visibilidad directa emisor/ receptor.

TECNOLOGIAS LAN

Arquitectura LAN

Arquitectura del protocolo

En el modelo OSI , sólo hay diferencias entre LAN , MAN y WAN en las tres capas más bajas , que son la capa física , de control de acceso al medio y de control de enlace lógico .

En arquitecturas LAN , las tres primeras capas tienen las siguientes funciones :

Capa física :

• Codificación y decodificación de señales .

• Generación y eliminación de preámbulo .

• Transmisión y recepción de bits .

Control de acceso al medio ( MAC ) :

• Ensamblado de datos en tramas con campos de direccionamiento y detección de errores .

• Desensamblado de tramas , reconocimiento de direcciones y detección de errores .

• Control de acceso al medio de transmisión LAN .

Control de enlace lógico ( LLC ) :

• Interfaz con las capas superiores y control de errores y de flujo .

Cada capa toma las tramas y le añade una serie de datos de control antes de pasarla a la siguiente capa .

Cabecera MAC / Cabecera LLC / Cabecera IP / Cabecera TCP / Datos / Parte final MAC

/<--- segmento TCP ---->/

/<----------- datagrama IP ---------------->/

/<--------- unidad de datos de protocolo LLC ------------->/

/<---------------------------------------------- trama MAC ----------------------------------------------------->/

Topologías

1 .Topologías en bus y en árbol : En la topología en bus , todas las estaciones se encuentran conectadas directamente a través de interfaces físicas llamadas tomas de conexión a un medio de transmisión lineal o bus . Se permite la transmisión full-duplex y ésta circula en todas direcciones a lo largo del bus , pudiendo cada estación recibir o transmitir . Hay terminales a cada extremo del bus para que las señales no "reboten" y vuelvan al bus .

La topología en árbol es similar a la de bus pero se permiten ramificaciones a partir de un punto llamado raíz , aunque no se permiten bucles .

Los problemas asociados a estas dos topologías son que ya que los datos son recibidos por todas las estaciones , hay que dotar a la red de un mecanismo para saber hacia qué destinatario van los datos . Además , ya que todas las estaciones pueden transmitir a la vez , hay que implantar un mecanismo que evite que unos datos interfieran con otros .

Para solucionar estos problemas , los datos se parten en tramas con una información de control en la que figura el identificador de la estación de destino . Cada estación de la LAN está unívocamente identificada . Para evitar el segundo problema ( la superposición de señales provenientes de varias estaciones ) , hay que mantener una cooperación entre todas las estaciones , y para eso se utiliza información de control en las tramas .

2 . Topología en anillo : La red consta de una serie de repetidores ( simples mecanismos que reciben y retransmiten información sin almacenarla ) conectados unos a otros en forma circular ( anillo ) . Cada estación está conectada a un repetidor , que es el que pasa información de la red a la estación y de la estación a la red . Los datos circulan en el anillo en una sola dirección . La información también se desgaja en tramas con identificadores sobre la estación de destino . Cuando una trama llega a un repetidor , éste tiene la lógica suficiente como para reenviarla a su estación ( si el identificador es el mismo ) o dejarla pasar si no es el mismo . Cuando la trama llega a la estación origen , es eliminada de la red . Debe de haber una cooperación entre las estaciones para no solapar tramas de varias estaciones a la vez .

3 . Topología en estrella : En este caso , se trata de un nodo central del cuál salen los cableados para cada estación . Las estaciones se comunican unas con otras a través del nodo central . hay dos formas de funcionamiento de este nodo : este nodo es un mero repetidor de las tramas que le llegan ( cuando le llega una trama de cualquier estación , la retransmite a todas las demás ) , en cuyo caso , la red funciona igual que un bus ; otra forma es de repetidor de las tramas pero sólo las repite al destino ( usando la identificación de cada estación y los datos de destino que contiene la trama ) tras haberlas almacenado .

Control de acceso al medio ( MAC )

El MAC es el mecanismo encargado del control de acceso de cada estación al medio . El MAC puede realizarse de forma distribuida cuando todas las estaciones cooperan para determinar cuál es y cuándo debe acceder a la red . También se puede realizar de forma centralizada utilizando un controlador .

El esquema centralizado tiene las siguientes ventajas :

1 . Puede proporcionar prioridades , rechazos y capacidad garantizada .

2 . La lógica de acceso es sencilla .

3 . Resuelve conflictos entre estaciones de igual prioridad .

Los principales inconvenientes son :

1 . Si el nodo central falla , falla toda la red .

2 . El nodo central puede ser un cuello de botella .

Las técnicas de control de acceso al medio pueden ser síncronas o asíncronas . Las síncronas hacen que la red se comporte como de conmutación de circuitos , lo cuál no es recomendable para LAN y WAN . Las asíncronas son más aceptables ya que las LAN actúan de forma impredecible y por tanto no es conveniente el mantenimiento de accesos fijos . Las asíncronas se subdividen en 3 categorías : rotación circular , reserva y competición .

• Rotación circular: se va rotando la oportunidad de transmitir a cada estación , de forma que si no tiene nada que transmitir , declina la oferta y deja paso a la siguiente estación . La estación que quiere transmitir , sólo se le permite una cierta cantidad de datos en cada turno .Este sistema es eficiente cuando casi todas las estaciones quieren transmitir algo , de forma que el tiempo de transmisión se reparte equitativamente . Pero es ineficiente cuando sólo algunas estaciones son las que desean transmitir , ya que se pierde mucho tiempo rotando sobre estaciones que no desean transmitir .

• Reserva : esta técnica es adecuada cuando las estaciones quieren transmitir un largo periodo de tiempo , de forma que reservan ranuras de tiempo para repartirse entre todas las estaciones .

• Competición : en este caso , todas las estaciones que quieren transmitir compiten para poder hacerlo ( el control de acceso al medio se distribuyen entre todas las estaciones ) . Son técnicas sencillas de implementar y eficientes en bajas cargas pero muy ineficientes para cargas altas ( cuando hay muchas estaciones que quieren el acceso y además transmiten muchos datos ) .

Control de enlace lógico ( LLC )

Esta capa es la encargada de transmitir tramas entre dos estaciones sin tener que pasar por ningún nodo intermedio . Esta capa debe permitir el acceso múltiple . Esta capa debe identificar todos los posibles accesos a ella , ya sean de una capa superior como estaciones destino u otros .

• Servicios LLC : el LLC debe controlar el intercambio de datos entre dos usuarios , y para ello puede establecer una conexión permanente , una conexión cuando se requiera el intercambio de datos o una mezcla de ambas ( sólo se establece conexión permanente cuando sea necesaria ) .

• Protocolo LLC : hay varias formas de utilización de este protocolo que van desde envíos de tramas con requerimiento de trama de confirmación hasta conexiones lógicas entre dos estaciones previo intercambio de tramas de petición de conexión .

LAN en bus / árbol

Características de la topología en bus / árbol

Es una configuración multipunto . Hay que tener en cuenta que cuando dos estaciones intercambian datos , las señales que los portan deben de tener la suficiente potencia para llegar en unos ciertos márgenes al receptor . En esta configuración multipunto , las señales deben de equilibrase para todas las estaciones conectadas , lo cuál es mucho más complicado que para una conexión punto a punto . Cuando las distancias se hacen muy elevadas y hay muchas estaciones , no hay más remedio que establecer repetidores o amplificadores intermedios encargados del equilibrado de las señales .

Cable coaxial de banda base

Es el medio más utilizado en LAN .

En estas redes , las señales son digitales y se utiliza generalmente codificación Manchester . El espectro en frecuencias está totalmente utilizado , por lo que no es posible multiplexación en frecuencias .

La transmisión es bidireccional y la topología es en bus ya que las señales digitales son difíciles de ramificar . Además , la atenuación hace inviable la transmisión a larga distancia .

La longitud del cable es inversamente proporcional a la velocidad que pueden alcanzar las señales .

Usando repetidores se puede aumentar la longitud de la conexión . Estos repetidores son diferentes a los que hay en topologías de anillo , ya que deben retransmitir en ambas direcciones . Estos repetidores son invisibles al resto de la red ya que no almacenan información , sólo la repiten conforme llega .

Sólo se permite un camino entre dos estaciones para que no haya interferencias ( si el camino es muy largo , se intercalan repetidores ) .

Cable coaxial de banda ancha

En estos cables se usa señalización analógica . Así , es posible la multiplexación por división en frecuencias , sirviendo el mismo cable para varias conexiones . Estos cables permiten topología en árbol y en bus . La distancia permitida es muy superior a banda base ( ya que las señales analógicas alcanzan más espacio con menos interferencias y atenuación ) .

Este cableado sólo permite conexión unidireccional , por lo que para usar intercambios bidireccionales de información , es necesario el doble cableado de la red , uno de ida y otro de vuelta ( ambos se juntan en un extremo si es en bus o en la raíz si es en árbol ) .

Hay maneras de permitir el uso del mismo cable para señales en ambas direcciones , para ello , las señales en una dirección se envían en una gama de frecuencias y en la otra en otra gama de frecuencias . En el extremo ( en bus ) o en la raíz ( en árbol ) hay un circuito que intercambia las frecuencias y las devuelve por el otro camino ( ya que le llegan en frecuencia de entrada y las tiene que devolver en frecuencia de salida ) .

En la configuración de cable dual los caminos de entrada y salida son cables separados. En la configuración dividida los caminos de entrada son bandas de frecuencia en el mismo cable.

En la señalización analógica de banda portadora se utiliza todo el espectro de frecuencias para una sola transmisión bidireccional, con topología de Bus. En éste tipo de transmisión es posible prescindir de amplificadores ya que las frecuencias de utilización son bajas, menos sensibles a ala atenuación. La electrónica asociada es sencilla y barata.

Bus de fibra óptica

Hay dos formas de tratar las señales ópticas que provienen del bus por un nodo : una es tomando la señal óptica , convirtiéndola a señal eléctrica ( para que sea tratada por el nodo ) extrayendo la información de control y luego pasándola otra vez a señal óptica para reenviarla al bus ; la otra forma es quitando un poco de energía óptica y luego reinyectándola de nuevo . Ambas opciones tienen sus ventajas e inconvenientes ; la primera tiene las ventajas de la complejidad electrónica y los retardos y la segunda las pérdidas de energía .

Lo mismo que ocurría con el cable coaxial de banda ancha , como las señales son unidireccionales , es necesario utilizar dos buses ( uno de ida y otro de vuelta ) o un sólo bus con una terminación que se encarga de recibir por un lado y transmitir por el otro .

LAN en anillo

Características de las LAN en anillo

El anillo consta de varios repetidores que regeneran y transmiten unidireccionalmente de bit en bit . Cada repetidor sirve de punto de conexión de una estación al anillo . La información circula en paquetes que contienen información de control de la estación de destino . Cuando un paquete llega a un repetidor , éste lo copia y lo retransmite al siguiente repetidor , y si va dirigido a su estación de enlace lo envía allí y si no , lo elimina . Para impedir que un paquete de vueltas continuamente por el anillo se puede o bien eliminar por el repetidor de destino o por el repetidor de origen al llegar otra vez a él ( esto permite el envío a varias estaciones a la vez ) . Los repetidores pueden estar en tres estados posibles : escucha ( cuando recibe del anillo bits , comprueba si pertenecen a un paquete de su estación , y si lo son los envía por la línea de su estación y si no , los reenvía otra vez al anillo ) , transmisión ( el enlace tiene permiso para transmitir datos de su estación , entonces los pasa al anillo ) y cortocircuito ( el repetidor pasa sin demoras - sin comprobar la información de control - los bits otra vez al anillo ) .

Fluctuación en la temporización

Los repetidores no pueden evitar los errores de temporización , por lo que cuando hay muchos repetidores , estos errores se pueden agrandar y dar lugar a errores en los datos . Una forma de paliar esta situación es que los repetidores tengan circuitos de control de temporización .

Problemas potenciales en el anillo

El problema principal es la rotura de un enlace o el fallo de un repetidor , lo que implica que el resto del anillo quedará inservible . Además , cada vez que se introduzca un nuevo repetidor , habrá que adaptar a sus vecinos .

Arquitectura en estrella-anillo

Para solucionar los errores propios de la topología de anillo , se pueden utilizar híbridos de estrella-anillo , de forma que los posibles errores se pueden localizar . Además , se facilita la incorporación de nuevos repetidores .

Bus frente a anillo

Para grandes LAN , lo mejor es usar banda ancha en bus o árbol .

El método más barato para LAN pequeñas es la banda base , pero en anillo se pueden cubrir mayores distancias con menores errores .

En anillo , la fibra óptica es más efectiva que en bus y además , los enlaces punto a punto en anillo son más sencillos que los multipunto en las demás .

LAN en estrella

LAN en estrella con pares trenzados

El par trenzado es más barato que el cable coaxial , pero esto es aparente ya que la mayor parte del costo es de instalación , que es similar para los dos tipos de cable . Por lo que se tiende a utilizar coaxial ya que tiene mejores prestaciones .

Pero la gran difusión de los cables para teléfonos , que son pares trenzados , ha provocado que para pequeñas LAN , sea el tipo de cable más utilizado . Y estas LAN son generalmente topologías en estrella ( oficinas con terminales y un repetidor central ) . Cada estación tiene un cable de salida hacia el repetidor central y otro de entrada desde éste . Este esquema se comporta como una topología en bus , y por tanto puede haber colisiones de mensajes , para lo cuál se divide el sistema en subsistemas a los cuáles sólo algunas estaciones tienen acceso .

Estrella de fibra óptica

Hay conectores en los cuáles , la fibra óptica se comporta igual que los pares trenzados , lo cuál reporta los mismos problemas de colisiones de mensajes que el sistema anterior .

REDES DE AREA LOCAL ( LAN )

Ethernet y ethernet de alta velocidad ( CSMA / CD )

Estas redes utilizan banda base sensible a la portadora y detección de colisiones . Algunas utilizan banda ancha . El estándar más utilizado es el IEEE 802.3 .

Control de acceso al medio en IEEE 802.3

En estas redes , no hay un tiempo preestablecido de acceso al medio sino que cualquier estación puede acceder a él de forma aleatoria . Los accesos son de tipo competitivo .

La técnica más antigua utilizada es la ALOHA , que consiste en que si una estación quiere transmitir una trama , lo hace y espera el tiempo suficiente para que la estación de destino le de tiempo para confirmar la llegada de la trama . Si no llega la confirmación en ese tiempo , la estación vuelve a enviar la trama . Este proceso lo repite hasta que o bien recibe la confirmación o bien lo ha intentado una serie determinada de veces sin conseguir la confirmación . La estación receptora recibe la trama y si detecta que no hay error ( mediante unos códigos ) envía una confirmación . Puede ocurrir que dos tramas se interfieran ( colisión ) y entonces las dos son rechazadas , es decir que el receptor no envía confirmación .

El sistema ALOHA , aunque es muy sencillo , permite pocas cargas en la red ya que si hay muchas tramas circulando a la vez , la probabilidad de que interfieran ( y sean erróneas ) es muy grande .

La eficiencia de ALOHA es grande cuando las distancias entre estaciones es poca , ya que podría implementarse un mecanismo para que todas las estaciones dejaran de transmitir cuando una trama circulara por la red ( ya que la espera sería muy pequeña al ser la distancia poca ) . A esta técnica más sofisticada se le llama CSMA .

Es decir , con CSMA , la estación que desee transmitir escucha el medio para ver si hay ya una trama en él , y si no la hay emite su trama y espera confirmación para cerciorarse de que ha llegado a su destino correctamente . Las colisiones sólo se producirán si dos estaciones emiten tramas casi en el mismo instante .

Para evitar esta última ineficiencia , CSMA hace :

El emisor transmite si la línea está libre y si no , se aplica 2 .

En caso de que el medio esté ocupado , se espera hasta que esté libre .

Si se detecta una colisión , el emisor que la ha detectado envía una señal de interferencia para que todas las estaciones sepan de la colisión y dejen de transmitir ( para dejar de colisionar ) .

Después de emitir la interferencia , se espera un poco y se vuelve a emitir la trama .

De esta forma , CSMA sólo desaprovecha el tiempo en que se tarda en detectar una colisión . Dependiendo de la técnica de transmisión , la detección de colisión cambia .

Especificaciones IEEE 802.3 a 10 Mbps ( Ethernet )

Especificación 10base5: Utiliza cable coaxial , topología en bus , señalización digital Manchester , longitud máxima de segmento de cable ( entre cada par de repetidores ) es 500 metros , sólo hay un camino posible entre dos repetidores .

Especificación 10base2: similar a la anterior pero con cable más fino y menos costoso .

Especificación 10base-t: se usa cable de par trenzado apantallado aunque permite menor distancia , topología en estrella , debido al tipo de cable , las distancias máximas permitidas rondan los 100 metros .

Especificación 10 Ancha36: utiliza cable coaxial y banda ancha , cables de unos 2000 metros , modulación por desplazamiento de fase , codificación diferencial .

Especificación 10Base-F : fibra óptica , codificación Manchester ,.

Especificaciones IEEE 802.3 a 100 Mbps ( Ethernet a alta velocidad )

S4e utiliza MAC , dos enlaces físicos entre nodos ( cada uno en una dirección ) , pares trenzados apantallados o no apantallados de alta calidad o fibra óptica ., topología en estrella , codificación FDDI .

Anillo con paso de testigo y FDDI

Control de acceso al medio ( MAC ) en IEEE 802.5

Este método consiste en que existe una trama pequeña llamada testigo , que circula por la red cuando no hay ninguna estación transmitiendo . Cuando una estación desea transmitir , cuando le llega el testigo , lo coge , le cambia un cierto bit y le añade la trama de datos . Después envía la trama obtenida a su destino . Como el testigo ya no existe , las demás estaciones no pueden trasmitir . Cuando la trama enviada da toda la vuelta a la red , es captada otra vez por el emisor y éste introduce un nuevo testigo en la red . De esta forma , ya es posible que otra estación pueda emitir .

Para baja carga de la red , este sistema es poco eficiente , pero para cargas altas , es similar a la rotación circular , sistema muy eficiente y equitativo .

Una desventaja seria es que se pierda el testigo , en cuyo caso toda la red se bloquearía .

Los bits que se modifican en el anillo indican si la trama que acompaña al anillo ha llegado a su destino , si no ha llegado o si ha llegado pero no se ha copiado . Esta información de control es muy importante para el funcionamiento del sistema .

Especificación de la capa física de IEEE 802.5

Se utiliza un par trenzado apantallado con codificación Manchester Diferencial .

Control de acceso al medio en FDDI

FDDI no contiene bits de prioridad ni de reserva .

FDDI , cuando recibe una trama de testigo , lo cancela y no lo repite hasta que no ha enviado sus tramas de datos ( por lo que no es posible implementar prioridades de esta forma ) . FDDI envía un testigo de liberalización cuando ha enviado su última trama de datos , aun cuando no la haya recibido de vuelta del anillo . Mediante unos bits concretos en la trama . el emisor puede detectar que la trama ha sido recibida , que no lo ha sido con éxito o que la estación de destino no existe .

Para permitir algún tipo de compartición de la red entre todas las estaciones , éstas pueden solicitar su inclusión en un turno de rotación de tiempo de acceso síncrono ( igual para todas las estaciones que están "dadas de alta " en este sistema ) . Además , se mantiene el tipo de acceso asíncrono con paso de testigos .

La topología es en anillo . Se utiliza fibra óptica o pares trenzados apantallados o sin apantallar .

CONECTIVIDAD Y DISPOSITIVOS DE INTERCONEXIÓN

• HUBS : concentradores de cableado en estrella integrados por microprocesadores, memoria y protocolos como SNMP, características que lo convierten en un nodo inteligente en la red capaz de controlar y diagnosticar, incluso por monitoreo remoto.

• SWITCHING HUB O SWITCH ETHERNET : divide la LAN en varios segmentos limitando el trafico a uno o más segmentos en vez de permitir la difusión de los paquetes por todos los puertos. Dentro del Switch, un circuito de alta velocidad se encarga del filtrado y de permitir el transito entre segmentos de aquellos segmentos que tengan la intención de hacerlo.

• BRIDGES : consiste en un equipo que contiene dos puertos de comunicación, crea unas tablas en memoria que contienen todas las direcciones de MAC (direcciones de las tarjetas de comunicaciones), de ambos extremos, de tal manera que restringen el trafico de datos de un segmento a otro, no permitiendo el paso de tramas que tengan como destino una dirección del mismo segmento al que pertenece la estación de origen. Es conveniente el uso de los mismos cuando requerimos la interconexión de dos LAN's locales o remotas.

• ROUTERS : son dispositivos que nos permiten unir varias redes( más de dos, a diferencia de los bridge), tomando como referencia la dirección de red de cada segmento. Al igual que los bridges, los Routers restringen el trafico local de la red permitiendo el flujo de datos a través de ellos solamente cuando los datos son direccionados con esa intención. Brouters : dispositivos con funciones combinadas de bridge y router. Cuando se configura se le indica la modalidad en la cual va a funcionar, como bridge o como router.

CABLEADO ESTRUCTURADO

 

Es la organización de cables dentro de un edificio que recoge las necesidades de comunicación (teléfonos, ordenadores, fax, módems, etc.) actuales y futuras de las empresas. Este tipo de instalaciones hay que tenerlas en cuenta del mismo modo que se hace con la electricidad, agua, gas, etc.

 

Un sistema de cableado está determinado por el tipo de cable y la topología del sistema. Mientras que el tipo de cable decide la manera de realizar el sistema, la topología decide los costes de la instalación, los costes de la futura expansión, así como en algunos casos la complejidad de modificaciones puntuales dentro de la red.

 

A la hora de realizar el cableado de un edificio hay que tener en cuenta que la tecnología varía a tal velocidad que las nuevas tendencias pueden hacer quedar obsoleta cualquier solución adoptada que no prevea una gran capacidad de adaptabilidad.

 

Por este motivo aparece el concepto de “cableado estructurado”. Su intención es :

 

·      Capacidad de crecimiento a bajo coste.

·      Base para soportar todas las tecnologías de niveles superiores sin necesidad de diferentes tipos de cableado

·      Realizar una instalación compatible con las tecnologías actuales y las que estén por llegar.

·      Tener la suficiente flexibilidad para realizar los movimientos internos de personas y máquinas dentro de la instalación.

·      Estar diseñado e instalado de tal manera que permita una fácil supervisión, mantenimiento y administración. Es fácilmente gestionable y muy fiable

 

En definitiva, todas son razones básicamente económicas.

 

TOPOLOGÍAS EN EL CABLEADO ESTRUCTURADO

 

El cableado estructurado reduce todas las topologías a una sola, la estrella. Todos los puestos se unirán a través de los elementos de interconexión física a un único punto. Esto puede ser así porque cualquier topología se puede convertir en una estrella.

 

Las tres topologías puras existentes son anillo, estrella y bus (más las diferentes combinaciones de éstas). Del bus se pasará a la estrella a través del “teorema del punto gordo”. Convertiremos el anillo en una estrella si hacemos una “estrella de mar”.

 

El cableado estructurado consiste por tanto en fijar una disposición física del cable tirado en una instalación, de tal modo que se optimizen al máximo las posibilidades de una LAN y nos permita una gran facilidad de manejo y migración a nuevas tecnologías y situación física de los usuarios y servidores.

 

 

 

ESTÁNDARES

 

Dada la gran variedad de fabricantes y filosofías, para conseguir que el cableado sirva para todas ellas y las que estén por venir, es necesario que exista una normativa en cuanto a lo que va a correr por la red, cómo lo va a hacer y lo que precisa para que esto ocurra. Es vital fijar los parámetros, que deben ser comunes para todos, de tal manera que la forma en la que esté realizada la infraestructura no fije un modo de funcionamiento para cada una de ellas, y además, es preciso que todos los dispositivos (actuales y en desarrollo) se adapten a estas normas.

Existen una serie de organizaciones y comités internacionales que se encargan de fijar una serie de “reglas generales para todos”. (ANSI, CCITT, EIA/TIA).

 

NORMATIVAS PARA EL CABLEADO ESTRUCTURADO

 

El Sistema de Cableado constituye el nivel de infraestructura básica de una red de comunicaciones corporativa, su buen diseño y correcta instalación son de suma importancia teniendo en cuenta que es una de las principales causas que pueden afectar al buen funcionamiento de una red. Por otra parte, siempre hay que tener presente los estándares que marcan la calidad en un Sistema de Cableado, utilizando material de fabricantes reconocidos y las instalaciones se deben llevar a cabo siguiendo las normativas más adecuadas en cada caso

 

Un sistema de cableado estructurado tiene (en su parte física) dos partes fundamentales, y en este sentido están fijados por las normas.

 

·      Por un lado tenemos el cable en sí mismo, y las normas exigen para cada cable y para cada modo de funcionamiento unas determinadas formas de comportamiento, fundamentalmente relacionadas con la velocidad de transmisión, la longitud del cable y la atenuación que se produce en la señal.

·      Por otra parte tenemos el modo de conexionar el cable, fijándose una serie de recomendaciones en el sentido de hacer lo más común para todas las instalaciones la manera de conectar los distintos subsistemas que forman parte de la red.

 

CABLES: TIPOS DE CABLES EN EL CABLEADO ESTRUCTURADO

 

Aunque existen muchos tipos de cables, al estandarizar las instalaciones se ha limitado, por sentido común, la utilización de dos tipos de cables : el Par Trenzado en cobre y la Fibra Óptica. Una masiva utilización de estos cables ha permitido que los precios de fabricación bajen. La menor utilización del cable coaxial se debe a su mayor coste, menor flexibilidad en cuanto a sus posibilidades de uso y un mayor tamaño que complica su tendido y aumenta la ocupación de los conductos.

 

La importancia de los cables es fundamental en la construcción de la red, pues determinan el límite de velocidad de ésta.

 

 

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Comunicación de datos

Ismael Alday Esquivel