Medios de Transmisión.

Los medios de transmisión son el canal o medio por el cual un emisor y un receptor logran vincularse, por lo tanto las características de un canal son dependientes de las características de los medios de transmisión que la componen, estos se pueden clasificar en dos grupos: 

Medios de Trasmisión Guiados.-

Son aquellos en los que el medio de transmisión de datos es físico (Cableado) desde un dispositivo a otro. En este tipo de medios es el propio medio el que determina las limitaciones de la transmisión sean: velocidad de transmisión, ancho de banda, el espaciado entre repetidores, la capacidad de soportar interferencia electromagnética, simplicidad de instalación, etc.

Existen tres tipos de medios guiados para la transmisión de datos: 

Cable de Par Trenzado.-

El par trenzado surge en 1985 como sustituto o alternativa al cable coaxial, representando una mejora destacable en la telemática.

• Estructura.

Este cable consiste en alambres de cobre aislados con polietileno de doble capa diferenciados por colores que se entrelazan de forma helicoidal (espiral por pares) para reducir la interferencia eléctrica respecto a los otros cables. En el caso de las redes computacionales utilizamos el cable par trenzado de 8 hilos con terminales de conexión RJ-45 (Donde RJ = Registro de Jack, y el 45 = Esquema de numeración de pins).

• Características.

1. Hilos de cobre recocido
2. Aislante de polietileno
3. Longitudes de torsión diferentes
4. Los pares forman capas concéntricas

• Tipos.

El cableado de par trenzado se divide en tres tipos:

1. UTP.- Par trenzado sin blindaje con impedancia de 100 ohmios.
2. STP.- Par trenzado blindado con impedancia de 150 ohmios.
3. FTP.- Par trenzado con blindaje global e impedancia de 120 ohmios.

La selección del tipo de cable que utilizaremos esta sujeta a los sitios por donde pasara el cableado para evitar daño físico o interferencia electromagnética (intemperie, cableado eléctrico, motores, etc.).

• Categorías.

Las categorías denotan específicamente las características eléctricas de los cables tales como velocidad, impedancia, atenuación y alcance máximo de línea.

Categoría 1 y 2.- Diseñado principalmente para líneas telefónicas con un máximo de 4Mbps de velocidad de transferencia de datos.

Categoría 3.- Diseñado para redes de ordenadores con un máximo de 16 Mbps de velocidad de transferencia y un ancho de banda de 16Mhz.

Categoría 4.- Diseñado para redes de ordenadores tipo anillo como token ring con un máximo de 20 Mbps de velocidad y un ancho de banda de 20 Mhz. Por sus características de aislamiento es ideal para ambientes industriales.

Categoría 5.- Categoría estándar para redes LAN con un máximo de 100Mbps de velocidad de transferencia y un ancho de banda de 100 Mhz.

Categoría 5e.- Categoría 5 mejorada, minimiza la interferencia.

Categoría 6.- ya se utiliza pero aun no esta estandarizada, se definirán sus características para trabajar con anchos de banda de 250 Mhz.

Categoría 7.- no esta definida ni estandarizada.

Cable coaxial.-

Implementado alrededor de 1930, el cable coaxial esta formado por un hilo de cobre que es por donde se transportan los datos, el cual esta envuelto por un elemento aislante que a su vez esta recubierto de una malla de metal cuya función es absorber ruidos a fin de proteger la información, esta malla también actúa como retorno de corriente y referencia a tierra. El cable coaxial es utilizado para transmitir señales eléctricas de alta frecuencia.

Los cables coaxiales de dividen en dos tipos:

• Thicknet (RG-8/U).- Tiene un grosor de 127mm y un alcance de hasta 500mts. (en desuso).
• Thinnet (RG-58 o RG-59).- Tienen un grosor aproximado de 65mm y un alcance de 185mts. aproximadamente la variante entre el RG-58 y el RG-59 es la impedancia que es 50 ohms y 75 ohms respectivamente.

Utiliza conectores de tipo BNC soldables.

Fibra óptica.-

La fibra óptica utiliza la luz para transmitir información binaria, un cable de fibra óptica esta formado por tres partes concéntricas.

• El núcleo.- consta de una o mas hebras de cristal o plástico recubiertas del mismo material pero de propiedades ópticas distintas a las del núcleo.
• Capa exterior.- La capa que recubre las fibras debe ser de un material opaco y altamente resistente.
• Fuente de luz.- convencionalmente un pulso de luz representa un bit 1 y la ausencia de luz un bit 0.

Existen tres formas de transmisión de datos por fibra óptica:

• Monomodo.- 

En este modo la luz viaja por el eje del cable. (Este modo es mucho más rápido ya que el núcleo no permite la dispersión). El núcleo tiene un radio de 10µm y la cubierta de 125µm.

• Multimodal.-

Las ondas de luz entran en la fibra con distintos ángulos y van rebotando en las paredes del núcleo. El núcleo tiene un radio de 100µm y una cubierta de 140µmPoco distancia respecto al monomodo.

• Multimodal de Índice Gradual.-

La luz se transmite por el interior del núcleo mediante una refracción gradual debido a que el núcleo de construye con un índice de refracción que va en aumento desde el centro a lo la luz se transmite por el interior del núcleo mediante una refracción gradual debido a que el núcleo de construye con un índice de refracción que va en aumento desde el centro a los extremos. Tiene el mismo diámetro que las multimodal.

Medios de Transmisión no guiados.-

Los medios de transmisión no guiados son aquellos que no necesitan de un medio fisico (cable) para transmitir o recibir información, el envio y recepcion de información de se llevan a cabo a travez de antenas y otros dispositivos.

La configuración de las transmisiones no guiadas es de manera direccional y omnidireccional a continuación describiremos a grandes rasgos cada una de ellas:

• Antena Direccional.-

En las antenas direccionales, la antena emisora transmite energia electromagnetica concentrandola en un solo haz de frecuencia, como ventaja podemos observar una mayor distancia de cobertura sin atenuación ni perdida de datos, en contraparte como desventaja tenemos el hecho de que las antenas deben estar perfectamente alineadas de lo contrario no se establece una buena conexión.

• Antena Omnidireccional.-

En las antenas omnidireccionales la transmisión de la energia electromagnetica se hace de manera dispersa en todas direcciones formando una semiesfera dependiendo de los DBi´s de ganancia de la misma esta semiesfera se ira cerrando hacia los laterales de la antena (A mayor DBi´s mayor alcance pero con un angulo mas cerrado).

Tipos.-

Una parte importante a tener en cuenta en la transmisión de datos por medios no guiados son los factores que influyen en la perdida o atenuación de nuestra señal, existen en la actualidad diferentes medios de transmisión no guiados:

• Infrarrojos.-

Los infrarojos son ondas electromagnéticas que se propagan en línea recta siendo suceptibles de ser interrumpidas por cuerpos opacos. Su uso no precisa licencias administrativas ni se ve afectado por interferencias radioeléctricas externas.

Se utiliza principalmente cuando la información a transmitir no es pesada y esta mas dirigida a distancias muy cortas. Su longitud de onda es de 850-900 nm, razon por la cual es afectado por otras fuentes luminosas, y no atraviesa muros.

• Bluetooth.-

Bluetooth SIG(special interest group) fue fundado en febrero de 1998 por las compañías Ericsson, Intel, IBM, Toshiba, y Nokia. En julio de 1999 se publica la versión 1.0 de la especificacion Bluetooth. IEEE aprobó finalmente el estándar 802.15.1 como compatible totalmente con la tecnología bluetooth v1.1, en el estándar se definen las especificaciones de la capa física y MAC para las redes WPAN.

La tecnología bluetooth posibilita la transmisión de datos entre diferentes dispositivos en las redes inalambricas de area personal (WPAN) mediante el uso de una frecuencia de 2.4GHz. La finalidad principal es poder crear pequeñas redes inalambricas facilitando la comunicación y el intercambio de datos entre dispositivos moviles y fijos, asi como la sincronización automática al entrar en una misma área de influencia. 

• Microondas.-

Se distinguen dos tipos de microondas dependiendo de la forma de transmisión: microondas terrestres y microondas por satelite.

Microondas terrestres.-

Se emplea una propagacion en en linea de vista en la que se dispone de una antena parabolica que debe estar perfectamente alineada a la antena receptora. Este tipo de microondas se emplean en las telecomunicaciones para transmitir televisión y voz a largas distancias. su banda de frecuencias oscila entre 1 y 40 GHz. A mayor frecuencia mayor atenuación de señal.

Microondas satelitales.-

A diferencia de las microondas terrestres las microondas satelitales lo que hacen básicamente es retransmitir información, se usa como enlace entre dos o mas transmisores/receptores terrestres llamados estaciones base. El satélite funciona como espejo sobre el cual rebota la señal se corrige, se amplifica y es transmitida a una o mas antenas en tierra.

• Laser.-

Las ondas laser son unidireccionales, principalmente son utilizadas como conexión punto a punto para comunicar dos edificios o construcciones siempre y cuando entre ellas no exista ningún obstáculo. Se coloca un emisor en un edificio y un receptor (fotodetector) en el otro.

• Wireless.-

Para definir wireless podemos tomar como referencia una WLAN (wireless local área network) que no es otra cosa que una rede de área local inalámbrica que forma un sistema de comunicaciones de datos pudiendo ser una extensión de de una red cableada pero con la ventaja de la movilidad de los usuarios.

El estándar 802.11b es un estándar de redes WLAN que opera bajo una frecuencia de 2.4GHz.

El estándar 802.11b fue liberado en 1999 por el IEEE (institute of electronics and electrical enginers) y define dos componentes principales, una estación inalámbrica la cual puede ser una pc o una laptop con una NIC y un punto de acceso el cual actua como conector entre la red inalámbrica y la red cableada.

Normas 568-A y 568-B.

Para que todos los cables funcionen en cualquier red se siguen normas que definen los tipos de cables, distancias, conectores, arquitecturas, requisitos de instalación, terminaciones de cables, características de rendimiento, y métodos de pruebas de los cables al momento de fabricarlos y al momento de hacer las conexiones.

Las  normas que  regulan la manera de conectar los equipos por cables de par trenzado de 8 hilos son:

Norma 568-A.

Esta norma fue emitida en 1991 como TIA/EIA-568-A.1-1991 y se actualizo en 1995 con la finalidad de servir de regulador para los productos y servicios de telecomunicaciones en edificios comerciales.

Características:

Regula los sistemas de cableado estructurado para edificios comerciales.

Soporte para tecnología presente y futura por un periodo de 10 años.

Estandariza el cableado de telecomunicaciones en un ambiente multiproveedor.

Usos:

Esta normativa permite los servicios de video conferencia, consulta a base de datos, transferencia de documentos entre dispositivos, e-mail, telefonía, etc. Todo esto a través de cableado UTP de categoría 5 (actualmente 5e).

El orden de colores de esta norma es:

 Blanco-verde, verde, blanco-naranja, azul, blanco-azul, naranja, blanco-café, café.

Norma 568-B.

Esta norma fue emitida en el año 2001 como TIA/EIA-568-B para regular el cableado de telecomunicaciones en edificios comerciales para sustituir a la norma TIA/EIA-568-A.

La norma 568-B se divide en tres documentos que se constituyen como normas separadas en esta sección nos centraremos en la norma ANSI/TIA/EIA-568-B.2-2001 que es la que concierne a cableado de red Ethernet las otras dos las conciernen a fibra optica.

El orden de los colores de esta norma es:

Blanco-naranja, naranja, blanco-verde, azul, blanco-azul, verde, blanco-café, café.

La diferencia entre ellas es el orden de los colores para conectar con el RJ-45.

 

Concentradores.-

Se conoce como concentrador (HUB) al dispositivo que actua como punto de conexión central entre los nodos de una red, los dispositivos conectados a un concentrador deben ser miembros de un mismo segmento de red y compartirán el ancho de banda del concentrador para comunicarse.

El uso de concentradores comenzó a darse como una solución al problema que se presentaba con las redes de tipo bus lineal ya que si el cable se dañaba no funcionaba la red.

Clasificación.-

 Los concentradores puedes clasificarse en dos tipos:

Activos.- realizan la regeneración de la señal que reciben antes de ser enviada.

Pasivos.- no regeneran la señal y se limitan solo interconectar los equipos.

Conmutadores.-

Los conmutadores conocidos mas comúnmente como Switch son dispositivos que permiten la interconexión de equipos para formar redes de área local a nivel de enlace, su principal función es segmentar la red para aumentar su rendimiento, filtran y dirigen tramas entre los segmentos de una red de área local dándonos un ancho de banda dedicado es decir forman un circuito virtual entre el equipo emisor y el receptor disponiendo de todo en ancho de banda del medio durante una fracción de segundo.

La función del switch es tomar la mac de una trama de datos y enviar la información por el puerto correspondiente evitando asi colisiones y mejorando el desempeño de la red.

Router.-

El router es un dispositivo que nos permite interconectar redes que se trabajen en capas de red diferentes, trabaja en el nivel de red, los protocolos de comunicación en los niveles superiores deben ser iguales en ambos extremos del router.

Es utilizado en instalaciones grandes donde sea necesario crear subredes, un router es el el equivalente de una pc gestionando varias conexiones de red(los primeros routers eran pc´s) los routers son compatibles con NAT lo uqe hace posible usarlos en redes grandes disponiendo de gran cantidad de maquinas y poder crear subredes sin ningún problema.

Puede configurarse para el filtrado de los paquetes, haciendo las funciones de firewall.

Repetidor.-

Este dispositivo solo amplifica la señal de la red y es útil en las redes que se extienden por grandes distancias, funciona tomando una señal débil e incrementando su potencia esto puede hacerse hasta cierto limite de distancia ya que la señal se ira atenuando y perdiendo calidad (se filtra demasiado ruido).

Topologías de Red.-

Las topologías de red no es otra cosa que la forma en que esta estructurada una red, es decir la forma en que se conectan los equipos en una red de ordenadores, a las redes que utilizan mas de una topología en su estructura se le conoce como hibrida.

Topologías físicas.-

Es la disposición física de los equipos en la red, dentro de la topología física podemos diferenciar 2 tipos de conexines:

Punto a punto.

Existen varias conexiones entre parejas de estaciones adyacentes, sin intermediarios.

Multipunto.

Cuentan con un único canal de conexión compartido por todas las estaciones de la red, es decir un datos que se envie a una estación es recibido por todas las demás.

Tipos.-

Existen diferentes topologías a continuación haremos mención de las mas comunes:

Topología en anillo.-

En esta topología los equipos se conectan a una misma línea de transmisión formando un anillo donde cada equipos esta conectado al siguiente y al siguiente hasta dar la vuelta completa y el ultimo equipo de la red se conecte de nuevo al primero, el inconveniente principal de esta topología es que si un nodo cae la comunicación entre los equipos restantes se pierde. En esta topología el modo de comunicación es por token.

Topología en árbol.-

En esta topología los nodos están colocados en forma de árbol es decir existe una línea principal a la cual se conectan varias redes individuales en estrella, una de sus ventajas es que si un nodo falla la comunicación entre los demás equipos no se interrumpe.

Topología en bus lineal.-

Topología en la que todos los nodos se conectan a un único canal y no tiene ninguna otra conexión entre nodos, es decir que cada dispositivo esta conectado a un cable común, la topología en bus permite que todos los dispositivos de la red puedan ver las señales de los demás dispositivos sin restricción alguna, la desventaja principal de la topología en bus es el trafico en la red además de las colisiones, este tipo de red es común en pequeñas redes que usen hub´s o switches,

Topología en estrella.-

En esta topología los equipos están conectados directamente al servidor u ordenador central y todas las comunicaciones se llevan a cabo a travez de el. Esta topología es de fácil supervisión y control de información ya que todo pasa por el conmutador que es el que gestiona la distribución de la información, la mayor ventaja de este tipo de red es la capacidad de agregar o eliminar equipos de la red sin afectar la estabilidad de la misma debido a que cada nodo es independiente de los demás.

Topología en malla.-

La topología en malla es una topología en la que cada nodo esta conectado a uno o mas de los nodos de la red, los que hace posible la transmisión de datos de un nodo a otro por diferentes rutas.

Topología inalámbrica.-

La topología inalámbrica es la mas versátil de todas las topologías ya que hace posible conectar un equipo a una red local sin necesidad de instalación o medios físicos lo que nos permite ubicarnos en cualquier lugar dentro del alcance de la red, la desventaja mas grande de esta topología es la seguridad, aunque existen en la actualidad potentes métodos de cifrado de datos sigue siendo un factor a considerar.

Topología lógica.-

Se refiere principalmente al método que usa un nodo para comunicarse con los demás en la red, y tiene que ver con la ruta que siguen los datos a viajar de un modo a otro.

La topología lógica broadcast.-

En esta topología cada equipo envía sus datos a todos los demás equipos en la red, no existe una orden que las estaciones deban seguir para utilizar la red, es por orden de llegada del dato.

Se puede asignar un solo canal de broadcast usando:

Asignación estatica.-

Su usa un tipo de multiplexacion sea MDF o MDT para dividir el ancho de banda en partes iguales, para que cada usuarios pueda ocupar una parte.

Asignación dinámica.- 

Usa mejor el ancho de banda basado en 5 protocolos principales:

1. Modelo de estación.
   Canal único.
   Choques.
   Tiempo continuo o dividido.
   Detección de portador.

La topología lógica Token.-

La transmisión de tokens controla el acceso a la red mediante la transmisión de un token a cada equipo de forma secuencial, cuando el equipo recibe el token puede enviar datos a través de la red, si no tiene datos que enviar transmite el token al siguiente equipo.

Protocolos de red.-

En la tematica de las redes informaticas, un protocolo es el lenguaje (conjunto de reglas formales) que permiten la comunicación entre los nodos de una red, ya que al contar con un lenguaje comun de comunicación entre ellas no se presentaran problemas d compatibilidad.

En la actualidad existen diferentes tipos de protocolos a nivel de la capa de aplicación en Internet como lo serian:

http, ftp, tcp, tcp/ip, pop3, smtp, ssh, imap

Los protocolos pueden clasificarse en:

Protocolos de Internet.

Es el protocolo para la comunicación en una red a travez de paquetes conmutados, los datos se envian en bloques conocidos como paquetes (datagramas) de un tamaño determinado, los paquetes poseen una cabecera con información sobre la maquina de origen y la de destino (direcciones ip), con esto el router determina por que ruta enviara el paquete.

Actualmente utilizamos la version IPv4 para la transmisión de datos, posteriormente se tuilizara la version IPv6.

Los protocolos de red.

Son el conjunto de reglas que regulan y especifican el intercambio de datos entre dispositivos, la manera especificada para clasificar los protocolos de red es con el modelo OSI (Open Systems Interconnection).

Modelo OSI (Interconexion de Sistemas Abiertos).-

El modelo OSI es un conjunto de normas universal para los protocolos de comunicación que se comenzo a implementar en 1984, fue propuesto por la International Estándar Organization (ISO) y divide las tareas de red en 7 niveles.

Este conjunto de normas proporciona estandares que aseguran la compatibilidad e interoperabilidad entre distintas de red, ya que en los comienzos de las redes se presentaban problemas de compatibilidad debido a que cada empresa tenia sus propios protocolos de comunicación. 

El modelo OSI cuenta con 7 niveles o capas:

Los protocolos de tunelizado.

Son aquellos en los que se encapsula un protocolo de sesion dentro de otro, esto se utiliza para transportar un protocolo determinado a travez de una red que normalmente no nos dejaria, tambien puede utilizarse para crear redes VPN

Un ejemplo de este protocolo es el protocolo SSH que se utiliza para crear tuneles virtuales y crear un canal seguro en Internet.

Cableado estructurado.-

Se le llama cableado estructurado al conjunto de cables, conectores y dispositivos que forman la infraestructura de telecomunicaciones de un edificio siempre y cuando cumplan con los estandares para formar parte de la condicion de cableado estructurado, de esta manera en sistemas de cableados muy grandes tengamos flexibilidad de instalacion e independenca de protocolos que a su vez nos dan capacidad de crecimiento, sin tener que hacer grandes modificacionesen la estructura de la red.

Espero les sea de utilidad, agradecere sus comentarios...