Adaptadores de red. Tarjetas para red Token Ring

Una tarjeta de red o adaptador de red es un periférico que permite la comunicación con aparatos conectados entre sí y también permite compartir recursos entre dos o más computadoras (discos duros, CD-ROM, impresoras, etc). A las tarjetas de red también se les llama NIC (por network interface card; en español "tarjeta de interfaz de red"). Hay diversos tipos de adaptadores en función del tipo de cableado o arquitectura que se utilice en la red (coaxial fino, coaxial grueso, Token Ring, etc.), pero actualmente el más común es del tipo Ethernet utilizando una interfaz o conector RJ-45.

Aunque el término tarjeta de red se suele asociar a una tarjeta de expansión insertada en una ranura interna de un computador o impresora, se suele utilizar para referirse también a dispositivos integrados (del inglés embedded) en la placa madre del equipo, como las interfaces presentes en las videoconsolas Xbox o las computadoras portátiles. Igualmente se usa para expansiones con el mismo fin que en nada recuerdan a la típica tarjeta con chips y conectores soldados, como la interfaz de red para la Sega Dreamcast, las PCMCIA, o las tarjetas con conector y factor de forma CompactFlash y Secure Digital SIO utilizados en PDAs.

Cada tarjeta de red tiene un número de identificación único de 48 bits, en hexadecimal llamado dirección MAC (no confundir con Apple Macintosh). Estas direcciones hardware únicas son administradas por el Institute of Electronic and Electrical Engineers (IEEE). Los tres primeros octetos del número MAC son conocidos como OUI e identifican a proveedores específicos y son designados por la IEEE.

Token Ring

Las tarjetas para red Token Ring han caído hoy en día casi en desuso, debido a la baja velocidad y elevado costo respecto de Ethernet. Tenían un conector DB-9. También se utilizó el conector RJ-45 para las NICs (tarjetas de redes) y los MAUs (Multiple Access Unit- Unidad de múltiple acceso que era el núcleo de una red Token Ring).

ARCNET

Las tarjetas para red ARCNET utilizaban principalmente conectores BNC y/o RJ-45.

Ethernet

Las tarjetas de red Ethernet utilizan conectores RJ-45 (10/100/1000) BNC (10), AUI (10), MII (100), GMII (1000). El caso más habitual es el de la tarjeta o NIC con un conector RJ-45, aunque durante la transición del uso mayoritario de cable coaxial (10 Mbit/s) a par trenzado (100 Mbit/s) abundaron las tarjetas con conectores BNC y RJ-45 e incluso BNC / AUI / RJ-45 (en muchas de ellas se pueden ver serigrafiados los conectores no usados). Con la entrada de las redes Gigabit y el que en las casas sea frecuente la presencias de varios ordenadores comienzan a verse tarjetas y placas base (con NIC integradas) con 2 y hasta 4 puertos RJ-45, algo antes reservado a los servidores.

Pueden variar en función de la velocidad de transmisión, normalmente 10 Mbit/s] ó 10/100 Mbit/s. Actualmente se están empezando a utilizar las de 1000 Mbit/s, también conocida como Gigabit Ethernet y en algunos casos 10 Gigabit Ethernet, utilizando también cable de par trenzado, pero de categoría 6, 6e y 7 que trabajan a frecuencias más altas.

Las velocidades especificadas por los fabricantes son teóricas, por ejemplo las de 100 Mbit/s realmente pueden llegar como máximo a unos 78,4 Mbit/s

Wi-Fi

También son NIC las tarjetas inalámbricas o wireless, las cuales vienen en diferentes variedades dependiendo de la norma a la cual se ajusten, usualmente son 802.11a, 802.11b y 802.11g. Las más populares son la 802.11b que transmite a 11 Mbit/s (1,375 MB/s) con una distancia teórica de 100 metros y la 802.11g que transmite a 54 Mbit/s (6,75 MB/s).

La velocidad real de transferencia que llega a alcanzar una tarjeta WiFi con protocolo 11.b es de unos 4 Mbit/s (0,5 MB/s) y las de protocolo 11.g llegan como máximo a unos 20 Mbit/s. Actualmente el protocolo que se viene utilizando es 11.n que es capaz de transmitir 600 Mbit/s. Actualmente la capa física soporta una velocidad de 300 Mbit/s, con el uso de dos flujos espaciales en un canal de 40 MHz. Dependiendo del entorno, esto puede traducirse en un rendimiento percibido por el usuario de 100 Mbit/s.

¿Cuál es el rol de una tarjeta de red?

Una tarjeta de red es la interfaz física entre el ordenador y el cable. Convierte los datos enviados por el ordenador a un formato que puede ser utilizado por el cable de red, transfiere los datos a otro ordenador y controla a su vez el flujo de datos entre el ordenador y el cable. También traduce los datos que ingresan por el cable a bytes para que el CPU del ordenador pueda leerlos. De esta manera, la tarjeta de red es una tarjeta de expansión que se inserta a su vez en la ranura de expansión.

Preparación de datos

Las rutas que toman los datos en un ordenador se denominan "buses". Muchas rutas simultáneas hacen que los datos se desplacen en paralelo y no en forma serial (uno después del otro).

Los primeros buses transportaban 8 bits por vez.

El ordenador IBM PC/AT introdujo el primer bus de 16 bits.

Actualmente, la mayoría de los buses son de 32 bits. Sin embargo, los datos viajan en cables en series (sólo un canal) y se mueven en un solo sentido. El ordenador puede enviar O recibir datos, pero no puede efectuar ambas operaciones en forma simultánea. De esta manera, la tarjeta de red reestructura un grupo de datos que llega en paralelo y los convierte en una secuencia de datos en serie (1 bit).

Es por esta razón que se transforman las señales digitales en señales eléctricas u ópticas capaces de viajar por los cables de red. El dispositivo encargado de esta transformación se denomina transceptor.

El rol del identificador

La tarjeta convierte datos e indica su dirección al resto de la red para que pueda distinguirse de las otras tarjetas de red.

Direcciones MAC: definidas por el IEEE (Instituto de Ingenieros en Electricidad y Electrónica), que asigna intervalos de direcciones para cada fabricante de tarjetas de redes.

Están inscriptas en los chips de las tarjetas; cada tarjeta posee una dirección MAC que le es propia y, por lo tanto, única en la red.

Otras funciones de las tarjetas de red

El ordenador y la tarjeta deben comunicarse entre sí para que puedan proceder al intercambio de información. De esta manera, el ordenador asigna parte de su memoria a las tarjetas que tienen DMA (Acceso directo a la memoria).

La interfaz de la tarjeta indica que otro ordenador está solicitando datos del ordenador. El bus del ordenador transfiere los datos de la memoria del ordenador a la tarjeta de red.

Si los datos se desplazan demasiado rápido como para que el adaptador proceda a su procesamiento, se colocan en la memoria del búfer de la tarjeta (RAM), donde se almacenan temporalmente mientras se siguen enviando y recibiendo los datos.

Envío y control de los datos

Antes de que la tarjeta de red que envía los datos los transmita, dialoga electrónicamente con la tarjeta de recepción con el objetivo de solucionar los siguientes temas:

Tamaño máximo de los bloques que se enviarán

Cantidad de datos a enviar antes de enviar la confirmación

Intervalos entre transmisiones de datos parciales

Período de espera antes de enviar la confirmación

Cantidad de datos que cada tarjeta puede contener antes de verse desbordada

Velocidad de la transmisión de datos Si una tarjeta más reciente y avanzada se comunica con una más lenta, se verán obligadas a compartir la misma velocidad de transmisión. Algunas tarjetas poseen circuitos que le permiten ajustarse a las velocidades de transmisión de cartas más lentas.

Existe entonces una aceptación y un ajuste de las configuraciones propias a cada una, antes de que se puedan enviar y recibir los datos.

Parámetros de configuración de la tarjeta

Las tarjetas de red presentan opciones de configuración: Entre ellas:

Interrupción (IRQ): en la mayoría de los casos, las tarjetas de red utilizan las IRQ 3 y 5. Se recomienda utilizar la IRQ 5 (si está disponible); la mayoría de las tarjetas la utilizan de manera predeterminada.

Dirección base de entrada/salida (E/S): cada dispositivo debe tener una dirección diferente para el puerto correspondiente.

Dirección de memoria: designa la ubicación de la memoria RAM en el ordenador. La tarjeta de red utiliza esta ranura como búfer la información que entra y sale. Esta configuración puede denominarse Dirección de inicio de RAM. Por lo general, la dirección de la memoria de la tarjeta es D8000. En algunas tarjetas se suele omitir el último 0. Se debe tener cuidado de no elegir de no elegir una dirección que ya esté siendo utilizada por otro dispositivo. Sin embargo, debe tenerse en cuenta que, en ocasiones, algunas tarjetas de red no poseen una dirección de memoria configurable porque no usan las direcciones de la memoria RAM del equipo.

El transceptor

Dispositivos de Conectividad

Repetidores

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 largas distancias sin degradación o con una degradación tolerable.

Proceso de las señales mediante un repetidor: Cuando las señales

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