Comunicacion Y Redes

Topología en bus

Todos los elementos de una red o nodos se conectan de forma directa a través de una interfaz física o toma de conexión a un medio de transmisión lineal o bus. El bus está delimitado en sus extremos por unas resistencias o terminadores que tienen como misión absorber las señales que viajan por el bus cuando lleguen al final del mismo.

La comunicación entre el nodo y la toma de conexión es full-duplex, por lo que es posible la transmisión y recepción de datos simultáneamente a través del bus. Cuando un nodo transmite información, esta se propaga través del bus en ambos sentidos y es recibida por el resto de nodos.

Topología en árbol

Es una generalización de la topología de bus en la que el cable se desdobla en varios ramales sin bucles cerrados. Al igual que l topología en bus, las transmisiones se propagan por cada ramal de la red y llegan a todos los nodos o estaciones de red. Tiene un nodo de enlace troncal, generalmente ocupado por un hub o switch, desde el que se ramifican los demás nodos por lo que la falla de un nodo no implica interrupción en las comunicaciones. Por su forma podría confundirse con una topología estrella pero la diferencia está en que el árbol no tiene un nodo central.

Topología en anillo

La red la compone un conjunto de repetidores unidos por enlaces punto a punto unidireccional, formando un bucle cerrado o anillo. Un repetidor es un dispositivo que tiene como misión recibir datos del nodo o estación de trabajo y transmitirlos secuencialmente bit a bit. Al igual que en las topologías de bus y árbol, cuando una estación de trabajo transmite información a través del repetidor, ésta se divide en tramas. Estas tramas viajan por el anillo en un solo sentido. La topología anillo puede ser utilizada para proporcionar enlaces de muy alta velocidad sobre distancias largas. Puede proporcionar, potencialmente, mejor rendimiento que cualquier otra topología. Una desventaja es que un fallo de un solo enlace o de un repetidor puede inutilizar la red entera a menos que se tenga un anillo de respaldo.

Topología en estrella

Cada nodo de la red está conectado a un nodo central común, normalmente este nodo común suele ser un concentrador, conmutador o repetidor.

Generalmente la conexión entre un nodo y el nodo central común se hace a través de un enlace bidireccional. Aunque también se pueden utilizar dos enlaces punto a punto, uno para la transmisión de información y otro para la recepción de información. Existen 2 alternativas para el funcionamiento del nodo central:

1.- El nodo central trabaja en modo difusión. Así, la trama enviada por un nodo es reenviada por el nodo central a todas las estaciones que tiene conectadas. En este caso al nodo central se le conoce como concentrador

2.- El nodo central traja como conmutador de tramas. Así la trama enviada por un nodo es almacenada por el nodo central y transmitida al enlace del nodo distinto.

Medios y modos de transmisión

Otro de los aspectos clave a la hora de diseñar una red de área local o LAN es el medio físico que transporta la información que viaja por la red. La elección del medio físico está muy ligada a la topología que se elija y viceversa. Otros factores que desempeñan un papel importante en dicha elección son:

 Ancho de banda: Esta definido por el espectro de frecuencias que el medio puede transferir. Cuanto mayor sea el ancho de banda, las velocidades de transmisión serán mayores

 Alcance del entorno: Debe proporcionar servicio a la gama de entornos requeridos

 Fiabilidad: Debe satisfacer los requisitos de disponibilidad

 Seguridad: Grado de dificultad con que las señales transportadas pueden ser interceptadas

 Coste

Los medios de transmisión se pueden clasificar en medios guiados como cables de cobre y fibra óptica y en medios no guiados lo que permiten transmisión inalámbrica. A continuación se van a describir algunos de los medios más significativos

Cable de par trenzado

Es uno de los medios de transmisión más viejo. Consiste en dos alambres de cobre aislados que se trenzan en forma helicoidal, igual que una molécula de ADN. Se pueden utilizar tanto para comunicaciones analógica, sistema telefónico analógico, como para comunicaciones digitales.

El cable de par trenzado puede ser:

 Apantallado o STP (Shielded Twister Pair): Están cubiertos por un blindaje que minimiza las interferencias electromagnéticas y diafonía. Fueron introducidos por IBM a principios de la década de los 80, pero debido a su coste y volumen no ganaron popularidad fuera de las instalaciones de IBM

 Sin apantallar o UTP (Unshielded Twister Pair): Debido a su bajo coste, sencillez de instalación y utilización en el tendido telefónico los cables UTP se utilizan en gran número de redes LAN. Los UTP se clasifican por categorías, las más utilizadas son las categorías 3 y 5

Categoría 1: Solamente voz (cable telefónico)

Categoría 2: Se utilizan para transmisión de datos bajo velocidades, inferiores a 4 Mbps

Categoría 3: Comenzaron a utilizarse en redes Ethernet a 10 Mbps, con longitudes de segmento inferiores a 100 m y máxima longitud de red de 500 m. Posteriormente, se extendió su uso para redes con paso de testigo a 4 Mbps y 16 Mbps y redes de alta velocidad a 100 Mbps; a esta velocidad se necesitan varios pares, normalmente 4, para alcanzar dicha velocidad de transmisión.

Categoría 4: soporta velocidades de 20 Mbps En redes de Token Ring hasta 16 Mbps

Categoría 5: Son muy utilizados debido a que soporta velocidades de hasta 100 y 150 Mbps Actualmente puede llegar a velocidades de 1 Gbps.

Categoría 6 y 7: Son capaces de manejar señales con anchos de banda de 250 y 600 MHz, respectivamente.

Cable coaxial

Un cable coaxial consiste en un alambre de cobre rígido como núcleo, rodeado de un material aislante.

El aislante esta forrado de un conductor cilíndrico que con frecuencia es una malla de tejido fuertemente trenzado. El conductor externo se cubre con una envoltura de plástico

En redes de área local el cable coaxial emplea tanto en transmisiones base o en banda ancha.

 Cable coaxial en banda base: Hace uso de la señalización digital. Es el más utilizado en redes LAN con topología en bus, principalmente en el caso de los sistemas Ethernet.

 Cable coaxial en banda ancha: Hace uso de la señalización analógica. Las redes basadas en el ya no se construyen.

Los cables coaxiales solían ser ampliamente utilizados en el sistema telefónico para las líneas de larga distancia, pero en la actualidad han sido reemplazados por la fibra óptica. Aun se utilizan en la televisión por cable y las redes de área metropolitana o WAN.

Fibra óptica

Un sistema de transmisión óptico está formado por tres componentes:

 La fuente de luz. Convencionalmente un pulso de luz indica un bit a 1 y la ausencia de luz indica un bit a 0.

 El medio de transmisión. Es una fibra de vidrio muy delgada.

 El detector. Genera un pulso eléctrico cuando la luz incide en el.

La fibra óptica está formada por un núcleo de vidrio, a través del cual se propaga la luz. Dicho núcleo está rodeado por un revestimiento de vidrio cuyo índice de refracción es menor que el del núcleo con el fin de mantener toda la luz en este último. Para proteger el revestimiento se utiliza una cubierta de plástico.

La fibra óptica permite un gran ancho de banda y por tanto velocidades de transmisión más elevadas que los cables vistos anteriormente. Su principal utilización es en redes LAN con topología anillo.

Algunas de las principales desventajas es el coste de la tomas de conexión y dichas conexiones son más complicadas que una conexión Ethernet.

Transmisión inalámbrica

Actualmente vivimos en la era de la información, en muchas ocasiones los trabajadores deben disponer de una conexión a red aunque no existan conexiones físicas. Las comunicaciones inalámbricas son una buena solución para este tipo de problemas.

Al conectarse una antena del tamaño apropiado a un circuito eléctrico, las ondas electromagnéticas pueden ser difundidas de manera eficiente y ser captadas por un receptor a cierta distancia. Toda comunicación inalámbrica se base en este principio. Las redes LAN generalmente se clasifican según la técnica de transmisión utilizada. Por tanto podemos definir los siguientes tipos de redes LAN inalámbricas:

 LAN de infrarrojos.

 LAN de espectro expandido.

 LAN de bandas estrechas. Estas últimas operan en el rango de los microondas, pero no hacen uso de espectros expandidos.

...