Conceptos Clave en Telecomunicaciones: Transmisión, Redes y Conectividad

1. Factores Diferenciales de las TIC, Transmisión y Comunicación

Tres conceptos de las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC) que marcan la diferencia entre países son:

  • Ancho de banda: Se refiere a la capacidad de un canal de comunicaciones para transmitir una gran cantidad de información. Un mayor ancho de banda permite una transferencia de datos más rápida y eficiente.
  • Multimedia: Es el tratamiento simultáneo e interactivo de la información en diversos formatos, como audio, video, texto e imágenes. La capacidad de manejar multimedia de manera efectiva es crucial para la educación, el entretenimiento y los negocios.
  • Movilidad: Es la capacidad de realizar una comunicación con independencia de la posición del usuario, gracias a tecnologías como Wi-Fi e infrarrojos. La movilidad facilita el acceso a la información y la comunicación en cualquier momento y lugar.

Diferencia entre Transmisión y Comunicación:

Una transmisión es el transporte de señales físicas, que pueden ser de diversa naturaleza, pero que en sí mismas no tienen un significado intrínseco. En cambio, la comunicación implica el transporte de información que sí tiene un significado para el emisor y el receptor. La comunicación requiere necesariamente de una transmisión, pero no toda transmisión implica una comunicación.

Estándares de Comunicación y Transmisión:

Existen diversos estándares que regulan la comunicación y la transmisión de datos. Algunas asociaciones importantes que desarrollan estos estándares son:

  • ANSI (American National Standards Institute): Instituto Nacional Estadounidense de Estándares.
  • IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers): Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos.
  • ISO (International Organization for Standardization): Organización Internacional de Normalización.

2. Tipos de Transmisión de Datos

Existen diversas clasificaciones para los tipos de transmisión de datos:

  • Analógica: Se caracteriza por variaciones continuas de una magnitud física, pudiendo tomar todos los valores posibles dentro de un rango.
  • Digital: La señal solo puede tomar dos valores discretos, generalmente representados como 0 o 1.
  • Transmisión en banda base: La transmisión entre los equipos se realiza sin modulación, es decir, sin alterar la señal original.
  • Transmisión en banda ancha: La señal transmitida está modulada, lo que permite transportar múltiples señales simultáneamente a través del mismo medio.

3. Circuito de Datos, Modos de Explotación, VLAN, HUB y SWITCH

Circuito de Datos

Un circuito de datos es un sistema que permite el intercambio de datos entre máquinas. Está compuesto por los siguientes elementos:

  • ETD (Equipo Terminal de Datos): Dispositivos que generan o reciben los datos, como computadoras o terminales.
  • Módem: Dispositivo que convierte la señal digital en analógica y viceversa, permitiendo la transmisión a través de medios analógicos.
  • ECD (Equipo de Terminación del Circuito de Datos): Dispositivo que conecta el ETD al medio de transmisión.
  • Cableado: Medio físico que une los diferentes componentes del circuito.

Modos de Explotación de los Circuitos de Datos

  • Simplex: La comunicación es unidireccional. El emisor y el receptor tienen funciones fijas. Solo hay un canal físico y uno lógico. Ejemplo: Transmisión de televisión desde una estación emisora a un televisor.
  • Semidúplex (Half-duplex): La comunicación es bidireccional, pero no simultánea. Ambas máquinas pueden ser emisoras o receptoras, pero no al mismo tiempo. Hay un canal físico y dos lógicos. Ejemplo: Comunicación a través de un Walkie-Talkie.
  • Dúplex (Full-duplex): La comunicación es bidireccional y simultánea. Ambas máquinas pueden ser emisoras y receptoras al mismo tiempo. Hay un canal físico y dos canales lógicos. Ejemplo: Conversación telefónica.

VLAN (Virtual Local Area Network)

Una VLAN es una red de área local virtual que permite crear redes lógicas independientes dentro de una misma infraestructura física. Se configuran en switches programables, permitiendo segmentar el tráfico de red y mejorar la seguridad y el rendimiento.

Diferencia entre HUB y SWITCH

Tanto los HUBs como los switches son dispositivos de red que conectan múltiples dispositivos. Sin embargo, un HUB reenvía un paquete de datos recibido a todos los dispositivos conectados a él, mientras que un SWITCH aprende las direcciones MAC de los dispositivos conectados y envía el paquete de datos solo al destinatario correcto. Esto hace que los switches sean más eficientes y seguros que los hubs.

4. Tipos de Redes según el Servicio

  • Redes punto a punto: Cada dispositivo está conectado directamente a todos los demás dispositivos de la red.
  • Redes de conmutación: Se establece una conexión temporal entre el emisor y el receptor antes de la transmisión de datos. El proceso generalmente implica tres fases:
    1. Establecimiento de la conexión: Se verifica la disponibilidad de un camino físico entre el emisor y el receptor.
    2. Transporte de datos y señales.
    3. Terminación de la conexión.
  • Redes de difusión o canal compartido: Todos los dispositivos comparten el mismo canal de comunicación. Se implementan mecanismos para gestionar el acceso al canal y evitar colisiones.

5. Espectro de una Señal, Ancho de Banda y Factores en la Transmisión

  • Espectro de una señal: Es la representación de la señal en el dominio de la frecuencia, mostrando la distribución de la energía de la señal en diferentes frecuencias.
  • Ancho de banda (físico): Es la diferencia entre las frecuencias máxima y mínima que un medio de transmisión puede soportar.
  • Factores que intervienen en la transmisión de una señal:
    • Atenuación: Pérdida de potencia de la señal a medida que se propaga a través del medio.
    • Distorsión: Alteración de la forma de onda de la señal.
    • Interferencias: Señales no deseadas que se mezclan con la señal original.
    • Ruido: Perturbaciones aleatorias que afectan a la señal.
  • Multiplexación: Técnica que permite combinar múltiples señales en un solo canal de transmisión. Existen dos tipos principales:
    • MDF (Multiplexación por División de Frecuencia): Cada señal se modula a una frecuencia diferente dentro del ancho de banda del canal.
    • MDT (Multiplexación por División de Tiempo): A cada señal se le asigna un intervalo de tiempo específico dentro del canal.

6. Cable Coaxial: Estructura, Conectores y Tipos

El cable coaxial es un tipo de cable utilizado para la transmisión de señales de alta frecuencia. Está formado por dos conductores concéntricos:

  • Conductor central (núcleo): Un hilo sólido de cobre que transporta la señal.
  • Capa aislante: Material dieléctrico que rodea al conductor central.
  • Conductor externo (malla): Una malla metálica que actúa como blindaje contra interferencias electromagnéticas.
  • Cubierta protectora: Una capa externa de goma que protege el cable.

Componentes de una red con cable coaxial:

  • Tarjeta de red con derivación coaxial.
  • Cableado coaxial.
  • Resistencias de cierre de circuito.
  • Conectores BNC (soldados al cable).
  • Terminales en T.

Tipos de cable coaxial y su uso en redes Ethernet:

Tipo de CableRed Ethernet
Coaxial fino10BASE2
Coaxial grueso10BASE5

7. Cable de Par Trenzado: Tipos y Diferencias

El cable de par trenzado es otro tipo de cable utilizado en redes de datos. Consiste en pares de hilos de cobre trenzados entre sí para reducir las interferencias electromagnéticas.

Tipos de cable de par trenzado:

  • STP (Shielded Twisted Pair – Par Trenzado Apantallado): Cada par de hilos está envuelto en una malla conductora individual para una mayor protección contra interferencias. Impedancia típica de 150 ohmios. Utiliza conectores RJ49.
  • FTP (Foiled Twisted Pair – Par Trenzado con Pantalla Global): Los pares de hilos no están apantallados individualmente, pero todo el cable está envuelto en una pantalla metálica. Impedancia típica de 120 ohmios. Utiliza conectores RJ45.
  • UTP (Unshielded Twisted Pair – Par Trenzado No Apantallado): No tiene ningún tipo de apantallamiento. Es el tipo más común y económico. Impedancia típica de 100 ohmios. Utiliza conectores RJ45.

Latiguillos:

  • Latiguillo directo: Conecta un PC a un switch. Utiliza la combinación de colores según la norma TIA/EIA 568-B: Blanco-Naranja, Naranja, Blanco-Verde, Azul, Blanco-Azul, Verde, Blanco-Marrón, Marrón.
  • Latiguillo cruzado: Conecta dos dispositivos del mismo tipo, como dos PCs o dos switches. Se intercambian los pares verde y naranja (los pines 1, 2, 3 y 6).

Categorías del cableado de pares:

CategoríaVelocidad Máxima
Cat 310 Mbps
Cat 416 Mbps
Cat 5100 Mbps
Cat 5e1 Gbps
Cat 610 Gbps
Cat 6a10 Gbps
Cat 710 Gbps
Cat 7a40/100 Gbps
Cat 825/40 Gbps

8. Fibra Óptica: Características y Tipos

La fibra óptica es un medio de transmisión que utiliza hilos de vidrio o plástico muy finos para transmitir señales de luz. Ofrece un ancho de banda mucho mayor que los cables de cobre y es inmune a las interferencias electromagnéticas.

Componentes de un sistema de fibra óptica:

  • Fuente de luz: Un LED o láser que emite la señal luminosa.
  • Medio transmisor: La fibra óptica en sí.
  • Detector de luz: Un fotodiodo que convierte la señal luminosa de vuelta a una señal eléctrica.

Tipos de fibra óptica:

  • Fibra óptica monomodo: El diámetro del núcleo es muy pequeño, similar a la longitud de onda de la luz transmitida. Solo permite la propagación de un modo de luz, lo que reduce la dispersión y permite mayores distancias de transmisión.
  • Fibra óptica multimodo: El diámetro del núcleo es mayor, permitiendo la propagación de múltiples modos de luz. Esto aumenta la dispersión y limita la distancia de transmisión.
    • De índice gradual: El índice de refracción del núcleo varía gradualmente desde el centro hacia el exterior.
    • De índice escalonado: El índice de refracción del núcleo es constante y cambia abruptamente en la interfaz con el revestimiento.

9. Topologías de Red: Tipos y Características

La topología de red describe la forma en que los dispositivos de una red están interconectados.

  • Topología en Bus: Todos los dispositivos están conectados a un cable principal llamado bus. Una ruptura en el cable interrumpe la comunicación en toda la red.
  • Topología en Anillo: Los dispositivos están conectados en un bucle cerrado. Cada dispositivo está conectado a sus dos vecinos.
  • Topología en Anillo Doble: Similar a la topología en anillo, pero con dos anillos concéntricos para mayor redundancia.
  • Topología en Estrella: Todos los dispositivos están conectados a un dispositivo central, como un switch o un hub.
  • Topología en Estrella Extendida: Similar a la topología en estrella, pero con múltiples switches interconectados, formando una jerarquía.
  • Topología en Árbol: Similar a la topología en estrella extendida, pero con una estructura jerárquica más compleja, con un servidor en la parte superior.
  • Topología en Malla Completa: Cada dispositivo está conectado directamente a todos los demás dispositivos.
  • Topología de Red Celular: No hay conexiones físicas entre los dispositivos. La comunicación se realiza a través de ondas de radio (por ejemplo, Wi-Fi).

10. Construcción de un Panel de Conexiones

Para construir un panel de conexiones, se deben seguir los siguientes pasos:

  1. Instalación eléctrica:
    • Conectar los cables de fase (negro o marrón) y neutro (azul) de cada enchufe al interruptor diferencial.
    • Conectar los cables de fase y neutro del diferencial a los interruptores magnetotérmicos.
    • Conectar todos los cables de tierra (verde-amarillo) a una borna de tierra común.
    • Pasar todos los cables por dentro de las canaletas para protegerlos y mantenerlos organizados.
  2. Conexiones de red:
    • Conectar los cables de red a los conectores RJ45 hembra siguiendo el código de colores especificado en el conector.
  3. Alimentación del panel:
    • Conectar los cables de fase y neutro de la alimentación principal al diferencial y a los magnetotérmicos, siguiendo el mismo procedimiento que con los enchufes.
    • Conectar el cable de tierra de la alimentación principal a la borna de tierra.

Es importante seguir las normativas de seguridad eléctrica y de cableado de red durante todo el proceso.

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