1. Tipos de Transmisión de Datos

Transmisión síncrona: Se utiliza una señal especial al principio y al final de cada dígito binario para indicar su comienzo y finalización. Este método es más sencillo y se emplea en comunicaciones de baja velocidad.

Transmisión asíncrona: Emplea una señal periódica que indica los instantes en los que cada dígito está accesible. No utiliza señales de inicio y fin, lo que la hace más rápida que la transmisión síncrona. El emisor envía al receptor la señal de sincronización junto con la señal de datos.

Transmisión serie: Utiliza un único cable por el cual circula toda la información a transmitir, junto con información de control, en forma de una sucesión de datos digitales o analógicos. Es más económica y permite transmitir a mayor distancia, aunque a menor velocidad.

Transmisión paralelo: Dispone de tantas líneas de interconexión como número de bits tenga cada dato o palabra a transmitir. Permite una mayor tasa de transmisión que la comunicación serie, pero a menor distancia.

Transmisión simplex: La transmisión se realiza en un solo sentido. Para transmitir en sentido contrario, se necesita otro cable.

Transmisión dúplex: La transmisión puede tener lugar en ambos sentidos simultáneamente, sobre el mismo cable.

Banda ancha: Transmite las señales en forma digital, modulando la señal sobre ondas portadoras que pueden compartir el ancho de banda del medio de transmisión. El ancho de banda depende de la velocidad de transmisión de los datos.

Banda base: Es el método más común en redes locales. Transmite las señales en forma digital sin emplear técnicas de modulación. En cada transmisión se utiliza todo el ancho de banda, por lo que solo puede transmitir una señal simultáneamente. Es adecuada para cortas distancias, ya que en largas distancias se producen ruidos e interferencias.

2. Problemas en la Transmisión de Datos

Atenuación: Consiste en el debilitamiento o pérdida de amplitud de la señal recibida frente a la transmitida. La atenuación es proporcional a la longitud del cable: a mayor distancia, mayor atenuación.

Distorsión de atenuación: En señales con diferentes componentes frecuenciales, produce una atenuación distinta para cada armónico, lo que origina que la señal recibida tenga una forma diferente de la transmitida, además de una menor amplitud.

Diafonía: Es la interferencia mutua entre dos canales de cobre cercanos. Cada señal genera interferencias en el otro cable, haciendo que parte de la señal se «introduzca» y se sume con la otra, debido a la inducción electromagnética.

3. Par Trenzado: Características y Tipos

El par trenzado consiste en dos cables de cobre aislados, normalmente de 1 mm de espesor, enlazados de dos en dos de forma helicoidal. La forma trenzada reduce la interferencia eléctrica con respecto a los pares cercanos y a otras interferencias externas. Tipos:

• Pares trenzados no apantallados
• Pares trenzados apantallados individualmente
• Pares trenzados apantallados

4. Cable Coaxial: Descripción Detallada

El cable coaxial es otro medio típico de transmisión. Tiene mejor blindaje que el par trenzado, por lo que puede alcanzar mayores velocidades de transmisión y los tramos entre repetidores o estaciones pueden ser más largos. Consta de un alambre de cobre duro en su parte central por donde circula la señal, rodeado por un material aislante. Este material está rodeado por un conductor cilíndrico en forma de malla de cobre trenzado que actúa como masa. El conductor externo está cubierto por una capa de plástico protector. Esta construcción le confiere un elevado ancho de banda y una excelente inmunidad al ruido. Es posible alcanzar entre 1 y 2 Gbps. El cable coaxial todavía se utiliza para la televisión por cable y en redes de área local.

5. Fibra Óptica: Concepto y Estructura

La fibra óptica se basa en la utilización de ondas de luz para transmitir información binaria. Un sistema de transmisión óptico tiene tres componentes:

• Fuente de luz: Convierte una señal digital eléctrica (ceros y unos) en una señal óptica. Normalmente, se utiliza un pulso de luz para representar un 1 y la ausencia de luz para representar un 0, o modificando su longitud de onda.
• Medio de transmisión: Una fibra de vidrio ultradelgada que transporta los pulsos de luz.
• Detector: Genera un pulso eléctrico cuando la luz incide sobre él.

6. Medios de Transmisión Inalámbricos

• Microondas: Además de su uso en hornos, las microondas permiten transmisiones de información. Sus frecuencias están entre 1 y 10 GHz y posibilitan velocidades de transmisión aceptables, del orden de 10 Mbps. Por encima de los 1000 Hz, las microondas viajan en línea recta y se pueden enfocar en un haz estrecho.
• Infrarrojos: Las ondas infrarrojas y milimétricas se utilizan para la comunicación de corto alcance, en controles remotos de televisores, grabadoras de vídeo, estéreos, etc.
• Señal de radio de alta frecuencia: Es posible comunicar dos edificios mediante un láser montado en cada azotea. La señalización óptica coherente mediante láser es unidireccional, por lo que cada edificio necesita un emisor láser y un receptor.

7. Fases de un Protocolo de Comunicación

Toda comunicación se divide en tres fases:

• Establecimiento de la comunicación: Se establece la conexión física entre los ordenadores y se acuerda el procedimiento para el intercambio de información.
• Transferencia de información: Ambos sistemas intercambian datos a través del enlace establecido. En caso de error en la recepción, se detecta y se solicita su reenvío.
• Terminación: Se da por finalizada la comunicación.

8. Componentes de una Red de Computadores

Una red está formada por ordenadores con sus periféricos y elementos de conexión.

• Los ordenadores pueden ser servidores o estaciones de trabajo. Un servidor comparte sus periféricos con otros ordenadores. Pueden ser de varios tipos: servidor de archivos, servidor de impresión, servidor de comunicaciones, servidor de correo, servidor web, servidor FTP, servidor proxy. Las estaciones de trabajo o clientes acceden a los servidores/periféricos de la red.
• Los elementos de conexión son los cables, tarjetas de red y otros equipos necesarios para conectar los ordenadores entre sí.

9. Definición de Red de Computadores

Una red de ordenadores es un sistema de interconexión entre equipos que permite compartir recursos e información. Ventajas:

• Compartir periféricos costosos (impresoras, módems, faxes, etc.).
• Compartir grandes cantidades de información a través de programas, bases de datos, etc., facilitando su uso.
• Reducir o eliminar la duplicidad de trabajos.
• Utilizar el correo electrónico para enviar o recibir mensajes.
• Reemplazar o complementar miniordenadores de forma eficiente y económica.
• Establecer enlaces con mainframes, donde un ordenador de gran potencia actúa como servidor.
• Mejorar la seguridad y el control de la información, permitiendo el acceso selectivo a la información.

10. Tipos de Conmutación de Redes

• Conmutación de circuitos: Se establece un camino único dedicado. La ruta se establece durante todo el proceso de comunicación, aunque existan tramos compartidos con otras rutas. Al finalizar, se libera la conexión.
• Conmutación de paquetes: El mensaje se divide en fragmentos, cada uno de los cuales es enviado a la red y circula hasta su destino.
• Conmutación de mensajes: La información se envía en un único mensaje con la dirección de destino. Cada nodo almacena la información hasta que hay un camino libre, enviándola al siguiente nodo hasta llegar a su destino.

11. Redes LAN, MAN y WAN: Diferencias y Características

• LAN (Local Area Network): Se refiere a uno o varios segmentos de red conectados mediante dispositivos especiales. Generalmente, se aplica a redes que no sobrepasan el mismo edificio o nave industrial.
• MAN (Metropolitan Area Network): Está confinada dentro de una misma ciudad y sujeta a regulaciones locales. Puede constar de recursos públicos o privados, como el sistema de telefonía local, sistemas de microondas locales o cables de fibra óptica.
• WAN (Wide Area Network): Abarcan varias ciudades, regiones o países. Los enlaces WAN son ofrecidos por empresas de telecomunicaciones públicas o privadas que utilizan enlaces de microondas, fibra óptica o vía satélite.

12. Topologías de Red: Tipos y Configuraciones

• Configuración en bus:

• Configuración en anillo:
• Configuración en estrella:

13. Capas del Protocolo TCP/IP: Descripción y Funciones

• Nivel físico: Corresponde al hardware. Puede ser un cable coaxial, un cable de par trenzado, cable de fibra óptica o una línea telefónica.
• Nivel de red: Independientemente del medio físico, necesita una tarjeta de red específica y un controlador de dispositivo proporcionado por el sistema operativo o el fabricante.
• Nivel de Internet: Se superpone a la red física creando un servicio de red virtual independiente. No es fiable ni orientado a conexión.
• Nivel de transporte: Suministra a las aplicaciones servicios de comunicaciones desde la estación emisora a la receptora.
• Nivel de aplicación: Corresponde a las aplicaciones disponibles para los usuarios, como FTP, SNMP, TELNET, etc.

14. Capas del Protocolo OSI: Descripción y Funciones

• Nivel físico: Define las características eléctricas y mecánicas de la red para establecer y mantener la conexión física.
• Nivel de enlace de datos: Establece y mantiene el flujo de datos entre los usuarios. Controla y corrige errores.
• Nivel de red: Decide por dónde se transmiten los datos dentro de la red (incluye la administración y gestión de datos, emisión de mensajes y regulación del tráfico).
• Nivel de transporte: Asegura la transferencia de la información a pesar de los fallos en niveles anteriores.
• Nivel de sesión: Organiza las funciones que permiten que dos usuarios se comuniquen a través de la red.
• Nivel de presentación: Traduce la información del formato de la máquina a un formato comprensible por los usuarios.
• Nivel de aplicación: Se encarga del intercambio de información entre los usuarios y el sistema operativo. El proceso de envío de un mensaje implica una bajada a través de todos los niveles, desde el séptimo hasta el primero, donde se encuentra el canal de datos que lo dirige al usuario destino, y luego una subida a través de todos los niveles hasta el último.

15. DHCP: Asignación Dinámica de Direcciones IP

DHCP es un sistema para asignar direcciones IP a los clientes que lo soliciten. El proceso es el siguiente:

• El equipo envía un mensaje al servidor DHCP solicitando una dirección IP.
• El servidor DHCP responde ofreciendo varias direcciones IP disponibles.
• El cliente selecciona una y envía una solicitud de uso al servidor.
• El servidor DHCP admite la solicitud y garantiza al cliente el uso de la dirección.
• El cliente utiliza la dirección para conectarse a la red.

16. DNS: Resolución de Nombres de Dominio

DNS es un sistema que usa servidores distribuidos en la red para resolver el nombre de un ordenador en una dirección IP. De esta manera, no es necesario recordar y usar su dirección IP. Existen dos tipos de servidores DNS:

• Servidor de nombre primario: Mantiene la base de datos de nombres y direcciones para una zona, guardando información sobre cómo contactar con servidores de nombre de zonas inferiores y superiores.
• Servidor de nombre secundario: Obtiene información de la zona de un servidor primario. Esta información se guarda en un archivo de solo lectura para aumentar la fiabilidad y descargar trabajo al servidor DNS primario. Estos archivos se actualizan periódicamente con los datos del servidor primario.

17. Dispositivos de Interconexión de Redes

• Repetidor: Restaura la señal enviada, afectada por la atenuación, devolviéndola a su estado original para que el receptor la recoja en condiciones.
• Switch: Permite la interconexión de redes a nivel de enlace de datos. Realiza la misma función que un puente, utilizando la técnica del aprendizaje transparente para la gestión de la tabla de encaminamiento. Puede tener múltiples puertos en lugar de solo dos.
• Bridge: Permite interconectar redes de diferentes topologías y protocolos a nivel de enlace. Realiza las adaptaciones necesarias de una LAN a otra, permitiendo el intercambio de información y salvando las incompatibilidades.
• Router: Dispositivos más sofisticados que los repetidores y puentes. Actúan en los niveles físico, de enlace y de red. Tienen una interfaz de red por cada red a la que se conectan. Si las redes usan direccionamiento IP, cada interfaz tendrá una dirección IP que pertenecerá al rango de direcciones de la red a la que se conecta.

18. Componentes de una Red Inalámbrica

Una red inalámbrica está formada por un conjunto de módulos de control o puntos de acceso, cada uno conectado a una red cableada troncal y cubriendo un espacio determinado llamado celda. Cada estación o equipo terminal debe estar dentro de la celda. Si el área a cubrir es pequeña, la red puede tener solo un punto de acceso.

19. Bluetooth: Comunicación Inalámbrica de Corto Alcance

Es un estándar de comunicaciones inalámbricas para transmisión de voz y datos entre sistemas utilizando un enlace de radiofrecuencia en el rango de 2,4 a 2,48 GHz y la técnica de espectro expandido. Los saltos de frecuencia se producen entre 79 niveles separados en intervalos de 1 MHz, con una cadencia máxima de 1600 saltos/segundo. Se emplea para intercambio de datos entre sistemas móviles y fijos, facilitando la sincronización de datos entre equipos electrónicos como teléfonos celulares, computadoras móviles o de bolsillo, cámaras fotográficas, computadoras portátiles, impresoras, equipos de audio, etc.

20. Tecnologías de Transmisión: ADSL y RDSI

• ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line): Tecnología desarrollada en 1989 para proporcionar acceso de alta velocidad a Internet utilizando el bucle de abonado de la red telefónica. Es asimétrico, ya que utiliza más ancho de banda para la recepción (bajada) que para la emisión (subida). Aprovecha todo el ancho de banda del cable telefónico del bucle local (aproximadamente 1,1 MHz), dividiéndolo en tres bandas: voz, bajada y subida. La conexión ADSL lleva simultáneamente voz y datos, por lo que se puede usar para llamadas de voz. Las señales de voz y datos viajan por la línea telefónica hasta la central, donde las señales de voz se transfieren a las líneas regulares de la compañía telefónica.
• RDSI (Red Digital de Servicios Integrados): Las conexiones ISDN (Integrated Services Digital Network) mueven datos a velocidades de 64 kbps o 128 kbps, más rápido que una conexión dial-up, pero no tan rápido como ADSL o cable módem. Al igual que ADSL, ISDN es un servicio totalmente digital que puede transmitir simultáneamente voz y datos. Un adaptador terminal ISDN conecta la computadora con la roseta del teléfono y traduce las señales digitales de la computadora a un tipo de señal digital diferente que puede viajar a través de la conexión ISDN.

21. Principios Básicos de Seguridad en Redes

Existen cuatro principios básicos en seguridad:

• Privacidad (Confidencialidad): Solo el emisor y el receptor del mensaje deben comprender su contenido.
• Autenticación: El receptor necesita estar seguro de la identidad del emisor.
• Integridad: El contenido del mensaje no puede modificarse durante la transmisión.
• No repudio: Un sistema seguro necesita probar que el emisor realmente envió el mensaje.

22. Criptografía: Protección de la Información

La criptografía transforma un mensaje ocultando su contenido a lectores no autorizados. Está diseñada para mantener en secreto los mensajes. Se puede respetar el principio de privacidad mediante técnicas de cifrado/descifrado. Los datos se cifran en el emisor y se descifran en el receptor. Existen dos métodos principales: llave secreta y llave pública.

23. Cifrado con Clave Secreta

La manera más simple de cifrar datos es utilizar una llave secreta. El emisor utiliza esta clave y un algoritmo de cifrado para cifrar los datos; el receptor utiliza la misma clave y el algoritmo de descifrado correspondiente para descifrar los datos. Por ejemplo, en el método César de encriptación, el algoritmo era «avanzar la letra del alfabeto n posiciones», y la clave era 3 (3 posiciones).

24. Cifrado con Clave Pública

En el cifrado de llave pública hay dos llaves: una privada y una pública. La llave privada la mantiene el receptor y la pública se anuncia al público. Cuando un usuario A quiere enviar un mensaje a un usuario B, A utiliza la llave pública para cifrar el mensaje. Cuando B recibe el mensaje, utiliza su llave privada para descifrarlo.