Componentes y Funcionamiento de las Redes

Transmisión de Datos

• Entiende las direcciones IP y la topología de las redes.
• Las rutas se escogen según las direcciones IP y tablas internas de enrutamiento.
• Transporte de paquetes.

Componentes de las Redes

Switch de Capa 3

Problemas con el Router:

• Retardo entre 100 y 200 microsegundos.
• Retardo no predecible.
• Transporte de paquetes a 200 kpps (kilo paquetes por segundo).

El Switch de capa 3 es un método de enrutamiento de alta velocidad:

• Velocidad entre 200 kpps hasta más allá de 5 Mpps.
• Manejo de los paquetes en Hardware.
• Protocolos normales de enrutamiento (RIP, OSPF, etc.).

Funciones del Switch de Capa 3

• Procesamiento de la ruta para estudiar y aprender la topología de la red.
• Envío de paquetes.
• Servicios especiales como prioridad del tráfico, autenticación y filtrado.

Redes WAN

OSI WAN

Es una red de comunicación de datos que cubre una área geográfica amplia, y que a menudo utiliza los servicios de las compañías portadoras de larga distancia. Estas redes, por lo general, operan al nivel de las tres capas inferiores del modelo OSI.

Enlace Punto a Punto

Usa líneas punto a punto exclusivas. Costoso.

Circuitos Conmutados

Similar a la conexión que establece una llamada de larga distancia.

Paquetes Conmutados

Es una tecnología muy eficiente. Varios usuarios comparten la misma conexión a una red portadora. ATM, Frame Relay y X.25.

Configuración LAN / WAN

Este concepto es importante para aplicaciones de CATV.

Unicast

• Muchos paquetes de datos idénticos se envían a múltiples usuarios.
• Este tipo de transmisión incrementa el tráfico por la red principal.

Multicast

• Envía una sola copia de los paquetes a múltiples receptores.
• Reduce el tráfico por la red y aumenta notablemente la eficiencia.
• IP multicasting es un protocolo de enrutamiento.
• Transmite datagramas IP desde una fuente de envío a múltiples receptores.

Aplicaciones del Multicast

• Transmisión de eventos en vivo como deportes y conciertos.
• Videoconferencia y Videoentrenamiento.
• Videos musicales.
• Mensajes corporativos.

Evolución de la Tecnología Ethernet

Fue desarrollada en 1970 por Xerox y consolidada en 1980. Está cubierta por el estándar IEEE802.3. Hasta hoy hay cuatro tipos, según la velocidad de transmisión, para cable trenzado y fibra:

• 10 Mbps: 10Base-T Ethernet
• 100 Mbps: Fast Ethernet
• 1000 Mbps: Gigabit Ethernet
• 10 Gigabit: 10 GigaEthernet

Está tecnología completamente aceptada para la implementación de las redes de computadores y de alta velocidad.

Elementos

Las redes ETHERNET están compuestas por: Nodos y medios de interconexión.

Los nodos se pueden clasificar en:

• DTE: equipo terminal de datos. Como PC, estaciones de trabajo, servidores, impresoras, en fin, los equipos que son fuente o destino de los datagramas.
• DCE: equipo para comunicaciones de datos. Son los equipos que hacen el trámite de la conexión como hubs, routers, switches y tarjetas de interfaz (NIC). Se implementa básicamente en las tarjetas NIC o de interfaz para Ethernet. Está relacionada al modelo OSI de la siguiente manera:

• Reconciliación y MII o interfaz dependiente del medio: Estas dos subcapas proporcionan la conexión lógica entre MAC y las capas dependientes del medio.
• PCS o subcapa de codificación física: proporciona la lógica para codificar, multiplexar y sincronizar el tren de datos.
• PMA o subacapa de conexión al medio: compuesta por los transmisores y receptores de señal así como el sistema de recuperación de reloj.
• MDI o interfaz de conexión al medio: está compuesta por los cables y conectores de la interfaz al medio.
• Autonegociación: le permite a cada NIC intercambiar información sobre sus características y escoger el mejor modo de operación mutua.

10 Mbps Ethernet – 10Base-T

• Transmite datos en código Manchester y en banda base a 10 Mbps a través de cable UTP (cat 3 a 5).
• Los terminales del NIV son RJ-45 de 8 pines.
• Permite operación Full-duplex.
• Máxima distancia 100 metros sobre UTP.

100Mbps Ethernet – Fast Ethernet

La evolución ha sido difícil por el intento de hacerlo sobre el cable e infraestructura existente. La más usada es 100Base-TX.

CAPA FÍSICA 100Base -X

1000 Mbps Gigabit Ethernet

• Tiene dos especificaciones:
  • 1000Base-T para cable UTP
  • 1000Base-X STP para cobre y fibra óptica multimodo
• Permite en sus dos versiones operación full-duplex.
• Es una verdadera revolución en las comunicaciones modernas.
• Sin duda será la herramienta final de la convergencia de servicios.

10 Gigabit Ethernet

• Solamente opera sobre fibra óptica.
• Opera siempre en full-duplex.
• El estándar es el IEEE802.3ae.
• Es un protocolo de capa 2.
• La capa física se divide en:
  • LAN PHY: 10Gbase ER y 10Gbase SX
  • WAN PHY: 10Gbase LW
• Permite expansión de aplicaciones 10Base T a 10GbE sin afectar las capas superiores, de la 3 a la 7.

Modulación Digital

El desarrollo impulsando por la tecnología IP se
complementa con los nuevos esquemas de
modulación de las señales banda-base. Estos métodos de modulación son muy eficientes
y permiten aprovechar el ancha de banda disponible en el enlace.
Se han constituido en la última milla del futuro.
El esquema es: fibra más última milla inalámbrico
MODULACIÓN DE LAS SEÑALES DIGITALES
•Las señales de VIDEO y AUDIO comprimidas y multiplexadas
son BANDA BASE.
•Para transmitirlas por la red de banda ancha hay que modular las
portadoras.
•La figura de mérito para comparar los métodos de modulación es
la eficiencia medida en BIT/SEG/HZ.
•La figura de mérito de cualquier sistema de comunicaciones
digitales es el BER.
•Es la proporción de los bits transmitidos contra los que llegan con
error.
• Depende también del sistema de modulación y de la relación
señal / ruido.
MÉTODOS BÁSICOS DE MODULACIÓN
FSK: Variación de la frecuencia de la portadora entre dos frecuencias
que representan el 1 y el 0 lógicos.
ASK: Variación de la amplitud de la portadora entre dos niveles que
representan el 1 y el 0 lógicos.
PSK: Variación de la fase de la portadora entre dos ángulos que
representan el 0 y el 1 lógicos
Sistema F.S.K.
Se utiliza para
transmitir datos de baja
velocidad.
Las aplicaciones mas
importantes son :
Monitoreo de la red y
P.P.V.
Se puede utilizar para
implementar medidas
de control y vigilancia,
(gas, Electricidad, etc.)
a través de la red.
Sistema B.P.S.K.
La fase cambia 180
grandes según el dato
sea un 0 o un 1 lógico.
M1 es un modulador
balanceado.
Este modulador tiene
muy buena inmunidad
al ruido.
No es eficiente en el
uso del espectro.
Cada día es menos
frecuente su empleo en
redes de banda ancha.
Sistema Q.P.S.K.
Principio usado en la señal
de TV en Color.
Los datos se dividen en los
canales Q e I.
Cada canal modula la misma
portadora pero con un
desfasaje de 90 grados.
M1 y M2 son moduladores
balanceados. Sistema Q.A.M.
En este ejemplo, además de
los 4 estados de la variación
de fase hay cuatro niveles de
modulación de amplitud.
Hay mayor eficiencia en el
uso del espectro. No es apto para ambientes ruidoso






Comunicación de Datos y Redes Informáticas
Recordando
Hardware
Dispositivos electrónicos interconectados que se usan para la entrada, procesamiento y salida de datos/información.
Datos Elementos de información. Símbolos que representan hechos, valores o situaciones.
Recordando
Dispositivos de entrada/salida
Dispositivos electrónicos que proporcionan funciones tanto de entrada, como de salida de datos.
Protocolo TCP/IP
Es el conjunto de normas y procedimientos para la sincronización y el formato de los datos en Internet.
Objetivos Explicar los conceptos relacionados con la comunicación de datos y las redes informáticas. Identificar los elementos necesarios para lograr la comunicación de datos. Describir los componentes de las redes informáticas. Clasificar las redes según diversos criterios.
Contenidos Conceptos de comunicación de datos y redes informáticas. Elementos necesarios para lograr la comunicación de datos. Componentes de las redes informáticas. Clasificación de las redes informáticas.
Definiciones: Redes
Una red es un arreglo o configuración de nodos, conectados mediante canales de comunicación.
Definiciones: Redes informáticas
Son redes en las que:Cada nodo es una estación que envía y/o recibe datos (ordenadoreso dispositivos), es decir, los nodos son elementos de hardware.Los canales de comunicación son los mediosquetransportan datos, de un dispositivo emisor a otro receptor.Se requiere software especializadopara manejar la comunicación de datos.
Definiciones: Redes informáticasEjemplo:DispositivoOrdenadorMedio
Definiciones: Redes informáticas
Funciones
Establecer, conducir y finalizar la comunicación de datosentre dos o más nodos.
Beneficios
????Acceso simultáneoa programas e información.
????Equipos periféricos compartidos(impresoras, escáner, etc.)
????Comunicaciónpersonal más eficiente (correo electrónico, foros, etc.)
????Procesos de respaldomás efectivos.
Definiciones: Comunicación de datos
Transferencia de datosde un nodo a otro, a través de canales de comunicación.
La comunicación de datos se basa en los dispositivos de entrada/salidadel ordenador.
Elementos para la comunicación de datos
Ente emisor (nodo).Ente receptor (nodo).Medios o canales de comunicación.Protocolos de comunicación.Mensaje.Dispositivos de comunicación.Operador.
Entes emisores y/o receptores
Son los ordenadores o dispositivos periféricosque envían y/o reciben datos. Son los nodos de la red.
Para poder comunicarse, cada nodo debe tener instalada una tarjeta NIC(NetworkInterfaceCard), comúnmente llamada “tarjeta de red”.
Al comprar una tarjeta de red, es necesario considerar las características del equipo en que se va a instalar y de la red a la que se va a conectar.
Medios o canales de comunicación
Un canal puede ser un medio físico(cable) o un medio inalámbrico(frecuencia de radio específica).
La selección de un canal depende de: Condiciones de la instalación. Volumen de bits transportados por unidad de tiempo. Distancia que pueden recorrer los datos sin sufrir atenuación. Costos.
Medios físicos: Cable trenzado de cobre
Se compone de 2 o más pares de “hilos”trenzados, aislados entre sí.
En cada par, un hilo transporta la señal y el otro es la “tierra”.
Existen 2 tipos:
Blindados (STP=ShieldTwistedPair).
No blindados (UTP=UnshieldTwistedPair).
Ejemplos: Cables telefónicos.
Medios físicos: Cable coaxial
Se compone de un núcleo interno de cobre rodeado de aislamiento plástico, luego un blindaje o malla de cobre y en la parte más externa, otra cubierta plástica.
El blindaje o malla de cobre evita interferencias eléctricas.
Ejemplos: Antena de Televisión
Medios físicos: Cable de Fibra Óptica
Compuesto por un núcleo de fibra de vidrio, rodeado de malla sintética y recubrimientos internos y externos.
Los datos se transportan a través de pulsos de luz a lo largo de la fibra de vidrio.
Ejemplo: Troncal de distribución (Backbone) para señal de TV por cable.
Medios inalámbricos: Microondas Receptor Transmisor
Transmisión a través de ondas de radio de alta frecuencia (En el rango de 1 a 30 GigaHertz) para comunicaciones de banda ancha.
Requiere una estación repetidora cada 20 millas debido a la curvatura de la tierra.
Puede ser utilizada para comunicaciones satelitales.
Medios inalámbricos: Satélites
Dispositivo en órbita, que actúa como estación retransmisora.
El satélite recibe señales enviadas desde una estación en tierra, las amplifica y retransmite en diferente frecuencia a otra estación en tierra.
Medios inalámbricos: Infrarrojos
Usa LEDsy fotodiodos para transmitir datos entre ordenadores.







































































































































































































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