REDES

INSTITUTO TECNOLOGICO DE OAXACA

Fundamentos de redes

UNIDAD 4 y 5

 

 

 

Alberto Soriano Vásquez

 

 

 

                                           REDES


4. Capa Física


 

 

UNIDAD 4:             CAPA FISICA

 

 4.1    Introducción.

                   4.1.1  Fundamentos

                   4.1.2 Propiedades mecánicas, eléctricas y ópticas del medio de  transmisión.

 4.2    Tratamiento de errores.

                   4.2.1  Ruido

                   4.2.2   Interferencia

                   4.2.3   Diafonía

                   4.2.4   Atenuación

                   4.2.5   Distorsión

 4.3  Sentido de la comunicación en línea

                   4.3.1   Simplex

                   4.3.2   Half Duplex

                   4.3.3   Full Duplex

 

 

 


5. Capa de Enlace


UNIDAD 5:                CAPA DE ENLACE

 

     5.1   Conceptos.

                  5.1.1 Direccionamiento MAC

                  5.1.2  Entramado

                  5.1.3  Control de acceso al medio.

 

   5.2   Tecnologías  (IEEE 802. x)

                5.2.1    Principios básicos

                                 5.2.1.1    Token Ring

                                 5.2.1.2    Ethernet y sus variantes

                                 5.2.1.3    FDDI

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

UNIDAD 4:     CAPA FISICA

 

 

 

4.1 Introducción

 

Cotidianamente, cualquier persona se enfrenta con fenómenos comunicativos en los que, de manera inconsciente, se manejan elementos que no se perciben. Esto no impide continuar haciendo uso de tales mecanismos. En cambio, cuando se habla de comunicación entre computadoras es necesario determinar de manera concisa y detallada cada uno de los elementos que forman parte de la misma.

 

Nadie piensa, al iniciar una conversación, en si el sonido se propagará adecuadamente en el aire, tampoco si se vocaliza de una manera idónea, ni mucho menos si el interlocutor escuchara otras palabras, distintas de las que se pronuncian. Cuando se pretende establecer la comunicación entre computadoras, por su propia naturaleza, es necesario considerar los factores que afectan al medio físico que soporta la comunicación, la manera en la que se «utiliza» el medio para transmitir, es decir, cómo se consigue que el medio sea portador de información o datos y si estas operaciones conducen correctamente a la deseada comunicación.

 
 


4.1.1 FUNDAMENTOS

 Es la encargada de transmitir los bits de información por la línea o medio utilizado para la transmisión.  Se ocupa de las propiedades físicas y características eléctricas de los diversos componentes;  de la velocidad de transmisión, si esta es uni o bidireccional (simplex, duplex o flull-duplex).  También de aspectos mecánicos de las conexiones y terminales, incluyendo la interpretación de las señales eléctricas.

Como resumen de los cometidos de esta capa, podemos decir que se encarga de transformar un paquete de información binaria ("Frame") en una sucesión de impulsos adecuados al medio físico utilizado en la transmisión.  Estos impulsos pueden ser eléctricos (transmisión por cable); electromagnéticos (transmisión Wireless) o luminosos (transmisión óptica).  Cuando actúa en modo recepción el trabajo es inverso; se encarga de transformar estos impulsos en paquetes de datos binarios que serán entregados a la capa de enlace (ver a continuación).

Por ejemplo:  este nivel define la medidas del cable coaxial Ethernet y de los conectores BNC utilizados.  Otro ejemplo de estándares relativos a esta capa son RWS-232 para comunicaciones serie y X.21

 
 


4.1.2 Propiedades mecánicas, eléctricas y ópticas del medio de  transmisión.

 

 

 

Actualmente, la gran mayoría de las redes están conectadas por algún tipo de cableado, que actúa como medio de transmisión por donde pasan las señales entre los equipos. Hay disponibles una gran cantidad de tipos de cables para cubrir las necesidades y tamaños de las diferentes redes, desde las más pequeñas a las más grandes.

Existe una gran cantidad de tipos de cables. Algunos fabricantes de cables publican unos catálogos con más de 2.000 tipos diferentes que se pueden agrupar en tres grupos principales que conectan la mayoría de las redes:

·                     Cable coaxial.

·                     Cable de par trenzado (apantallado y no apantallado).

·                     Cable de fibra óptica.

MEDIOS GUIADOS:

Se conoce como medios guiados a aquellos que utilizan unos componentes físicos y sólidos para la transmisión de datos. También conocidos como medios de transmisión por cable.

·                     Cable de pares / Par Trenzado:

Consiste en hilos de cobre aislados por una cubierta plástica y torzonada entre sí. Debido a que puede haber acoples entre pares, estos se trenza con pasos diferentes. La utilización del trenzado tiende a disminuir la interferencia electromagnética.

 Este tipo de medio es el más utilizado debido a su bajo coste (se utiliza mucho en telefonía) pero su inconveniente principal es su poca velocidad de transmisión y su corta distancia de alcance. Se utilizan con velocidades inferiores al MHz (de aprox. 250 KHz). Se consiguen velocidades de hasta 16 Mbps. Con estos cables, se pueden transmitir señales analógicas o digitales.

Es un medio muy susceptible a ruido y a interferencias. Para evitar estos problemas se suele trenzar el cable con distintos pasos de torsión y se suele recubrir con una malla externa para evitar las interferencias externas.

En su forma más simple, un cable de par trenzado consta de dos hilos de cobre aislados y entrelazados. Hay dos tipos de cables de par trenzado: cable de par trenzado sin apantallar (UTP) y par trenzado apantallado (STP).

A menudo se agrupan una serie de hilos de par trenzado y se encierran en un revestimiento protector para formar un cable. El número total de pares que hay en un cable puede variar. El trenzado elimina el ruido eléctrico de los pares adyacentes y de otras fuentes como motores, relés y transformadores.

Cable Coaxial:

Consiste en un cable conductor interno (cilíndrico) separado de otro cable conductor externo por anillos aislantes o por un aislante macizo. Todo esto se recubre por otra capa aislante que es la funda del cable.

Este cable, aunque es más caro que el par trenzado, se puede utilizar a más larga distancia, con velocidades de transmisión superiores, menos interferencias y permite conectar más estaciones. Se suele utilizar para televisión, telefonía a larga distancia, redes de área local, conexión de periféricos a corta distancia, etc...Se utiliza para transmitir señales analógicas o digitales. Sus inconvenientes principales son: atenuación, ruido térmico, ruido de intermodulación.

Para señales analógicas se necesita un amplificador cada pocos kilómetros y para señales digitales un repetidor cada kilómetro.

Fibra Óptica:

 Es el medio de transmisión mas novedoso dentro de los guiados y su uso se esta masificando en todo el mundo reemplazando el par trenzado y el cable coaxial en casi todo los campos. En estos días lo podemos encontrar en la televisión por cable y la telefonía.

En este medio los datos se transmiten mediante una haz confinado de naturaleza óptica, de ahí su nombre, es mucho más caro y difícil de manejar pero sus ventajas sobre los otros medios lo convierten muchas veces en una muy buena elección al momento de observar rendimiento y calidad de transmisión.

Físicamente un cable de fibra óptica esta constituido por un núcleo formado por una o varias fibras o hebras muy finas de cristal o plástico; un revestimiento de cristal o plástico con propiedades ópticas diferentes a las del núcleo, cada fibra viene rodeada de su propio revestimiento y una cubierta plástica para protegerla de humedades y el entorno.

 En el cable de fibra óptica las señales que se transportan son señales digitales de datos en forma de pulsos modulados de luz. Esta es una forma relativamente segura de enviar datos debido a que, a diferencia de los cables de cobre que llevan los datos en forma de señales electrónicas, los cables de fibra óptica transportan impulsos no eléctricos. Esto significa que el cable de fibra óptica no se puede pinchar y sus datos no se pueden robar.

El cable de fibra óptica es apropiado para transmitir datos a velocidades muy altas y con grandes capacidades debido a la carencia de atenuación de la señal y a su pureza.

Composición del cable de fibra óptica

Una fibra óptica consta de un cilindro de vidrio extremadamente delgado, denominado núcleo, recubierto por una capa de vidrio concéntrica, conocida como revestimiento. Las fibras a veces son de plástico. El plástico es más fácil de instalar, pero no puede llevar los pulsos de luz a distancias tan grandes como el vidrio.

 

MEDIO DE TRANSMISION

ANCHO DE BANDA

CAPACIDAD MÁXIMA

CAPACIDAD USADA

OBSERVACIONES

Cable de pares

250 KHz

10 Mbps

9600 bps

- Apenas usados hoy en día.

- Interferencias, ruidos.

Cable coaxial

400 MHz

800 Mbps

10 Mbps

- Resistente a ruidos e interferencias

- Atenuación.

Fibra óptica

2 GHz

2 Gbps

100 Mbps

- Pequeño tamaño y peso, inmune a ruidos e interferencias, atenuación pequeña.

- Caras. Manipulación complicada.

Microondas por satelital

100 MHz

275 Gbps

20 Mbps

- Se necesitan emisores/receptores.

Microondas terrestres

50 GHz

500 Mbps

 

- Corta distancia y atenuación fuerte.

- Difícil instalar.

Láser

100 MHz

 

 

- Poca atenuación.

- Requiere visibilidad directa emisor/ receptor.

 

 

 

4.2    Tratamiento de errores.

 

4.2.1  Ruido

 

Ruido

Se pueden definir como todo tipo de señal que no fue enviada desde la fuente, pero, por estar presente dentro de la banda de la señal transmitida y con niveles perceptibles, perturba la recepción de ésta. Bajo esta denominación general podrían entrar algunas perturbaciones de las ya vistas, aunque, debido a que actúan bajo mecanismos bien diferentes a los otros ruidos, se ha considerado conveniente separarlas. Así pues, una vez excluidas las distorsiones y las diafonías, al resto de las posibles perturbaciones de origen electromagnético que aparezcan sobre la señal se denominarán ruidos.

 

Tipos de ruidos

 

— Ruido térmico. Es una perturbación de carácter aleatorio que aparece de forma natural en los conductores por agitación térmica de los electrones; es dependiente de su temperatura, aumentando la potencia del mismo con ella. Se suele denominar ruido blanco debido a que, en la gama de frecuencias particular de trabajo, se puede considerar con densidad espectral uniforme.

 

El ruido térmico es independiente de la frecuencia. No obstante en telefonía, al medirlo, se realiza una ponderación dando a cada frecuencia un peso en función del efecto producido en el oído humano. El nivel de ruido se expresa en dBmW, que representa la relación en decibelios entre la potencia de ruido y la de una señal de 1 mW, tomada como nivel de referencia.

 

— Ruido impulsivo. Es de carácter aleatorio en cuanto a su aparición; suele darse como impulsos de corta duración, de amplitud variable, pero comparable con la señal, con un amplio espectro de frecuencias. Es producido normalmente por inducciones, consecuencia de conmutaciones electromagnéticas.

 

— Ruido de interferencia. Es el tipo de ruido producido sobre una línea de comunicaciones, por otras circundantes o, en general, por cualquier fuente de radiación electromagnética que, por la proximidad, afecta negativamente. Todo el mundo ha sufrido alguna vez la intromisión de ruidos al utilizar el teléfono, producidos por la presencia cercana de una emisora de radio.

 

Habitualmente se evita con un adecuado blindaje de la línea de comunicaciones.

 

— Ruido de cuantificación. Es inherente a los métodos de transmisión de señales previamente cuantificadas, como es el de la codificación de señales analógicas mediante señales digitales.

 
 


                        

 

 

 

 

4.2.2   Interferencia

 

Interferencias

Interferencia es un término particularmente utilizado en sistemas radioeléctricos y que, en principio, puede atribuirse a alguno de los tipos de ruido ya comentados. No obstante, se aplica específicamente a aquellos casos de influencia de sistemas radioeléctricos, cuyo espectro incluya frecuencias perturbadoras para un determinado sistema radioeléctrico, por coincidir sobre la banda de transmisión de éste.

 

Algunos casos de ruidos de tipo atmosférico o cósmico pueden ser considerados como interferencias (por ejemplo las descargas eléctricas).

 

 
 

 

 

 

 

 

 


4.2.3   Diafonía

 

Diafonía

Esta perturbación es propia de sistemas de Transmisión que utilizan como medio de transmisión líneas metálicas sin blindaje y es debido al acoplamiento electromagnético entre dichas líneas. No obstante, la aplicación de este término es apropiada cuando se trata de perturbaciones producidas entre sistemas homogéneos. Las perturbaciones producidas por otros sistemas de distinta naturaleza se consideran como ruidos o interferencias.

    

 
 

 


4.2.4   Atenuación

 

Atenuación

La energía de una señal decae con la distancia, por lo que hay que asegurarse que llegue con la suficiente energía como para ser captada por la circuitería del receptor y además, el ruido debe ser sensiblemente menor que la señal original ( para mantener la energía de la señal se utilizan amplificadores o repetidores ) .

Debido a que la atenuación varía en función de la frecuencia, las señales analógicas llegan distorsionadas, por lo que hay que utilizar sistemas que le devuelvan a la señal sus características iniciales (usando bobinas que cambian las características eléctricas o amplificando más las frecuencias más altas).

 

 
 

 


4.2.5   Distorsión

 

                                                                                                          

Distorsión de retardo

Debido a que en medios guiados, la velocidad de propagación de una señal varía con la frecuencia, hay frecuencias que llegan antes que otras dentro de la misma señal y por tanto las diferentes componentes en frecuencia de la señal llegan en instantes diferentes al receptor. Para atenuar este problema se usan técnicas de ecualización.

 

 
 

 


                                                                                      

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4.3  Sentido de la comunicación en línea

 

 

 

 

 

 

 

Cuando se escucha una emisora de radio, la información viene dirigida hacia los oyentes y éstos no disponen de la posibilidad de responder. Esto caracteriza esta comunicación. En cambio si se establece una comunicación telefónica, cualesquiera de las partes implicadas pueden emitir y recibir información simultáneamente. Claramente los tipos de comunicación expuestos presentan una gran diferencia. Existe, además, una tercera posibilidad, en la que la comunicación puede establecerse en los dos sentidos, pero no simultáneamente, y las partes en comunicación deben establecer turnos.

 

Con independencia de la posibilidad de utilizar uno u otro, que viene fijada por el conjunto de ETD, ETCD y LINEA, existen en la práctica tres modos básicos de explotar el circuito de datos:

 
 

 

 


4.3.1 Simplex.

 

 

Símplex. Sólo es posible la transmisión en un sentido (de la fuente al receptor o receptores de la información). En este tipo de transmisión las partes implicadas tienen su función definida desde el comienzo y permanece fijada, es decir el emisor únicamente, y durante todo el tiempo que dure la comunicación puede emitir, y algo similar sucede con el receptor.

 

 

 

 

 

Existen más ejemplos de los que uno pudiera imaginar; ya cuando se utilizan sensores remotos para transmitir información del tiempo a una computadora central, se establece transmisión símplex. Otro ejemplo lo forman los miles de receptores de radio que reciben información de las diferentes emisoras.

 

 

 

 

 

 

 

 

 
 


4.3.2  Half Duplex

 

Semidúplex. Permite la transmisión en ambos sentidos pero alternativamente. Entre los usos que se han dado a este sistema de transmisión están las radiocomunicaciones móviles y el télex. Cuando se dispone de un sistema de computadoras en las que una de ellas hace de servidor y el resto hace uso de las facilidades de la primera, se suele establecer un sistema de transmisión semidúplex, en el que las computadoras secundarias deben esperar a que la principal les permita transmitir.

 

La forma en la que esto se realiza es: la computadora principal continuamente está preguntando a las secundarias si desean transmitir. Cuando una de ellas responde afirmativamente, la computadora principal espera los datos correspondientes hasta que la computadora secundaria acaba.

 

 
 

 


4.3.3  Full Duplex

 

Dúplex. Un sistema dúplex permite la transmisión en ambos sentidos simultáneamente. En la actualidad está totalmente difundido este tipo de transmisión interactivo, en la que las computadoras emiten y reciben en cualquier instante de tiempo. Esto acelera la comunicación y la hace más versátil, ya que las partes implicadas en la transmisión no deben esperar. Esto exige un complejo control en la comunicación y no todos los dispositivos son capaces de realizarlo.Name=g480; HotwordStyle=BookDefa

 

Otro concepto importante a la hora de definir un circuito de datos es el hecho de constituir la línea de transmisión con dos o cuatro hilos.

 

Línea con dos hilos: Utiliza un solo circuito físico para la transmisión en los dos sentidos. Las líneas de la red telefónica conmutada (RTC) son con dos hilos, ya que, aunque los enlaces entre centrales sean en general con cuatro hilos, la unión entre el usuario y su central se realiza mediante un solo par telefónico.

 

Línea con cuatro hilos: Utiliza un circuito físico independiente para cada sentido de transmisión a lo largo de todo el recorrido.

 

Conviene no confundir los términos «dos y cuatro hilos» con «dúplex y semidúplex», ya que corresponden a conceptos diferentes. Así es posible tener líneas con dos hilos que trabajen en modo dúplex (telefonía convencional) y líneas con cuatro hilos que trabajen en semidúplex (porque uno o los dos extremos operen en ese modo).

 

Con señales digitales, que requieren medios de transmisión físicos, como el cable en cualesquiera de sus tipos, la transmisión dúplex suele requerir doble medio de transmisión; en cambio, para señales analógicas existen mecanismos capaces de conseguir transmisión dúplex sobre un único medio de transmisión.

 
 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


UNIDAD 5: CAPA DE ENLACE

 

 Puede decirse que esta capa traslada los mensajes hacia/desde la capa física a la capa de red (que veremos a continuación).  Especifica como se organizan los datos cuando se transmiten en un medio particular. P.E. esta capa define como son los cuadros ("Frames"), las direcciones y las sumas de control ("Checksum") de los paquetes Ethernet.

Además del direccionamiento local, se ocupa de la detección y control de errores ocurridos en la capa física, del control del acceso a dicha capa y de la integridad de los datos y fiabilidad de la transmisión.  Para esto agrupa la información a transmitir en bloques ("Frames"), e incluye a cada uno una suma de control que permitirá al receptor comprobar su integridad.  Los datagramas recibidos son comprobados por el receptor.  Si algún datagrama se ha corrompido se envía un mensaje de control al remitente solicitando su reenvío. 

 
 

 

 

 


5.1 Conceptos

 

5.1.1 Direccionamiento MAC

 Control de acceso al medio MAC ("Medium Access Control").  Esta subcapa actúa como controladora del hardware subyacente (el adaptador de red).  De hecho el controlador de la tarjeta de red es denominado a veces "MAC driver", y la dirección física contenida en el hardware de la tarjeta es conocida como dirección MAC ("MAC address".  Su principal tarea (que le proporciona el nombre -control de acceso-) consiste en arbitrar la utilización del medio físico para facilitar que varios equipos puedan competir simultáneamente por la utilización de un mismo medio de transporte.  El mecanismo CSMA/CD ("Carrier Sense Multiple Access with Collision Detection") utilizado en Ethernet es un típico ejemplo de esta subcapa.

5.1.2 Entramado

En la capa de enlace, los datos se organizan en unidades llamadas tramas. Cada trama tiene una cabecera que incluye una dirección e información de control y una cola que se usa para la detección de errores.

La cabecera de una trama de red de área Local (LAN) contiene las direcciones físicas del origen y el destino de la LAN. La cabecera de una trama que se transmite por una red de área extensa (WAN) contiene un identificador de circuito en su campo de dirección.

Recuerde que un enlace es una red de área local, una línea punto a punto o alguna otra facilidad de área extensa por la que se pueden comunicar los sistemas mediante un protocolo de la capa de enlace de datos.

 
 

 


5.1.3 Control de Acceso al Medio

 

De acuerdo con la familia de estándares IEEE 802 la subcapa de Control de Acceso al Medio (MAC - Media Access Control) se sitúa en la parte inferior de la capa de enlace de datos (Capa 2 del Modelo de Referencia OSI). La subcapa MAC puede variar dependiendo de los requerimientos de la capa física (por ejemplo Ethernet, Token Ring, WLAN).

Algunas de las funciones de la subcapa MAC incluyen:

El nivel de enlace es el segundo nivel del modelo OSI recibe peticiones del nivel de red y utiliza los servicios del nivel físico.

El objetivo del nivel de enlace es conseguir que la información fluya, libre de errores, entre dos máquinas que estén conectadas directamente.

Para lograr este objetivo tiene que montar bloques de información (llamados tramas en este nivel), dotarles de una dirección de nivel de enlace, gestionar la detección o corrección de errores, y ocuparse del control de flujo entre equipos (para evitar que un equipo más rápido desborde a uno más lento).

 
Cuando el medio de comunicación está compartido entre más de dos equipos es necesario arbitrar el uso del mismo. Esta tarea se realiza en el subnivel de acceso al medio.

 

 

 

 

 

 

5.2 Tecnologías (IEEE 802.x)

 

IEEE 802.X

Es un conjunto de normas que definen las características físicas de las redes, dictadas por el IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers).

En estas normas tambien se define el control de acceso al medio (MAC).

 

5.2.1 Principios basicos

 

 

802.1 - Estándar definido relativo a los algoritmos para enrutamiento de cuadros o frames (la forma en que se encuentra la dirección destino).

802.2 - Define los métodos para controlar las tareas de interacción entre la tarjeta de red y el procesador (nivel 2 y 3 del OSI) llamado LLC.

802.3 - Define las formas de protocolos Ethernet CSMA/CD en sus diferentes medios físicos (cables).

802.4 - Define cuadros Token Bus tipo ARCNET.

802.5 - Define hardware para Token Ring.

802.6 - Especificación para redes tipo MAN.

802.7 - Especificaciones de redes con mayores anchos de banda con la posibilidad de transmitir datos, sonido e imágenes.

802.8 - Especificación para redes de fibra óptica time Token Passing/FDDI.

802.9 - Especificaciones de redes digitales que incluyen video.

802.11 - Estándar para redes inalámbricas con línea visual.

802.11a - Estándar superior al 802.11b, pues permite velocidades teóricas máximas de hasta 54 Mbps, apoyándose en la banda de los 5GHz. A su vez, elimina el problema de las interferencias múltiples que existen en la banda de los 2,4 GHz (hornos microondas, teléfonos digitales DECT, BlueTooth).

802.11b - Extensión de 802.11 para proporcionar 11 Mbps usando DSSS. También conocido comúnmente como Wi-Fi (Wireless Fidelity): Término registrado promulgado por la WECA para certificar productos IEEE 802.11b capaces de ínter operar con los de otros fabricantes. Es el estándar más utilizado en las comunidades inalámbricas.

802.11e - Estándar encargado de diferenciar entre video-voz-datos. Su único inconvenientes el encarecimiento de los equipos.

802.11g - Utiliza la banda de 2,4 GHz, pero permite transmitir sobre ella a velocidades teóricas de 54 Mbps. Se consigue cambiando el modo de modulación de la señal, pasando de 'Complementary Code Keying' a 'Orthogonal Frequency Division Multiplexing'. Así, en vez de tener que adquirir tarjetas inalámbricas nuevas, bastaría con cambiar su firmware interno.

802.11i - Conjunto de referencias en el que se apoyará el resto de los estándares, en especial el futuro 802.11a. El 802.11i supone la solución al problema de autenticación al nivel de la capa de acceso al medio, pues sin ésta, es posible crear ataques de denegación de servicio (DoS).

802.12 - Comité para formar el estándar do 100 base VG quo sustituye CSMA/CD por asignación de prioridades.

802.14 - Comité para formar el estándar de 100 base VG sin sustituir CSMA/CD.

 
 


5.2.1.1    Token Ring

Las redes Token Ring originalmente fueron desarrolladas por IBM en los años 1970s, con topología lógica en anillo y técnica de acceso de paso de testigo.

El primer diseño de una red de Token-Ring es atribuido a E. E. Newhall en 1969. IBM publicó por primera vez su topología de Token-Ring en marzo de 1982, cuando esta compañía presento los papeles para el proyecto 802 del IEEE. IBM anunció un producto Token-Ring en 1984, y en 1985 éste llegó a ser un standard de ANSI/IEEE, debido al apoyo de la primera empresa informática mundial.

La red Token-Ring es una implementación del standard IEEE 802.5, en el cual se distingue más por su método de transmitir la información que por la forma en que se conectan las computadoras.

El IEEE (Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos), ha desarrollado una serie de estándares (IEEE 802.X) en los que se definen los aspectos físicos (cableado, topología física y eléctrica) y de control de acceso al medio de redes locales. Estos estándares se han reconocido internacionalmente (ANSI, ISO, etc.), y adoptado por ISO en una serie equivalente ISO 8802.X.

TokenringLa norma 802.5 que ha realizado el IEEE defina redes con anillo lógico en un anillo físico (también se puede configurar el anillo lógico sobre una topología física de estrella) y con protocolo MAC de paso de testigo (Token Ring). La norma prevé distintos niveles de prioridad (codificados mediante unos bits incluidos en el testigo). Las velocidades de transmisión normalizadas son de 1,4, 16, 20 y 40 Mbit/s (la más común es de 16 Mbit/s), existen diferentes tipos de cableado: UTP, STP y cable coaxial.

Hasta finales de 1988, la máxima velocidad permitida en este tipo de redes era de 4 Mbps, con soporte físico de par trenzado. En esa fecha se presentó la segunda generación Token Ring-II, con soporte físico de cable coaxial y de fibra óptica, y velocidades de hasta 16 Mbps. Sin embargo, las redes antiguas, con cable de par trenzado, debían recablearse si se querían utilizar las prestaciones de las de segunda generación, lo cual representa un buen ejemplo de la importancia que las decisiones sobre cableado tienen en la implantación de una red de área local.

 

 
 

 

 


5.2.1.2  Ethernet  y sus variantes

 

Ethernet es el nombre de una tecnología de redes de computadoras de área local (LANs) basada en tramas de datos. El nombre viene del concepto físico de ether. Ethernet define las características de cableado y señalización de nivel físico y los formatos de trama del nivel de enlace de datos del modelo OSI.

Aunque se trató originalmente de un diseño propietario de Xerox, ésta tecnología fue estandarizada por la especificación IEEE 802.3, que define la forma en que los puestos de la red envían y reciben datos sobre un medio físico compartido que se comporta como un bus lógico, independientemente de su configuración física. Originalmente fue diseñada para enviar datos a 10 Mbps, aunque posteriormente ha sido perfeccionada para trabajar a 100 Mbps, 1 Gbps o 10 Gbps y se habla de versiones futuras de 40 Gbps y 100 Gbps. En sus versiones de hasta 1 Gbps utiliza el protocolo de acceso al medio CSMA/CD (Carrier Sense Multiple Access / Collision Detect - Acceso múltiple con detección de portadora y detección de colisiones). Actualmente Ethernet es el estándar más utilizado en redes locales/LANs

 

Hardware comúnmente utilizado en una red Ethernet

•NIC, o adaptador de red Ethernet - permite el acceso de una computadora a una red. Cada adaptador posee una dirección MAC que la identifica en la red y es única. Una computadora conectada a una red se denomina nodo.

•Repetidor o repeater - aumenta el alcance de una conexión física, disminuyendo la degradación de la señal eléctrica en el medio físico.

•Concentrador o hub - funciona como un repetidor, pero permite la interconexión de múltiples nodos, además cada mensaje que es enviado por un nodo, es repetido en cada boca el hub.

Puente o bridge - interconectan segmentos de red, haciendo el cambio de frames (tramas) entre las redes de acuerdo con una tabla de direcciones que dice en que segmento está ubicada una dirección MAC.

 

 

 

Conexiones en un switch EthernetConexiones en un switch Ethernet

 

•Conmutador o Switch- funciona como el bridge, pero permite la interconexión de múltiples segmentos de red, funciona en velocidades más rápidas y es más sofisticado. Los switches pueden tener otras funcionalidades, como redes virtuales y permiten su configuración a través de la propia red.

•Enrutador o router - funciona en una capa de red más alta que los anteriores -- el nivel de red, como en el protocolo IP, por ejemplo -- haciendo el enrutamiento de paquetes entre las redes interconectadas. A través de tablas y algoritmos de enrutamiento, un enrutador decide el mejor camino que debe tomar un paquete para llegar a una determinada dirección de destino.                                             

 

 

 

 

5.2.1.3  FDDI

Esta tecnología de redes FDDI (Fiber Distributed Data Interface - Interfaz de Datos Distribuida por Fibra ) fue desarrollada a mediados de los años 80 para dar soporte a las estaciones de trabajo de alta velocidad, que habían llevado las capacidades de las tecnologías Ethernet y Token Ring existentes hasta el límite de sus posibilidades.

MEDIOS EN LAS REDES FDDI

Una de las características de FDDI es el uso de la fibra óptica como medio de transmisión. La fibra óptica ofrece varias ventajas con respecto al cableado de cobre tradicional, por ejemplo:

           Seguridad: la fibra no emite señales eléctricas que se pueden interceptar.

           Confiabilidad: la fibra es inmune a la interferencia eléctrica.

           Velocidad: la fibra óptica tiene un potencial de rendimiento mucho mayor que el del cable de cobre.

Fibra óptica

 

La fibra óptica es una guía de ondas en forma de filamento, generalmente de vidrio (en realidad, de polisilicio), aunque también puede ser de materiales plásticos, capaz de guiar una potencia óptica (lumínica), generalmente introducida por un láser, o por un LED. Las fibras utilizadas en telecomunicación a largas distancias son siempre de vidrio, utilizándose las de plastico solo en algunas redes de ordenadores y otras aplicaciones de corta distancia, debido a que presentan mayor atenuación que las de cristal.

 

Núcleo y revestimiento de la fibra óptica.

Cada filamento consta de un núcleo central de plástico o cristal (óxido de silicio y germanio) con un alto índice de refracción, rodeado de una capa de un material similar con un índice de refracción ligeramente menor. Cuando la luz llega a una superficie que limita con un índice de refracción menor, se refleja en gran parte, tanto más cuanto mayor sea la diferencia de índices y mayor el ángulo de incidencia, se habla entonces de reflexión total.

Así, en el interior de una fibra óptica, la luz se va reflejando contra las paredes en ángulos muy abiertos, de tal forma que prácticamente avanza por su centro. De este modo, se pueden guiar las señales luminosas sin pérdidas por largas distancias.

La fibra óptica ha representado una revolución en el mundo de las telecomunicaciones, por cuanto ha desplazado a los cables de cobre para la transmisión de grandes cantidades de información, sea en forma de canales telefónicos, televisión, datos, etc.

 
El estándar FDDI especifica un troncal de fibra óptica multimodo, que permite transportar datos a altas velocidades con un esquema de conmutación de paquetes y paso de testigo en intervalos limitados.