2.2 Medios de transmisión

Las ondas de radio son un tipo de radiación electromagnética. Una onda de radio tiene una longitud de onda mayor que la luz visible. Las ondas de radio se usan extensamente en las comunicaciones.

Las ondas de radio tienen longitudes que van de tan sólo unos cuantos milímetros (décimas de pulgadas), y pueden llegar a ser tan extensas que alcanzan cientos de kilómetros (cientos de millas). En comparación, la luz visible tiene longitudes de onda en el rango de 400 a 700 nanómetros, aproximadamente 5 000 menos que la longitud de onda de las ondas de radio. Las ondas de radio oscilan en frecuencias entre unos cuantos kilohertz (kHz o miles de hertz) y unos cuantos terahertz (THz or 10¹² hertz).

Una onda de radio se origina cuando una partícula cargada (por ejemplo, un electrón) se excita a una frecuencia situada en la zona de radiofrecuencia (RF) del espectro electromagnético. Otros tipos de emisiones que caen fuera de la gama de RF son los rayos gamma, los rayos X, los rayos infrarrojos, los rayos ultravioleta y la luz.

Cuando la onda de radio actúa sobre un conductor eléctrico (la antena), induce en él un movimiento de la carga eléctrica (corriente eléctrica) que puede ser transformado en señales de audio u otro tipo de señales portadoras de información.

Aunque se emplea la palabra radio, las transmisiones de televisión, radio, radar y telefonía móvil están incluidas en esta clase de emisiones de radiofrecuencia. Otros usos son audio, vídeo, radionavegación, servicios de emergencia y transmisión de datos por radio digital; tanto en el ámbito civil como militar. También son usadas por los radioaficionados.

La radiocomunicación es la tecnología que posibilita la transmisión de señales mediante la modulación de ondas electromagnéticas. Estas ondas no requieren un medio físico de transporte, por lo que pueden propagarse tanto a través del aire como del espacio vacío.

El emisor tiene como función producir una onda portadora, cuyas características son modificadas en función de las señales (audio o video) a transmitir. Propaga la onda portadora así modulada.

El receptor capta la onda y la demodula para hacer llegar al espectador auditor tan solo la señal transmitida.

Esta se da por medio de ondas electromagnéticas. La transmisión y la recepción se realizan a través de puertos.

Una de sus principales ventajas es notable en los costos, ya que se elimina todo el cable Ethernet y conexiones físicas entre nodos, pero también tiene una desventaja considerable ya que para este tipo de red se debe de tener una seguridad mucho más exigente y robusta para evitar a los intrusos.

Las ondas electromagnéticas no necesitan un medio material para propagarse. Así, estas ondas pueden atravesar el espacio interplanetario e interestelar y llegar a la Tierra desde el Sol y las estrellas. Independientemente de su frecuencia y longitud de onda, todas las ondas electromagnéticas se desplazan en el vacío a una velocidad c = 299.792 km/s. Todas las radiaciones del espectro electromagnético presentan las propiedades típicas del movimiento ondulatorio, como la difracción y la interferencia.

Routers

Un router es un dispositivo de propósito general diseñado:

Segmentar la red, limita tráfico de broadcast, proporcionar seguridad, proporciona también un control & redundancia entre dominios individuales de broadcast, también ofrece servicio a firewall y un acceso económico a una WAN

Caracterisitcas:

·  Opera en la capa 3 del modelo osi.

·  Al funcionar en una capa mayor, tiene más facilidades de software que un Switch.

·  Distingue entre protocolos de red: IP,IPX,APPLE TALK, DEC NET.

·  Permite hacer una decisión más inteligente que al switch, al momento de reenviar los paquetes

·  Proporcionar seguridad a través de sofisticados filtros de paquetes, en ambiente LAN y WAN.

·  Permitir diseñar redes jerárquicas, que delegen autoridad y puedan forzar el manejo local de regiones separadas de redes internas

·  Integrar diferentes tecnologías de  enlace de datos, tales como:

-       Ethernet

-       Fast Ethernet

-       Token Ring

-       FDDI

-       ATM

Funciones básicas:

Este extrae de la capa de red la dirección destino y realiza una decisión de envió basado sobre el contenido de la especificación del protocolo en la tabla de ruteo.

Su inteligencia permite seleccionar la mejor ruta, basándose sobre diversos factores, más que por la dirección MAC destino.

El ruteador es configurado con una interface dedicada de alta velocidad al servidor y un número grande de interfaces ethernet, las cuales son asignadas a cada uno de los concentradores y usuarios poderosos.

Switchs

Un conmutador o switch es un dispositivo digital de lógica de interconexión de redes de computadores que opera en la capa 2 del modelo OSI. Su función es interconectar dos o más segmentos de red, pasando datos de un segmento a otro de acuerdo con la dirección MAC de destino de las tramas en la red.

Los conmutadores se utilizan cuando se desea conectar múltiples redes, fusionándolas en una sola.

·  funcionan como un filtro en la red

·  mejoran el rendimiento y la seguridad de las LANs

Los puentes (bridges) y conmutadores (switches) pueden conectarse unos a los otros pero siempre hay que hacerlo de forma que exista un único camino entre dos puntos de la red . En caso de no seguir esta regla, se forma un bucle o loop en la red, que produce la transmisión infinita de tramas de un segmento al otro.

Los conmutadores poseen la capacidad de aprender y almacenar las direcciones de red de nivel 2 (direcciones MAC) de los dispositivos alcanzables a través de cada uno de sus puertos.

Uno de los puntos críticos de los switch son los bucles que consisten en habilitar dos caminos diferentes para llegar de un equipo a otro a través de un conjunto de conmutadores.

CLASIFICACION

·  Atendiendo al método de direccionamiento de las tramas utilizadas:

Store-and-Forward.- Guardan cada trama en un buffer antes del intercambio de información hacia el puerto de salida. Este método asegura operaciones sin error y aumenta la confianza de la red.

Cut-Through.- Los Switches Cut-Through fueron diseñados para reducir latencia. Esos switches minimizan el retraso (delay) leyendo sólo los 6 primeros bytes de datos de la trama, que contiene la dirección de destino MAC, e inmediatamente la encaminan.

Adaptative Cut-Through.- Los switches que procesan tramas en el modo adaptativo soportan tanto store-and-forward como cut-through. Cualquiera de los modos puede ser activado por el administrador de la red, o el switch puede ser lo bastante inteligente como para escoger entre los dos métodos.

·  Atendiendo a la forma de segmentación de las sub-redes:

Switches de Capa 2.- Son los switches tradicionales, que funcionan como puentes multi-puertos. Su principal finalidad es dividir una LAN en múltiples dominios de colisión.

Switches de Capa 3.- Incorporan algunas funciones de enrutamiento o routing.

Switches de Capa 4.- Básicamente, incorporan a las funcionalidades de un switch de capa 3 la habilidad de implementar las políticas y filtros a partir de informaciones de capa 4 o superiores, como puertos TCP/UDP, SNMP, FTP, etc.

Gateway

Cuando se habla de Gateway a nivel de red en realidad hablamos de Routers multiprotocolo.Opera en los niveles Transporte, Sesión, Presentación y Aplicación del modelo OSI y realizan la conversión de protocolos para la interconexión de redes con protocolos de alto nivel diferentes.

Son más caros y con mayores capacidades que un bridge o un router, se pueden utilizar como dispositivos universales en una red corporativa compuesta por un gran número de redes de diferentes tipos procesando sus protocolos y  asegurando que los datos de una red que transportan sean compatibles con la otra red.

Puerta de enlaceequipo informático configurado para dotar a las máquinas de una red local conectadas a él de un acceso hacia una red exterior utilizando traducción de direcciones IP (NAT: Network AddressTranslation), permitiendo aplicar una técnica llamada IP Masquerading (enmascaramiento de IP), usada muy a menudo para dar acceso a Internet a los equipos de una red de área local compartiendo una única conexión a Internet, y por tanto, una única dirección IP externa.

Algunos tipos son:

·  Gateway asíncrono

Permite  a los usuarios de ordenadores personales acceder a grandes ordenadores (mainframes) asíncronos a través de un servidor de comunicaciones, utilizando líneas telefónicas conmutadas o punto a punto.

·  Gateway SNA

Permite la conexión a grandes ordenadores con arquitectura de comunicaciones SNA (Arquitectura de Sistemas de Red), actuando como terminales y pudiendo transferir ficheros o listados de impresión.

·  Gateway TCP/IP

Estos gateways proporcionan servicios de comunicaciones con el exterior vía RAL o WAN y también funcionan como interfaz de cliente proporcionando los servicios de aplicación estándares de TCP/IP.

·  Gateway PAD X.25

Son similares a los asíncronos; la diferencia está en que se accede a los servicios a través de redes de conmutación de paquetes X.25.

·  Gateway FAX

Los servidores de Fax proporcionan la posibilidad de enviar y recibir documentos de fax.

Ventajas:

·  Simplifican la gestión de red.

·  Permiten la conversión de protocolos.

Desventajas:

·  Su gran capacidad se traduce en un alto precio de los equipos.

·  La función de conversión de protocolos impone una sustancial sobrecarga en el gateway, la cual se traduce en un relativo bajo rendimiento. Debido a esto, un gateway puede ser un cuello de botella potencial si la red no está optimizada para mitigar esta posibilidad.

Transceptores

Transceptor se aplica a un dispositivo que realiza dentro de una misma carga funciones de transmisión como de recepción utilizando componentes de circuito comunes para ambas funciones dado que determinados elementos se utilizan tanto para la recepción, la comunicación que provee puede ser semiduplex.

Se usan en la telefonía computadoras en radio y en las Lan y Eternet.

transceptor full duplex, el dispositivo puede transmitir y recibir al mismo tiempo. Los teléfonos celulares son, una vez más, un excelente ejemplo de un transceptor full duplex, como ambas partes pueden hablar a la vez. Por el contrario, un transceptor de dúplex medio silencia una de las partes, mientras que el otro transmite. Muchos de los sistemas de radio operan en un método de dúplex medio, razón por la cual personas cuando van “out”, alerta al otro usuario al hecho de que la frecuencia está abierta para la transmisión de la señal.

Algunos transceptores están diseñados para ser portátil. Transceptores de avalancha adjunta a la marcha de esquiadores,  y otras personas que practican deportes de invierno son un ejemplo de un transceptor portátil. Otros son estacionarios, como los sistemas de comunicaciones grandes utilizados en buques y satélites. El bono de portabilidad es que el transceptor es fácil de manejar y mover según sea necesario, pero la desventaja es que el dispositivo puede ser débil, con un rango limitado que a veces puede ser problemático.
Un número de factores puede influir en la utilidad de un transceptor, determinar qué frecuencias puede utilizar, y hasta qué punto puede transmitir. Satélites pueden utilizar una amplia gama de frecuencias y transmitir a través de una distancia muy grande, mientras que una radio de la policía simple puede estar limitada a los límites de la ciudad. La más alta potencia un transceptor es el más caro es y también mayor tiende a ser.
Transceptores pueden manejar señales analógicas o digitales y en algunos casos, ambos.En las regiones donde la cobertura digital es irregular, un transceptor podrá estar equipado para que analógico garantizar que no habrá ninguna pérdida de señal.La capacidad para recibir ambos puede impulsar el costo del transceptor, debido a la necesidad de agrupar en circuitería adicional.Sin embargo, mezclados de analógico/digital dispositivos pueden ser extremadamente útiles para las personas que no pueden depender de cobertura digital, especialmente en las regiones con un acantilado digital, una caída abrupta de señales digitales, que puede ser bastante molesto para las personas que usan dispositivos móviles.

Concentradores

Un concentrador (hub) es un elemento de hardware que permite concentrar el tráfico de red que proviene de múltiples hosts y regenerar la señal. El concentrador es una entidad que cuenta con determinada cantidad de puertos (posee tantos puertos como equipos a conectar entre sí, generalmente 4, 8, 16 ó 32). Su único objetivo es recuperar los datos binarios que ingresan a un puerto y enviarlos a los demás puertos. Al igual que un repetidor, el concentrador funciona en el nivel 1 del modelo OSI. Es por ello que a veces se lo denomina repetidor multipuertos.

El concentrador (hub) conecta diversos equipos entre sí, a veces dispuestos en forma de estrella, de donde deriva el nombre de HUB (que significa cubo de rueda en inglés; la traducción española exacta es repartidor) para ilustrar el hecho de que se trata del punto por donde se cruza la comunicación entre los diferentes equipos.

                                 

Tipos de concentradores

Existen diferentes categorías de concentradores (hubs):

• concentradores "activos": Están conectados a una fuente de alimentación eléctrica y permiten regenerar la señal que se envía a los diferentes puertos;
• puertos "pasivos": Simplemente envían la señal a todos los hosts conectados, sin amplificarla.

Conexión de múltiples concentradores

Es posible conectar varios concentradores (hubs) entre sí para centralizar un gran número de equipos. Esto se denomina conexión en cadena margarita (daisy chains en inglés). Para ello, sólo es necesario conectar los concentradores mediante un cable cruzado, es decir un cable que conecta los puertos de entrada/salida de un extremo a aquéllos del otro extremo.

Los concentradores generalmente tienen un puerto especial llamado "enlace ascendente" para conectar dos concentradores mediante un cable de conexión. Algunos concentradores también pueden cruzar o descruzar automáticamente sus puertos, en función de que se encuentren conectados a un host o a un concentrador.

1. El Hub

El hub (concentrador) es el dispositivo de conexión más básico. Es utilizado en redes locales con un número muy limitado de máquinas. No es más que una toma múltiple RJ45 que amplifica la señal de la red (base 10/100).

En este caso, una solicitud destinada a una determinada PC de la red será enviada a todas las PC de la red. Esto reduce de manera considerable el ancho de banda y ocasiona problemas de escucha en la red.
Los hubs trabajan en la primera capa del modelo OSI: http://www.zator.com/Hardware/H12_2.htm

2. El Switch

El Switch (o conmutador) trabaja en las dos primeras capas del modelo OSI, es decir que éste distribuye los datos a cada máquina de destino, mientras que el hub envía todos los datos a todas las máquinas que responden. Concebido para trabajar en redes con una cantidad de máquinas ligeramente más elevado que el hub, éste elimina las eventuales colisiones de paquetes (una colisión aparece cuando una máquina intenta comunicarse con una segunda mientras que otra ya está en comunicación con ésta…, la primera reintentará luego).

3. El Router

El Router permite el uso de varias clases de direcciones IP dentro de una misma red. De este modo permite la creación de sub redes.

Es utilizado en instalaciones más grandes, donde es necesaria (especialmente por razones de seguridad y simplicidad) la creación de varias sub redes. Cuando la Internet llega por medio de un cable RJ45, es necesario utilizar un router para conectar una sub red (red local, LAN) a Internet, ya que estas dos conexiones utilizan diferentes clases de dirección IP (sin embargo es posible pero no muy aconsejado utilizar una clase A o B para una red local, estas corresponden a las clases de Internet).

El router equivale a un PC gestionando varias conexiones de red (los antiguos routers eran PCs)
Los routers son compatibles con NAT, lo que permite utilizarlos para redes más o menos extensas disponiendo de gran cantidad de máquinas y poder crear “correctamente” sub redes. También tienen la función de cortafuegos (firewall) para proteger la instalación.

Repetidores

El repetidor es un dispositivo electrónico que recibe una señal débil o de bajo nivel y la retransmite a una potencia o nivel más alto, de tal modo que se puedan cubrir largas distancias sin degradación o con una degradación tolerable.

Proceso de las señales mediante un repetidor: Cuando las señales viajan a través de un cable, se degradan y se distorsionan en un proceso denominado «atenuación». Si un cable es bastante largo, la atenuación provocará finalmente que una señal sea prácticamente irreconocible. La instalación de un repetidor permite a las señales viajar sobre distancias más largas. Éste funciona en el nivel físico del modelo OSI para regenerar las señales de la red y reenviarla a otros segmentos. El repetidor toma una señal débil de un segmento, la regenera y la pasa al siguiente segmento. Para pasar los datos de un segmento a otro a través del repetidor, deben ser idénticos en cada segmento los paquetes y los protocolos Control lógico de enlace (LLC; Logical Link Control). Los repetidores no traducen o filtran señales. Un repetidor funciona cuando los segmentos que unen el repetidor utilizan el mismo método de acceso.

Se pueden clasificar en dos tipos:

—  Locales: cuando enlazan redes próximas (LAN’s).

—  Remotos: cuando las redes están alejadas y se necesita un medio intermedio de comunicación.

Utilidad: Constituyen la forma más barata de extender una red.  Cuando se hace necesario extender la red más allá de su distancia o limitaciones relativas a los nodos, la posibilidad de utilizar un repetidor para enlazar segmentos es la mejor configuración, siempre y cuando los segmentos no generen mucho tráfico ni limiten los costos. Mejoran el rendimiento dividiendo la red en segmentos y, por tanto, reduciendo el número de equipos por segmento. Se utilizan a menudo en los cables transcontinentales y transoceánicos ya que la atenuación (pérdida de señal) en tales distancias sería completamente inaceptable sin ellos. También se utilizan tanto en cables de cobre portadores de señales eléctricas como en cables de fibra óptica portadores de luz.