viernes, 14 de mayo de 2010

CABLEADO ESTRUCTURADO




Hasta 1993, las instalaciones de cable para comunicaciones internas de las empresas seguían exactamente las directivas del fabricante de la red instalada.

• Las instalaciones de voz (telefonía), datos (redes de ordenadores) e imagen (TV, seguridad, etc) estaban separadas.

• Las redes de datos de cada departamento no se interconectaban.

• Cuando cambia una tecnología se debía cambiar todo el cableado.

Se le llama cableado estructurado al esquema genérico de cableado de telecomunicaciones, que correctamente diseñado e instalado en edificios, entre las necesidades de conectividad de sus usuarios durante un largo periodo de tiempo.


RELACIÓN DE NORMATIVAS

Manual europeo para las compras públicas de Sistemas Abiertos (EPHOS 2): El consejo de ministro de los Estados Unidos adoptó en 1986 una decisión (87/95/CEE) que obliga a cumplir normativas europeas o internacionales (si existe) a todas las contrataciones públicas en tecnologías de la información y comunicaciones. Una decisión de los Estados Unidos de obligado cumplimiento. Las normas actuales sobre cableado estructurado son: EIA/TIA-586 Estados Unidos Junio de 1991 ISO/IEC 11801 Internacional. Junio de 1995 CENELEC EN 50173 Europa. Marzo de 1996 Directivas de EMC EN550.

Norma EIA/TIA (Electronic Industries Association/Telecommunications Industry Association)

La primera normativa se empezó a desarrollar en 1985 en EE.UU., en un comité perteneciente a la Electronic Industries Asociación (EIA). La norma es únicamente de ámbito Nacional en EE.UU. y se editó en junio de 1991, con el nombre de EIA/TIA 568 El texto fue completado con los boletines adjuntos TSB-36 y TSB-40 (noviembre 91 y agosto 62) Se basa en certificar la calidad de los componentes: cables, conectores, clavijas, etc en categorías. Aunque su ámbito es americano, desde el día de su aparición se convirtió en estándar internacional hasta la aparición de la norma ISO.

Norma ISO

Las normas EIA no tienen ámbito de actuación en los países europeos u orientales.
ISO (Organización Internacional para la normalización) encargó al grupo de trabajo ISO/TEC/SC25/WG3 realizar unas normas internacionales basándose en TIAS/EIA 568. Estas normas se utilizan actualmente en todas las instalaciones.


APLICACIONES, TOPOLOGÍAS Y CATEGORÍAS

Aplicaciones Las técnicas de cableado estructurado se aplican en:

• Edificios donde la densidad de puestos informáticos y teléfonos es muy alta: oficinas, centros de enseñanza, tiendas, etc.

• Donde se necesite gran calidad de conexionado así como una rápida y efectiva gestión de la red: Hospitales, Fábricas automatizadas, Centros Oficiales, edificios alquilados por plantas, aeropuertos, terminales y estaciones de autobuses, etc.

• Donde a las instalaciones se les exija fiabilidad debido a condiciones extremas: barcos, aviones, estructuras móviles, fábricas que exijan mayor seguridad ante agentes externos.

Topología

Para ver las diferencias entre redes estructuradas y las redes convencionales comentaremos ambas: Redes convencionales.- Como se puede observar en la figura en las redes interiores actuales, el diseño de la red se hace al construir el edificio y según hagan falta modificaciones se harán colocando cajas interiores, según lo crea oportuno el proyectista y sin ninguna estructura definida. Todo ello tiene el inconveniente de que no siempre tenemos una caja cerca y el cableado hasta la caja, cada instalador la hace por donde lo cree más conveniente, teniendo así el edificio infinidad de diferentes trazados para el cableado. Además de todo ello para cada traslado de un solo teléfono tenemos que recablear de nuevo y normalmente dejar el cable que se da de baja sin desmontar, siendo este inutilizable de nuevo muchas veces por no saber y otras por la incompatibilidad de distintos sistemas con un cable.


ELEMENTOS PRINCIPALES DE UN CABLEADO ESTRUCTURADO

• Cableado Horizontal
• Cableado del backbone
• Cuarto de telecomunicaciones
• Cuarto de entrada de servicios
• Sistema de puesta a tierra
• Atenuación
• Capacitancia
• Impedancia y distorsión por retardo


El cableado horizontal

Es el que se extiende desde el área de trabajo o ( WAO ) /( WORK STATION ) hasta el cuarto de telecomunicaciones o ( Tecroom ).


El cableado horizontal consiste de dos elementos básicos: Cable Horizontal y Hardware de Conexión , estos proporcionan los medios para transportar señales de telecomunicaciones entre el área de trabajo y el cuarto de telecomunicaciones. Estos componentes son los “contenidos” de las rutas y espacios horizontales. Rutas y Espacios Horizontales: (también llamado “sistemas de distribución horizontal”) Las rutas y espacios horizontales son utilizados para distribuir y soportar cable horizontal y conectar hardware entre la salida del área de trabajo y el cuarto de telecomunicaciones. Estas rutas y espacios son los ”contenedores” del cableado horizontal. Los mismos indefectiblemente deberán estarconstruidos con material ferroso y poseer conexiOn a tierra.





TOPOLOGÍAS DE REDES

Definición de topología

La topología de una red define únicamente la distribución del cable que interconecta los diferentes ordenadores, es decir, es el mapa de distribución del cable que forma la RED. Define cómo se organiza el cable de las estaciones de trabajo. A la hora de instalar una red, es importante seleccionar la topología más adecuada a las necesidades existentes.

Clases de topologías de red

Topologías en Bus.

Una topología en bus los envíos de las diferentes estaciones de la red se propagan a todo lo largo del medio de transmisión y son recibidas por todas estaciones. Es la topología mas utilizada en las redes LAN Ethernet/IEEE 802.3, incluyendo la 100BaseT.




  • Características:
Es la más utilizada en las redes LAN.
• Fácil control flujo de la red.
• Una estación difunde información a todas las demás.
  • Desventajas:
Como hay un solo canal, si este falla, falla toda la red.
• Posible solucionar redundancia
• Casi imposible aislar averías.


Topología Árbol

La topología en árbol, todas las estaciones se conectan a un concentrador central (hub) el cual controla el tráfico de la red. Sien embargo, no todas las estaciones se conectan directamente al hub central; pueden conectarse a un hub secundario que a su vez se conecta al hub central.

Topología Anillo

Una topología en anillo consta de una serie de dispositivos conectados el uno con el otro por medio de enlaces de transmisión unidireccionales para formar un lazo cerrado.


Topología en malla

En la topología en malla cada dispositivo tiene un enlace punto a punto y dedicado con cualquier otro dispositivo. Un enlace disecado es el que conduce el tráfico únicamente entre los dispositivos que conecta. Para que una red en malla funcione completamente conectada necesita n(n-1)/2 canales físicos para enlazar n dispositivos. Para conectar varios enlaces, cada dispositivo de la red debe tener n-1 puertos de entrada/salida (E/S).



DISPOSITIVOS DE RED

Una red de área local puede necesitar cubrir más distancia de la que el medio de transmisión admite. O el número de estaciones puede ser demasiado grande para que la entrega de las tramas o la gestión de red se haga de forma eficiente Cuando dos o más redes diferentes se conectan para intercambiar datos o recursos, se convierte en una red interconectada (o Internet): Enlazar varias LAN en una Internet requiere dispositivos de interconexión de redes adicionales denominados encaminadotes (routers) y pasarelas (gateways). Estos dispositivos están diseñados para solucionar los obstáculos a la interconexión sin interrumpir las funciones independientes de las redes.

La Tarjeta de Red Una tarjeta de interfaz de red o Network Interface Card (NIC) (también conocida como adaptadora o tarjeta adaptadora) es una placa de circuito instalada en un componente de equipo de informática, como un PC, por ejemplo, que le permite conectar su PC a una red. Todos los PC necesitan tarjetas de interfaz de red (NIC) para poder utilizarse en operaciones en red. Algunos se venden con la tarjeta NIC incorporada. Cuando se escoge una NIC (también conocida como tarjeta adaptadora) para instalar en un PC, se debe considerar lo siguiente:

  • La velocidad de su concentrador, conmutador, o servidor de impresora - Ethernet (10Mbps) o Fast Ethernet (100Mbps). • El tipo de conexiOn que necesita - RJ-45 para par trenzado o BNC para cable coaxial. • El tipo de conector NIC disponible dentro de su PC-ISA o PCI.

  • IRQ, interrupción. Es el número de una línea de interrupción con el que se avisan sistema y tarjeta de que se producirá un evento de comunicación entre ellos. Por ejemplo, cuando la tarjeta recibe una trama de datos, ésta es procesada y analizada por la tarjeta, activando su línea IRQ, que le identifica unívocamente, para avisar al procesador central que tiene datos preparados para el sistema. Valores típicos para el IRQ son 3, 5, 7, 9 y 11.

  • Dirección de E/S. Es una dirección de memoria en la que escriben y leen el procesador central del sistema y la tarjeta, de modo que les sirve de bloque de memoria para el intercambio mutuo de datos. Tamaños tópicos de este bloque de memoria (o buffer) son 16 y 32 kbytes. Este sistema de intercambio de datos entre el host y la tarjeta es bastante rápido, por lo que es muy utilizado en la actualidad, pero necesita procesadores más eficientes. La dirección de E/S se suele expresar en hexadecimal, por ejemplo, DC000H.

  • DMA, acceso directo a memoria. Cuando un periférico o tarjeta necesita transmitir datos a la memoria central, un controlador hardware apropiado llamado controlador DMA pone de acuerdo a la memoria y a la tarjeta sobre los parámetros en que se producirá el envío de datos, sin necesidad de que intervenga la CPU en el proceso de transferencia. Cuando un adaptador de red transmite datos al sistema por esta técnica (DMA), debe definir qué canal de DMA va a utilizar, y que no vaya a ser utilizado por otra tarjeta. Este sistema de transferencia se utiliza poco en las tarjetas modernas.

  • Dirección de puerto de E/S. El puerto de Entrada/Salida es un conjunto de bytes de memoria en los que procesador central y periféricos intercambian datos de Entrada/Salida y del estado en el que se efectúan las operaciones. Tipo de transceptor. Algunas tarjetas de red incorporan varias salidas con diversos conectores, de modo que se puede escoger entre ellos en función de las necesidades. Algunas de estas salidas necesitan transceptor externo y hay que indicárselo a la tarjeta cuando se configura.

Velocidad de conexión


Debe utilizarse una NIC de Ethernet con un concentrador o conmutador Ethernet, y debe utilizarse una NIC de Fast Ethernet con un concentrador o conmutador Fast Ethernet. Si conecta su PC a un dispositivo dual speed que admite ambos valores, 10 y 100Mbps, puede utilizar una NIC de 10Mbps o una NIC de 100Mbps. Un puerto en un dispositivo dual speed ajusta su velocidad automáticamente para que coincida con la velocidad más alta admitida por ambos extremos de la conexión.

TIPO DE CONEXIÓN

está instalando una red que utiliza cables de par trenzado, se necesitará una NIC con un conector RJ-45. Véase figura No. 8.1 y para redes que funcionan con cable coaxial la tarjeta de red posee un conector BNC.


REPETIDORES

Un repetidor (o regenerador) es un dispositivo electrónico que opera solo en el nivel físico del modelo OSI. Las señales que transportan información dentro de una red pueden viajar a una distancia fija antes de que la atenuación dañe la integridad de los datos. Un repetidor instalado en un enlace recibe la señal antes de que se vuelva demasiado débil o corrupta, regenera el patrón de bits original y coloca la copia refrescada de nuevo en el enlace.




PUENTES

Los puentes actúan en los niveles físicos y de enlace de datos del modelo OSI. Ls puentes pueden dividir una red grande en segmentos más pequeños.
También pueden retrasmitir tramas entre dos LAN originalmente separada. Al contrario que los repetidores, los puentes contienen lOgica que permiten separar el tráfico de cada segmento. De esta forma, filtran el tráfico, algo que los hace útiles para controlar la congestiOn y aislar enlaces con problemas. Los puentes pueden también proporcionar seguridad mediante esta divisiOn del tráfico.





Tipos de puentes

Para seleccionar, entre segmentos un puente debe buscar en una tabla que contenga las direcciones físicas de cada una de las estaciones conectadas a él. La tabla indica a que segmento pertenece cada estaciOn.

Puente simple No los puentes simples son los más primitivos y menos caros. Un puente enlaza dos segmentos y contiene una tabla que almacena las direcciones de todas las estaciones incluidas en cada de ellos. Lo que lo hace primitivo es que todas las direcciones deben introducirse de forma manual. Antes de poder utilizar un puente simple, un operador debe introducir las direcciones de cada estaciOn. Cuando se añade una nueva estaciOn, se debe modificar la tabla. Si se elimina una estaciOn, la direcciOn de esta estaciOn (direcciOn inválida) debe ser eliminada. La lOgica incluida de un puente simple, por tanto, es de la variedad pasa/no pasa, una configuraciOn que hace que un puente simple sea fácil y barato de construir.

Puentes multipuerto Un puente multipuerto se puede se puede utilizar para conectar más de dos LAN. En esta figura, el puente tiene tres tablas, cada una de las cuales almacena las direcciones físicas de las estaciones alcanzables a través del puerto correspondiente.

Puente transparente Un puente transparente o de aprendizaje construye la tabla con las direcciones de las estaciones a medida que realiza las funciones de un puente. Cuando se instala por primera vez un puente transparente, su tabla está vacía. Cuando encuentra un paquete, busca la dirección del origen y del destino. Comprueba el destino para decidir donde enviar el paquete. Si no reconoce todavía la dirección de destino, retransmite el paquete a todas las estaciones en ambos segmentos. Utiliza la dirección fuente para construir su tabla. Cuando lee una dirección fuente, anota de que lado viene el paquete y asocia esa dirección con el segmento al pertenece.


PASARELAS

Las pasarelas potencialmente actúan en todos los siete niveles del modelo OSI. Una pasarela es un convertidor de protocolos. Un encaminador transfiere, acepta o retransmite paquetes solo entre redes que utilizan protocolos similares. Una pasarela, por otro lado, puede aceptar un paquete formateado para un protocolo (por ejemplo, AppleTalk) y convertirlo a un paquete formateado para otro protocolo (por ejemplo, TCP/IP) antes de encaminarlo. Una pasarela es generalmente software instalado dentro de un encaminador. La pasarela comprende los protocolos utilizados por cada red enlazada al encaminador y es, por tanto, capaz de traducirlo de uno a otro. En algunos casos, las únicas modificaciones necesarias se realizan sobre la cabecera y la cola del paquete. En otros, las únicas modificaciones necesarias se realizan sobre la cabecera y la cola del paquete. En otros casos, la pasarela debe ajustar también la tasa de datos, el tamaño y el formato.





El modems

El dispositivo de comunicación más básico de conectividad entre redes es el modem. Los módems se han convertido en dispositivos habituales y constituyen el equipamiento estándar en la mayoría de los equipos que se venden hoy en día. En realidad, cualquiera que haya utilizado Internet o un PC-fax, ha utilizado un modem. Además de los módems, también se utilizan otros dispositivos para conectar pequeñas LAN en una gran red de área extensa (WAN). Cada uno de estos dispositivos tiene su propia funcionalidad junto con algunas limitaciones. Simplemente, se pueden utilizar para extender la longitud del medio de red o para proporcionar acceso a una red mundial en Internet. Los dispositivos utilizados para extender las LAN incluyen repetidores, bridges (puentes), routers (encaminadores), brouters (b-encaminadores) y gateways (pasarelas).

Funciones básica de un módem

Los equipos no se pueden conectar a través de una línea telefónica, puesto que estos se comunican enviando pulsos electrónicos digitales (señales electrónicas) y una línea telefónica solo puede enviar ondas (sonido) analógicas.




Tipos de módems

Existen tres tipos diferentes de módems, puesto que los distintos entornos de comunicación requieren diferentes métodos de envío de datos. Estos entornos se pueden dividir en dos áreas relacionadas con el ritmo de las comunicaciones:

+ Asíncrona.
+ Síncrona.

El tipo de mOdem que utiliza una red depende de si el entorno es asíncrono.




CLASES DE REDES







REDES DE ÁREA LOCAL (LAN)



Las redes LAN (local área networks), son redes de propiedad privada dentro de un solo edificio o campus de hasta unos cuantos kilómetros de extensión. Se usan ampliamente para conectar computadoras personales y estaciones de trabajo en oficinas de compañías y fábricas con objeto de compartir recursos (por ejemplo, impresoras) e intercambiar información. Las LAN se distinguen de otro tipo de redes por tres características:
1. Su tamaño
2. Su tecnología de transmisión
3. Su topología

Conexiones Internas de una LAN

Una LAN suele estar formada por un grupo de ordenadores, pero también puede incluir impresoras o dispositivos de almacenamiento de datos como unidades de disco duro. La conexión material entre los dispositivos de una LAN puede ser un cable coaxial, un cable de dos hilos de cobre o una fibra Óptica. También pueden efectuarse conexiones inalámbricas empleando transmisiones de infrarrojos o radiofrecuencia. Un dispositivo de LAN puede emitir y recibir señales de todos los demás dispositivos de la red. Otra posibilidad es que cada dispositivo esté conectado a un repetidor, un equipo especializado que transmite de forma selectiva la información desde un dispositivo hasta uno o varios destinos en la red.

REDES DE ÁREA AMPLIA (WAN)

Se extiende sobre un área geográfica extensa, a veces un país o un continente; contiene una colección de máquinas dedicadas a ejecutar programas de usuario (es decir, de aplicación)., comúnmente llamadas tradicionalmente máquinas Hosts. Las hosts están conectadas por una subred de comunicación. O simplemente subred. El trabajo de la subred es conducir mensajes de una hosts a otra, así como el sistema telefónico conduce palabras del que habla al que escucha. La separación entre los aspectos exclusivamente de comunicación de la red (subred) y los aspectos de aplicación (las hosts), simplifica enormemente el diseño total de la red.

RED DE ÁREA METROPOLITANA (MAN)

La red MAN (Metropolitan Area Network) ha sido diseñada para que se pueda extender a lo largo de una ciudad entera. Puede ser una red única como una red de televisión por cable o puede ser una forma de conectar un cierto número de 77 LAN en una red mayor, de forma que los recursos puedan ser compartidos de LAN a LAN y de dispositivo a dispositivo. Por ejemplo, una empresa puede usar una MAN para conectar las LAN de todas sus oficinas dispersas por la ciudad.

TIPOS DE REDES REDES

PUNTO A PUNTO Constituyen este tipo de red las conexiones exclusivas entre terminales y computadoras con una línea directa. La ventaja de este tipo de conexión se encuentra en la alta velocidad de transmisión que soporta y la seguridad que presenta al no existir conexión con otros usuarios. Un inconveniente es su costo.

REDES DE DIFUSIÓN Las redes de difusión tienen un solo canal de comunicaciones compartido por todas las máquinas de la red. Los mensajes cortos (llamados paquetes en ciertos contextos) que envían una máquina son recibidos por todas las demás. Un campo de dirección dentro del paquete especifica a quién se dirige. Al recibir un paquete, una máquina verifica el campo de dirección. Si el paquete está dirigido a ella, lo procesa; si está dirigido a alguna otra máquina, lo ignora.

REDES CONMUTADAS Los datos que entren en una red conmutada proveniente de una de las estaciones 79 (dispositivos finales que desean comunicarse), se encaminará hacia el destino conmutándolos de nodo a nodo (dispositivos cuyo objetivo es facilitar la Comunicación).


PROTOCOLOS Y ARQUITECTURAS DE RED

Protocolos

La palabra protocolo designa un conjunto de reglas o convenios para llevar a cabo una tarea determinada. En la transmisión de datos, protocolo se usa en un sentido menos amplio para indicar el conjunto de reglas o especificaciones que se usan para implementar uno o más niveles del modelo OSI. Un protocolo define que se comunica, como se comunica y cuándo se comunica. Los elementos claves de un protocolo son su sintaxis, su semántica y su temporización.

Sintaxis. Se refiere a la estructura del formato de los datos, es decir, el orden en el cual se presentan. Por ejemplo, un protocolo sencillo podría esperar que los primeros ocho bits de datos fueran la dirección del emisor, los segundos ocho bits, la dirección del receptor y el resto del flujo fuera el mensaje en sí mismo.

Semántica. Se refiere al significado de cada sección de bits. ¿como se interpreta un determinado patrón y acción se toma basada en dicha representación? Por ejemplo, ¿una dirección identifica la ruta a tomas o el destino final del mensaje.

Temporización. Define dos características: Cuándo se deberían enviar los datos y con qué rapidez deberían ser enviados. Por ejemplo, si un emisor produce datos a una velocidad de 100Mbps, pero el receptor puede procesar datos solamente a 1 Mbps, la transmisión sobrecargará al receptor y se perderá gran cantidad de datos.

Funciones de los protocolos

No todos los protocolos realizan todas las funciones, pues implicaría un importante duplicación de esfuerzo. Existen varios ejemplos del mismo tipo de funciones presentes en protocolos de niveles diferentes. Las funciones de los protocolos se pueden agrupar en las siguientes categorías:

Segmentación y ensamblado. Es cuando una entidad (cualquier cosa con capacidad de enviar o recibir información) de aplicación envía datos en mensajes o en una secuencia continua, los protocolos de nivel inferior pueden necesitar dividir los datos en bloques de menor tamaño y todos del mismo. Por convenienciase denomina unidad de datos de protocolo (PDU, “protocol data unit”) a un bloque de datos intercambiando entre dos entidades a través de un protocolo.

Encapsulado. Cada PDU consta no sólo de datos, sino también de información de control. En cambio, algunas PDU contienen solo información de control, sin datos. La información de control se clasifica en tres categorías: •

Dirección: se puede indicar la dirección del emisor y/o la del receptor
• Código de dirección de errores: a veces se incluye algún tipo de secuencia de comprobación de trama para detección de errores.
• Control de protocolo: se incluye información adicional para implementar las funciones de protocolo enumeradas en el resto de la presente sección.

Control de flujo. El control de flujo es una funciOn realizada por la entidad receptora para limitar la cantidad o tasa de datos que envía la entidad emisora. La forma más sencilla de control de flujo es un procedimiento de parada y espera (“stop-and-Wait “ ), en el que cada PDU debe ser confirmada antes de que se envíe la siguiente. El uso de protocolos más eficientes implica la utilizaciOn de alguna forma de crédito ofrecido por el emisor, que es la cantidad de datos que se pueden enviar sin necesidad de confirmaciOn.

Control de errores. Es necesario el uso de técnicas para gestionar la pérdida o los errores de datos e informaciOn de control. La mayor parte de las técnicas incluyen detecciOn de errores, basadas en el uso de una secuencia de comprobaciOn de trama, y retransmisiOn de PDU.

Direccionamiento. El concepto de direccionamiento en una arquitectura de comunicaciones es complejo y abarca un gran número de conceptos como es el nivel de direccionamiento, ámbito del direccionamiento, identificadores de conexiOn y modo de direccionamiento.

Multiplexación. La multiplexaciOn está relacionado con el concepto de direccionamiento. En un sistema individual se admite una forma de multiplexaciOn mediante múltiples conexiones. Por ejemplo, con X.25 pueden existir múltiples circuitos virtuales que terminan en el mismo sistema final; Se puede decir que estos circuitos virtuales están multiplexados sobre la interfaz física entre el sistema final y la red. Servicios de transmisión.

Arquitectura de redes

Antes de estudiar las diferentes arquitecturas de redes es importante que se traten los temas sobre conmutación de circuitos y conmutación de paquetes Conmutación de circuitos.

La conmutación de circuitos crea una línea directa entre dos dispositivos, tales como teléfonos o computadoras. Por ejemplo en la figura 4.3, en lugar de conexiones punto a punto entre las tres computadoras de la izquierda (A, B, y C) y las cuatro de la derecha (D, E, F y G), que requieren 12 enlaces, se pueden emplear cuatro conmutadores para reducir el número y la longitud de enlaces. En la figura 4.3, la computadora A se encuentra conectada mediante los conmutadores I, II y III a la computadora D. Cambiando las palabras del conmutador, se puede conseguir que cualquier computadora de la izquierda se conecte a cualquiera de las derecha.

Los circuitos virtuales permanentes (PVC)

son comparables a las líneas dedicadas en la conmutaciOn de circuitos. En este método se establece de forma continua un mismo circuito virtual entre dos usuarios. El circuito está dedicado a 89 los usuarios especificados. Nadie más puede utilizarlos y, debido a que siempre está disponible, se puede usar sin necesidad de establecer ni liberar las conexiones.

El Proyecto 802

En 1985, la computer Society del IEEE comenzó el proyecto, denominado Proyecto 802 para definir estándares que permitan la intercomunicación entre equipos de distintos fabricantes. El proyecto 802 no busca remplazar ninguna parte del modelo OSI. En lugar de eso, es una forma de especificar funciones del nivel físico, el nivel de enlace de datos y, en menos extensión, el nivel de red para permitir la interconectividad de los principales protocolos LAN. Las relaciones del Proyecto 802 de la IEEE con el modelo OSI se muestra en la figura No. 4.9. El IEEE ha subdividido el nivel de enlace de datos en dos subniveles: control de enlace lógico (LLC, Logical Link Control) y control de acceso al medio (MAC, Médium Acess Control).

IEEE 802.1

Es la parte del proyecto 802 dedicada a los aspectos de comunicación entre redes LAN Y WAN. Aunque todavía no está completo, intenta resolver las incompatibilidades entre arquitectura de redes sin que sea necesario hacer modificaciones en las direcciones existentes, los medios de acceso y los mecanismos de recuperación de errores, entre otros.

IEEE 802.2 (LLC)

En general, el modelo del proyecto 802 del IEEE toma la estructura de una trama HDLC (Control de enlace de datos de alto nivel) y la divide en dos conjuntos de funciones. Un conjunto contiene las porciones de usuario final de la trama: las direcciones lógicas, la información de control y los datos.

IEEE 802.4 Bus con paso de testigo

Combina la características de la Ethernet y la red en anillo con paso de testigo. Combina la configuración física de la Ethernet (una topología bus) y la característica de estar libre de colisiones (retraso predecible) de la red en anillo con paso de testigo. El bus con paso de testigo es un bus físico que opera como un anillo lógico usando testigos.

Retransmisión de tramas (“Frame Relay”)

Frame Relay es una tecnología de conmutaciOn rápida de tramas, basada en estándares internacionales, que puede utilizarse como un protocolo de transporte y como un protocolo de acceso en redes públicas o privadas proporcionando servicios de comunicaciones. La convergencia de la informática y las telecomunicaciones está siendo una realidad desde hace tiempo. Las nuevas aplicaciones hacen uso exhaustivo de gráficos y necesitan comunicaciones de alta velocidad con otros ordenadores conectados a su misma red LAN, e incluso a redes LAN geográficamente dispersas.

Ahora, el mercado demanda un mayor ahorro en los costes de comunicaciones mediante la integración de tráfico de voz y datos. Frame Relay ha evolucionado, proporcionando la integraciOn en una única línea de los distintos tipos de tráfico de datos y voz y su transporte por una única red que responde a las siguientes necesidades:
Alta velocidad y bajo retardo
+ Soporte eficiente para tráficos a ráfagas
+ Flexibilidad
+ Eficiencia
+ Buena relación coste-prestaciones
+ Transporte integrado de distintos protocolos de voz y datos
+ Conectividad “todos con todos“
+ Simplicidad en la gestión
+ Interfaces estándares

ATM (Aynchronous Transfer Mode)

El modo de transferencia asíncrono, es el protocolo de retransmisiOn de celdas diseñado por el foro de ATM y adoptado por la ITU-T. ATM es una tecnología capaz de transferir voz, video y datos a través de redes privadas y públicas. Está desarrollada en base a una arquitectura de celdas en lugar de tramas. Las celdas ATM siempre tienen una longitud fija de 53 Bytes. La celda ATM de 53 bytes se divide en una cabecera ATM de 5 bytes seguida de 48 bits de carga ATM. La celda ATM de 53 bytes se divide en una cabecera ATM de 5 bytes de carga ATM. Estas celdas son adecuadas para transportar voz y video porque este tipo de tráfico es intolerante con el retardo. Ambos tipos de información no tienen que esperar a que un paquete de gran tamaño sea transmitido.

MODELO DE REFERENCIA OSI
Creada en 1947, la organización internacional de Estandarización (ISO, internacional Standards Organization) es un organismo multinacional dedicado a establecer acuerdos mundiales sobre estándares internacionales. Un estándar ISO que cubre todos los aspectos de las redes de comunicaciones es el modelo de Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI, Open System Interconection). Un sistema abierto es un modelo que permite que dos sistemas diferentes se puedan comunicar independientemente de la arquitectura subyacente. Los protocolos específicos de cada vendedor no permiten la comunicación entre dispositivos no relacionados. El objetivo del modelo OSI es permitir la comunicación entre sistemas distintos sin que sea necesario cambiar la lógica del hardware o el software subyacente. El modelo OSI no es un protocolo; es un modelo para comprender y diseñar una arquitectura de red flexible robusta e interoperable.

CONCEPTO El modelo OSI es una arquitectura por niveles para el diseño de sistemas de red que permite la comunicación entre todos los tipos de computadoras. Está compuesto por siete niveles separados, pero relacionados, cada uno de los cuales define un segmento del proceso necesario para mover la información a través de una red. Comprender los aspectos fundamentales del modelo OSI proporciona una base solida para la explotación de la transmisión de datos. El modelo OSI está compuesto por siete niveles ordenados.

ORGANIZACIÓN DE LOS NIVELES

Se puede pensar que los siete niveles pertenecen a tres subgrupos. Los niveles 1, 2 y 3 físico, enlace y red, son los niveles de soporte de red. Tienen que ver con los aspectos físicos de la transmisión de los datos de un dispositivo a otro (especificaciones eléctricas, conexiones físicas, direcciones físicas y temporización de transporte y fiabilidad). Los niveles 5, 6 y 7, sesión, presentación y aplicación proporcionan servicios de soporte de usuario. Permite la interoperabilidad entre sistemas software no relacionados. El nivel 4 nivel de transporte, asegura la transmisión fiable de los datos de extremo a extremo, mientras que el nivel 2 asegura la transmisión fiable de datos en un único enlace. Los niveles superiores de OSI se implementan casi siempre en software; los niveles inferiores son una combinación de hardware y software, excepto el nivel físico, que es principalmente hardware.


FUNCIONES DE LOS NIVELES DE MODELO OSI

  • NIVEL FISICO

El nivel físico coordina las funciones necesarias para trasmitir el flujo de datos a través de un medio físico. Trata con las especificaciones eléctricas y mecánicas de la interfaz y del medio de transmisión. También define los procedimientos y las funciones que los dispositivos físicos y la interfaces tienen que llevar a cabo para que sea posible la transmisión.

Características físicas de las interfases y el medio.

El nivel físico define las características de la interfaz entre los dispositivos y el medio de transmisión. También define el tipo de medio de transmisión.

Representación de los bits. Los datos del nivel físico están compuestos por un flujo de bits (secuencias ceros y unos) sin ninguna interpretación. Para que puedan ser transmitidos, es necesario codificarlos en señales, eléctricas u Ópticas. El nivel físico define el tipo de codificación (como los ceros y unos se cambian en señales).

Tasa de datos. El nivel físico también define la tasa de transmisión: el número de enviados cada segundo. En otras palabras, el nivel físico define la duración de un bit, es decir, cuánto tiempo dura.

Sincronización de los bits. El emisor y el receptor deben estar sincronizados a nivel de bit. En otras palabras los relojes del emisor y el receptor deben estar sincronizados.

Configuración de la línea. El nivel físico está relacionado con la conexiOn de dispositivos al medio. En una configuraciOn punto a punto se conectan dos dispositivos a través de un enlace dedicado. En una configuraciOn multipunto un enlace es compartido por varios dispositivos.

Topología física. La topología física define como están conectados los dispositivos para formar una red. Los dispositivos deben estar interconectados usando una topología en malla (cada dispositivo conectado a otro dispositivo) una topología en estrella (dispositivos conectados a través de un dispositivo central), una topología en anillo (un dispositivo conectado al siguiente formando un anillo) o una topología de bus (cada dispositivo esta conectado en un enlace común).

Modo de transmisión. El nivel físico también define la direcciOn de la transmisiOn entre dos dispositivos: símplex, semi duplex o full duplex, los cuales se estudiaron en la primera unidad.


  • NIVEL DE ENLACE DE DATOS

El nivel de enlace de datos transforma el nivel físico, un simple medio de transmisión, en un enlace fiable y es responsable de la entrega nodo a nodo. Hace que el nivel físico aparezca ante el nivel superior (nivel de red) como un medio libre de errores.

Tramado. El nivel de enlace de datos divide el flujo de bits recibidos del nivel de red en unidades de datos manejables denominadas tramas.

Direccionamiento físico. Si es necesario distribuir las tramas por distintos sistemas de la red, el nivel de enlace de datos añade una cabecera a la trama para definir la direcciOn física del emisor (direcciOn fuente) y/o receptor (direcciOn destino) de la trama. Si hay que enviar la trama a un sistema fuera de la red del emisor, la direcciOn del receptor es la direcciOn del dispositivo que conecta su red a la siguiente.

Control de flujo. Si la velocidad a la que el receptor recibe los datos es menor que la velocidad de transmisiOn del emisor, el nivel de enlace de datos impone un mecanismo de control de flujo para prevenir el desbordamiento del receptor.

Control de errores. El nivel de enlace de datos añade fiabilidad al nivel físico al incluir mecanismos para detectar y retransmitir las tramas defectuosas o perdidas. También usa un mecanismo para prevenir la duplicaciOn de tramas. El control de errores se consigue normalmente a través de una cola que se añade al final de la trama.

  • NIVEL DE RED

El nivel de red es responsable de la entrega de un paquete desde el origen al destino y, posiblemente, a través de múltiples redes (enlaces). Mientras que el nivel de enlace de datos supervisa la entrega del paquete entre dos sistemas de la misma red (enlaces), el nivel de red asegura que cada paquete va del origen al destino, sean estos cuales sean.

Si dos sistemas están conectados al mismo enlace, habitualmente no hay necesidad de un nivel de red. Sin embargo, si dos sistemas están conectados a redes distintas (enlaces) con dispositivos de conexión entre ellas (enlaces), suele ser necesario tener un nivel de red para llevar a cabo la entrega desde el origen al destino.

  • NIVEL DE TRANSPORTE

El nivel de transporte es responsable de la entrega origen a destino (extremo a extremo) de todo el mensaje. Mientras que el nivel de red supervisa la entrega extremo a extremo de paquetes individuales, no reconoce ninguna relación entre estos paquetes. Trata a cada uno independientemente, como si cada pieza perteneciera a un mensaje separado, tanto si lo es como si no. Por otro lado, el nivel de transporte asegura que todo el mensaje llega intacto y en orden, supervisando tanto el control de errores como el control de flujo a nivel origen a destino.

Direccionamiento en punto de servicio. Las computadoras suelen ejecutar a menudo varios programas al mismo tiempo. Por esta razón la entrega desde el origen al destino significa la entrega no solo de una computadora a otra, sino también desde un proceso específico (programa en ejecución) en una computadora a un proceso específico (programa en ejecución) en el otro.

Segmentación y reensamblado. Un mensaje se divide en segmentos transmisibles, cada uno de los cuales contiene un cierto número de secuencias. Estos números permiten al nivel de transporte reensambla el mensaje correctamente a su llegada al destino e identificar y reemplazar paquetes que se han perdido en la transmisión.

Control de conexión. En nivel de transporte puede estar orientado 107 conexión trata cada segmento como un paquete independiente y lo pasa al nivel de transporte de la máquina destino.

Control de flujo. Al igual que el enlace de datos, el nivel de transporte responsable del control de flujo de este nivel se lleva a cabo de extremo a extremo y no solo en un único enlace.

Control de errores. Al igual que el nivel de enlace de datos, el nivel de transporte es responsable de controlar los errores.

  • NIVEL DE SESION

Los servicios provistos por los tres primeros niveles (físico, enlace de datos y redes) no son suficientes para algunos procesos. El nivel de sesión es el controlador de diálogo de la red. Establece, mantiene y sincroniza la interacción entre sistemas de comunicación.
  • NIVEL DE PRESENTACIÓN

El nivel de presentación está relacionado con la sintaxis y la semántica de la información intercambiada entre dos sistemas.

Traducción. Los procesos (programas en ejecución) en los sistemas intercambian habitualmente la información en forma de tiras de caracteres, números, etc. Es necesario traducir la información a flujos de bits antes de transmitirla.

Cifrado. Para transportar información sensible, un sistema debe ser capaz de asegurar la privacidad. El cifrado implica el emisor transforma la información original a otro formato y envía el mensaje resultante por la red.

Compresión. La compresión de datos reduce el número de bits a transmitir. La compresión de datos es particularmente importante en la transmisión de datos multimedia tales como texto, audio y vídeo.

  • NIVEL DE APLICACION

El nivel de aplicación permite al usuario, tanto humano como software, acceder a la red. Proporciona las interfaces de usuario y el soporte para servicios como el correo electrónico, el acceso y la transferencia de archivos remotos, la gestión de datos compartidos y otros tipos de servicios para información distribuida.

ESTRUCTURA DE UNA TRAMA

En una transmisiOn sincrOnica se requiere de un nivel de sincronizacion adicional para que el receptor pueda determinar dOnde está el comienzo y el final de cada bloque de datos; Esta transmisión se hace a través de una trama que presenta los datos más el preámbulo (patrOn de bits de comienzo de un bloque de datos), los bits de final junto con informaciOn de control en cada bloque de datos transmitido. HDLC (High-level data link control, Control de enlace de datos de alto nivel) es el protocolo más importante para el enlace de datos, no solo porque es el más utilizado, sino porque además es el protocolo mas importante en la capa de enlace del modelo OSI. El HDLC usa la transmisión sincrónica. Todos los intercambios se realizan a través de tramas, HDLC utiliza un formato único de trama que es válido para todos los posibles intercambios: datos e informaciOn de control.

Los campos de delimitación. Los campos de delimitación están localizados en los dos extremos de la trama, y ambos corresponden a la siguiente combinación de bits 01111110. se puede usar un único delimitador como final y comienzo de la siguiente trama simultáneamente. A ambos lados de la interfaz entre el usuario y la red, los receptores estarán continuamente intentando detectar secuencia de delimitación para sincronizarse con el comienzo de la trama. Cuando se recibe una trama, la estaciOn seguirá intentando detectar esa misma secuencia para determinar así el final de la trama. Debido a que el protocolo permite cualquier combinaciOn de bits ( es decir, el protocolo no impone restricción alguna en el contenido de los campos) no hay garantía de que la combinación 01111110 no aparezca en algún lugar dentro de la trama, destruyendo de esta manera la sincronización de las tramas. Para evitar esta situación no deseable, se utiliza un procedimiento denominado inserción de bits.

Campo de dirección. El campo de dirección identifica a la estación secundaria que ha trasmitido o que va a recibir la trama. Este campo no se necesita en enlaces punto a punto, si bien se incluye siempre por cuestiones de uniformidad. El campo de dirección tiene normalmente 8 bits, si bien tras una negociación previa, se puede utilizar un formato ampliado en el que la dirección tendrá un múltiple de 7 bits.

Campo de control. En HDLC se definen tres tipos de tramas, cada una de ellas con un formato diferente para el campo de control. Las tramas de información (tramas-I) transportan los datos generados por el usuario (esto es, por la lógica situada en la capa superior, usuaria HDLC). Además, en las tramas de información se incluye información para el control ARQ (automatic repeat resquest, solicitud de repetición automática) de errores y del flujo. Las tramas de supervisión (tramas-S) proporcionan el mecanismo ARQ cuando la incorporación de las confirmaciones en las tramas de información no es factible. Las tramas no numeradas (tramas-N) proporcionan funciones complementarias para controlar el enlace.




lunes, 3 de mayo de 2010

PERTURBACIONES EN LA TRANSMISIÓN

En cualquier sistema de comunicaciones se debe aceptar que la señal que se recibe diferirá de la señal transmitida debido a varias adversidades y percances en la transmisión. En las señales analógicas, estas dificultades introducen diversas alteraciones aleatorias que desagradan la calidad de la señal. En las señales digitales, se producen bits erróneos: un 1 binario se transformará en un 0 y viceversa. En este ítem se examinan los percances o perturbaciones aludidas, comentándose sus efectos sobre la capacidad de transportar información en los
enlaces de transmisión. Las perturbaciones más significativas son:

Atenuación
La energía de la señal decae con la distancia en cualquier medio de transmisión. En medios guiados, esta reducción de la energía es por lo general logarítmica y por tanto se expresa típicamente como un número constante en decibelios por unidad de longitud. En medio no guiados, la atenuación es una función más compleja de la distancia y dependiente a su vez de las condiciones atmosféricas. Se pueden establecer tres consideraciones respecto a la atenuación: 1) La señal recibida debe tener suficiente energía para que la circuitería electrónica en el receptor pueda detectar e interpretar la señal adecuadamente. 2) Para ser recibida sin error, la señal debe conservar un nivel suficientemente mayor que el ruido. 3) La atenuación es una función creciente de la frecuencia.


Distorsión de retardo
La distorsión de retardo es un fenómeno peculiar de los medios guiados. Esta distorsión está causada por el hecho de que la velocidad de propagación de la señal en el medio varía con la frecuencia. Para una señal de banda limitada, la velocidad tiende a ser mayor cerca de la frecuencia central y disminuye al acercarse a los extremos de la banda. Por tanto, las distintas componentes en frecuencia de la señal llegará al receptor en instantes diferentes de tiempo. Este efecto se llama distorsión de retardo, ya que la señal recibida está distorsionada debido al retardo variable que sufren sus componentes. Supóngase que se está transmitiendo una secuencia de bit usando tanto señales analógicas como digitales. Debido a la distorsión de retardo, algunas de las componentes de la señal en un bit se desplazarán hacia otras posiciones, provocando la interferencia entre símbolos, que es la limitación principal a la razón de bits máxima.

Ruido
En cualquier dato transmitido, la señal recibida consistirá en la señal transmitida modificada por las distorsiones introducidas en el sistema de transmisión, además de señales no deseadas que se insertan entre el emisor y el receptor. A estas última se le denomina ruido El ruido es el factor de mayor importancia a la hora de limitar las prestaciones de un sistema de comunicación

El ruido puede clasificarse según su orden en:
Ruido térmico: Este tipo de ruido se debe al movimiento aleatorio de electrones en un cable que crea una señal extra no enviada originalmente por el transmisor. Está presente en todos los dispositivos electrónicos y medios de transmisión; como su nombre indica es función de la temperatura.
Ruido de intermodulación: ocurre cuando señales de distintas frecuencias comparten el mismo medio de transmisión.

Múltiplexación
Siempre que la capacidad de transmisión de un medio que enlaza dos dispositivos sea mayor que las necesidades de transmisión de los dispositivos, el enlace se puede compartir, de forma similar a como una gran tubería de agua puede llevar agua al mismo tiempo a varias casas separadas. La Multiplicación es el conjunto de técnicas que permite la transmisión simultanea de múltiples señales a través de un único enlace de datos.

A medida que se incrementa el uso de los datos y las telecomunicaciones, se incrementa también el tráfico. Se puede hacer frente a este incremento añadiendo líneas individuales cada vez que necesita un canal nuevo o se pueden instalar enlaces de más capacidad y usarlo para transportar múltiples señales. La tecnología actual incluye medios de gran ancho de banda, como el cable coaxial,

Muchos a uno/uno a muchos

En un sistema multiplexado, n dispositivos comparten la capacidad de un enlace. El formato básico de un sistema multiplexado. Los cuatro dispositivos de la izquierda envían sus flujos de transmisión a un multiplexor (MUX), que los combina en un único flujo (muchos a uno). El extremo receptor, el flujo se introduce en un demultiplexor (DEMUX), que separa el flujo en sus transmisiones componentes (uno a muchos) y los dirige a sus correspondientes dispositivos receptores.

Multiplexación por división en frecuencia (FDM) Es una técnica analógica que se puede aplicar cuando el ancho de banda de un enlace es mayor que los anchos de banda combinados de las señales a transmitir. En FDM las señales generadas por cada dispositivo emisor se modulan usando distintas frecuencias portadoras. A continuación, estas señales moduladas se combinan en una única señal compuesta que será transportada por el enlace. Las frecuencias portadoras están separadas por un ancho de banda suficiente como para acomodar la señal modulada. Estos rangos del ancho de banda son los canales a través de los que viajan las distintas señales.

LA INTERFAZ RS-232

La interfaz entre la computadora o la terminal y el modem es un ejemplo de protocolo de capa física, que debe especificar con detalle la interfaz mecánica, eléctrica, funcional y de procedimientos.
El RS-232, la tercera revisión del estándar RS-232 original. El estándar lo planeo la Electronic industries association una organización comercial de fabricantes de equipo electrónico, y su nombre correcto es EIA RS-232-C. La versión internacional está en la recomendación V.24 del CCITT y es similar; Solo difiere ligeramente en alguno de los circuitos que se usan poco. En los estándares, la terminal o computadora se llama de manera oficial DTE (data terminal equitment, equipo terminal de datos), y el Modem, DCE (data circuit-terminating equiment, equipo de comunicaciones de datos).












Implementación DB-25. El EIA-232 define las funciones asignadas a cada una de las 25 pastillas del conector DB-25. La figura 2.44 muestra la orden y funcionalidad de cada patilla de un conector macho. Recuerde que un conector hembra es una imagen en espejo del macho, de forma que la patilla 1 del enchufe se corresponde con el tubo 1 del receptáculo y así sucesivamente.