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Unidad I

INTRODUCCIÓN

No hay nada nuevo en relación con la comunicación de datos. El antiguo corredor griego llevando el mensaje de victoria sobre las llanuras de Maratón, inspiró la competencia atlética de hoy. Los jinetes del expreso a caballo llevaron mensajes y se ganaron la admiración antes de que fueran reemplazados por el servicio telegráfico. Durante 30 años, las compañías telegráficas monopolizaron el uso de impulsos eléctricos para transmitir datos entre estaciones distantes. Pero en 1876, Alexander Graham Bell demostró que podían utilizarse señales eléctricas para transmitir mensajes de voz a lo largo de líneas telefónicas. De esta manera se estableció un segundo canal de comunicación de datos o de telecomunicaciones.

A los 75 años posteriores a la introducción del teléfono se estableció una compleja red del sistema de telecomunicaciones para ligar localidades de todo el mundo. La primera liga de dispositivos de cómputo y de comunicaciones ocurrió en 1940, cuando el doctor George Stibitz utilizó líneas telegráficas para enviar datos desde el Dartmouth College en New Hampshire, hasta una calculadora de los laboratorios de Graham Bell en la ciudad de Nueva York. Pero fue hasta el final del decenio de 1950 cuando la unión entre la computación y las comunicaciones comenzó en forma activa. Al principio se emplearon líneas telegráficas para conectar las terminales de teleimpresora con las computadoras, pero rápidamente se pusieron en servicio las líneas telefónicas. Una pronta aplicación a gran escala fue el sistema de reservación de pasajeros, SABRE, planeado y puesto en funcionamiento a finales de 1950 y a principios de 1960 por la American Airlines y la IBM. Cientos de terminales dispersas fueron conectadas a un procesador central. El uso de las comunicaciones ha crecido constantemente desde entonces. Hoy, todas las computadoras grandes, pequeñas y medianas son capaces de comunicarse con terminales distantes.


Comunicación de datos.

A continuación describiremos algunos conceptos de comunicación de datos que serán de gran utilidad para comprender los temas que trataremos más adelante.


La convergencia de la Computación y las Comunicaciones.

Al principio de las comunicaciones, la capacidad de cómputo se obtenía de los proveedores de computadoras y los servicios de comunicaciones eran suministrados por las compañías de telecomunicaciones, quienes utilizaban dispositivos de conmutación de mensajes controlados por la computadora para mejorar sus servicios y los proveedores de computadoras ofrecían paquetes limitados de comunicaciones para vender sus servicios de procesamiento de datos. Pero no era difícil diferenciar entre los ofrecimientos de ambos grupos. Ahora la situación ha cambiado: los circuitos electrónicos integrados son utilizados en los dispositivos tanto de cómputo como de comunicaciones.

Se han acuñado muchos términos para reflejar esta fusión de las tecnologías de computación y comunicaciones; los franceses usan la palabra, Telematiqué los ingleses utilizan Telemátics, y la palabra Comunicaciones ha sido sugerida por un profesor de la Universidad de Harvard. Hoy en día ya no es posible distinguir la aplicación de estos dos conceptos, la computación y las comunicaciones se han fusionado totalmente.


Concepto de comunicación de datos.

La comunicación de datos esencialmente comprende, un conjunto de unidades funcionales diseñadas para transferir datos digitales en forma procesable por la computadora entre dos o más terminales que utilizan una red pública o privada, como el teléfono, telégrafo, microondas, satélite, fibra óptica, etc.. El objetivo es acortar el tiempo que toma transferir datos, de la fuente al computador y de regreso al usuario. La transmisión a considerar para que se clasifique como comunicación de datos, es de más de un kilómetro de distancia aproximadamente.

En un sistema sencillo de comunicación de datos, las terminales y otros dispositivos remotos de E/S son unidos con uno o más procesadores centrales para capturar datos de entrada y recibir la información de salida.

El equipo a veces llamado elementos de interfase proporciona un puente entre los diferentes ambientes físicos y operativos que existen entre los dispositivos de E/S y los procesadores centrales.


Técnicas de transmisión de datos.

Los módems son algunos de los elementos de interfase.

Un módem es un dispositivo de modulación-demodulación que convierte una cadena discreta de pulsos eléctricos digitales tipo prendido-apagado utilizados por el equipo de cómputo, en el tipo de patrones de ondas análogas de variación continua utilizados para transmitir la voz humana.

Puesto que los pulsos digitales no pueden viajar en forma efectiva ninguna distancia sobre una red de transmisiones proyectada para la comunicación de voz, se necesita un módem para modular o convertir los pulsos digitales en ondas analógicas. Cuando un sistema sencillo de comunicación de datos une dispositivos de E/S a localidades remotas con uno o más procesadores centrales; los elementos de interfase como son los módems y los procesadores centrales se utilizan para proporcionar enlaces y controlar los diferentes ambientes de comunicación de datos.

Los módems se utilizan para permitir al sistema cambiar los datos digitales a señales analógicas que puedan ser transmitidas a través de líneas de comunicación de voz y viceversa. Por ejemplo, cuando se envían los datos desde una terminal a través de líneas telefónicas hacia una UCP, se necesita un módem en la terminal de transmisión para convertir los pulsos digitales en señales analógicas. Además, se necesita otro módem en el extremo receptor para demodular o recobrar los datos digitales de la señal transmitida.

Por supuesto, cuando se envía la salida de la UCP de regreso al sitio remoto se invierte el proceso. El módem en la localidad donde se encuentra la UCP modula la salida y el módem en la localidad remota demodula la señal transmitida.

La necesidad de transmitir grandes volúmenes de datos a través de grandes distancias se ha acentuado en poco tiempo. Las organizaciones hoy en día han realizado grandes inversiones para construir grandes redes de comunicación diseñadas para la transmisión digital. Tales redes eliminan la necesidad de utilizar módems, sino directamente se usa una línea de comunicación que pueda transmitir señales digitales, tales como: fibra óptica, cable coaxial, etc..


Canales de transmisión de datos.

Los canales de transmisión de datos o “avenidas” que se utilizan para transportar datos de una localidad a otra son clasificados en las categorías de Banda angosta, Banda de voz y Banda ancha. Entre mayor sea la amplitud de banda de un canal, más datos es posible transmitir en cierto periodo de tiempo. Las líneas telegráficas, por ejemplo, son canales de banda angosta y sus velocidades de transmisión son lentas; desde 5 hasta 30 caracteres por segundo (cps). Esto es adecuado para aceptar en forma directa los datos que están siendo tecleados en una terminal. Las líneas telefónicas estándar son canales de banda de voz que tienen una mayor amplitud de banda. Son capaces de acelerar la velocidad de transmisión de datos hasta 1000 cps.

En muchos casos, un operador de terminal en una terminal remota utiliza la red normal de conmutación telefónica, llama a un número telefónico en el lugar en el que se encuentra la UCP e introduce los datos. Sin embargo, cuando el volumen de datos es considerable con frecuencia es más económico para una organización adquirir líneas dedicadas o rentadas utilizables tanto para la transmisión de voz como para transmisión de datos.

Pueden seleccionarse también diferentes tipos de circuitos de transmisión telefónica para cubrir las necesidades de una organización. Un circuito simplex permite que los datos fluyan solamente en una dirección. Una terminal conectada a un circuito de este tipo será un dispositivo que solamente envíe o solamente reciba información.

Los circuitos simplex son poco usados porque se necesita una ruta de regreso para enviar un mensaje de reconocimiento, de control, o señales de error. Por lo tanto, normalmente se utiliza una línea Half-duplex que puede recibir o enviar datos en forma alterna o se utiliza una conexión Full-duplex para transmitir y recibir en forma simultánea. Una línea Full-duplex es más rápida porque evita el retraso que se presenta en un circuito Half-duplex cada vez que cambia la dirección de transmisión.

Los canales de banda ancha se utilizan cuando se requiere transmitir grandes volúmenes de datos a altas velocidades (es posible hacerlo a más de 100 mil cps). Comúnmente se recurre al empleo de cables coaxiales, circuitos de microondas, satélites de comunicaciones y cables de fibra óptica.

Los cables coaxiales son grupos de alambres especialmente envueltos y aislados, capaces de transmitir datos a altas velocidades.

Los sistemas de microondas utilizan señales de radio de frecuencias muy altas para transmitir datos a través de considerables distancias. Cuando se emplean las microondas, los datos son transmitidos a través de una ruta terrestre por medio de estaciones repetidoras que se localizan en promedio, a 25 millas una de la otra. Las señales de datos son recibidas, amplificadas y retransmitidas por cada estación a través de la ruta. O en vez de esto, los datos son transmitidos a un satélite de comunicaciones que actúa como reflector, captando las señales de un punto de la tierra, para regresarla a otro punto. Desde la tierra el satélite parece ser un punto estacionario para las señales de microondas porque está ubicado precisamente a 22,300 millas por encima del ecuador, con una velocidad de órbita que iguala la rotación de nuestro planeta. Actualmente, docenas de satélites están en órbita, manejando datos internacionales, así como voz y comunicaciones de vídeo.


Una red liga dos o más computadoras personales ( a las que llamaremos de aquí en adelante estaciones de trabajo) y otros periféricos (discos, impresoras, etc.) a una entidad central denominada “file server” o simplemente, servidor de archivos. Las redes pueden incluir uno o más servidores y estaciones de trabajo, con dispositivos compartidos.


¿Qué es una LAN?

(Local Área Network) red de área local, término utilizado para clasificar una red pequeña que, generalmente, está instalada en un solo edificio.


¿Qué es una WAN?

(Wide Área Network) red de cobertura amplia, termino utilizado para clasificar una red grande. Estas redes pueden clasificarse por su cobertura en: Metropolitanas, estatales, nacionales e internacionales.

Una LAN es un sistema que permite a las microcomputadoras compartir información y recursos dentro de un área limitada (local). Entre un servidor de archivos y una estación de trabajo debe haber como máximo una milla de distancia. Una LAN requiere que las estaciones de trabajo individuales (microcomputadoras) estén conectadas físicamente mediante cables (por lo general coaxiales o de par trenzado) o por medio de conexiones inalámbricas y que el disco duro de la estación de trabajo contenga algún tipo de software de red.(Esto permite compartir periféricos, datos y programas de aplicación).

Debido a que el uso principal de las LAN es compartir equipo periférico(impresoras, unidades de disco duro y graficadotes) y a que en la mayoría de las oficinas el hardware es la parte más costosa del equipo de computación, las primeras redes justificaban, con mucho, su valor. Hoy en día las redes permiten ahorrar más al aceptar estaciones de trabajo “sin disco duro”, las cuales emplean un chip ROM de arranque remoto especial que permite que la computadora forme parte de la red y haga uso de la unidad de disco de la misma.

En la actualidad la LAN es el ambiente que necesita una empresa para funcionar con flexibilidad y eficiencia en el área comercial.

La LAN permite que una compañía utilice diversos sistemas y equipos para solucionar sus tareas de oficina. Esto puede dar como resultado que la compañía sea más productiva en menos tiempo.


Concepto de servidor y tipo de servidores.

Un servidor de archivos es un computador dedicado dentro de la red, que tiene un disco duro de alta capacidad y un sistema operativo de red, el cual es utilizado para proporcionar servicio de programas y archivos a todos los usuarios de la red. Dentro de una red puede haber más de un servidor de archivos.

En una red puede haber diferentes tipos de servidores, los cuales se analizan a continuación:


Servidores de disco en red.

Algunas de las primeras LAN usaban un servidor de discos, un disco duro con información para compartirla con las estaciones de trabajo de la red. Las estaciones de trabajo individuales manejan el servidor de discos como si fuera una unidad de discos adicional.


Servidores de archivos.

Los servidores de archivos son mucho más eficientes y complejos que los servidores de discos. Un servidor de archivos contiene software que forma una protección alrededor del sistema operativo de discos normal de la computadora. Esta protección de software filtra los comandos hacia el servidor de archivos antes de que el sistema operativo pueda recibirlos.

El servidor de archivos cuenta con un sistema de archivos propio. Cuando una estación de trabajo solicita un archivo especifico, el servidor de archivos lo envía directamente a dicha estación de trabajo. Observe que la estación de trabajo individual no identifica al servidor de archivos como otra unidad de disco, como en el caso del servidor de discos.

La estación de trabajo lleva una tabla de conexión de unidades mapeadas designadas de manera lógica que indican la ubicación de los directorios del sistema de archivos del servidor de archivos. El usuario solicita un archivo y el servidor de archivos responde enviando dicho archivo.


Servidores de archivos distribuidos.

Para la mayoría de las redes de oficinas pequeñas un solo servidor de archivos es más que suficiente. A esto se le conoce como servidores centralizados, y funciona como una minicomputadora: una unidad maneja todo el servicio de archivos y cada estación de trabajo espera su turno. Si la LAN está diseñada para manejar varios departamentos diferentes, o si se trata de una red más grande, entonces, por regla general resulta más eficiente añadir más servidores de archivos a la red.

Estas unidades adicionales se conocen como servidores de archivos distribuidos porque dividen o distribuyen las tareas de servicio de archivos para toda la red.

Los servidores de archivos distribuidos tienen otra ventaja importante. Si un servidor de archivos deja de funcionar, la LAN no necesariamente interrumpe su trabajo: otro servidor de archivos distribuido (suponiendo que tenga espacio suficiente) puede dar servicio temporal a toda la LAN.

Mientras que los servidores de archivos distribuidos pueden proporcionar varias ventajas, también es cierto que pueden dificultar las tareas de seguridad. El administrador de la red ahora tiene que asegurarse de que todas las unidades de disco duro de los servidores de archivos estén protegidas contra el acceso no autorizado.


Servidores de archivos dedicado y no dedicado.

Un servidor de archivos dedicado es una microcomputadora (con una unidad de disco duro) que se usa exclusivamente como servidor de archivos. Al dedicar todos sus recursos de procesamiento y de memoria al servicio de archivos, la computadora especial puede ofrecer mayor velocidad y eficiencia a la red.

Un servidor de archivos no dedicado es aquel que se utiliza como estación de trabajo además de funcionar como servidor de archivos. Esto significa que la memoria RAM debe dividirse de manera que una parte quede disponible para ejecutar programas.


Servidores de archivos en una red punto a punto.

En una red punto a punto, los usuarios determinan que recursos de cómputo compartir con otros usuarios de la red. Un usuario podría desear compartir su unidad de disco duro como servidor de archivos para otros usuarios de la red. Entonces cualquier usuario de la red puede emplear los archivos de esa unidad de disco como si se encontraran en su unidad de disco local.

Si un usuario permite que los demás usuarios de la red tengan acceso a sus recursos, como la unidad de disco duro, la memoria RAM de la computadora se divide en RAM disponible para compartir y RAM para el usuario de la máquina y quizás la máquina no funcione tan rápido o en forma tan eficiente como antes. Por lo general, los usuarios no comparten la ejecución de aplicaciones sino, más bien, sólo directorios de archivos de datos.


Servidores de impresión.

Al igual que un servidor de archivos permite compartir una sola unidad de disco duro de la red. Un servidor de impresión de la red hace posible que docenas de estaciones de trabajo compartan varios tipos de impresoras.

Un servidor de impresión de red puede ser una microcomputadora dedicada que sólo ejecute el software del servidor de impresión, o puede ser una sección de software que se ejecute en el servidor de archivos de la red.

El uso de software de servidor de impresión no significa que una estación de trabajo no pueda tener su propia impresora dedicada. Esta impresora, conectada mediante un cable y una interfaz paralela a la estación de trabajo del analista, puede permanecer como impresora local y no como impresora de la red: así, siempre estará disponible para el usuario especifico.


Servidor de comunicaciones.

Las LAN se utilizan cada vez más para conectar microcomputadoras a las mini/macrocomputadoras de las empresas. Debido a que estas grandes computadoras no ejecutan los mismos sistemas operativos que las microcomputadoras, es necesario realizar un proceso de traducción entre la microcomputadora y la mini/macrocomputadora. Esto permite la comunicación entre las microcomputadoras y las computadoras más grandes.

Esta traducción puede ser manejada por cada microcomputadora, o bien por medio de un servidor de comunicaciones de red, también llamado compuerta (gateway). Un servidor de comunicaciones de red puede permitir a muchas computadoras comunicarse con una sola mini/macrocomputadora. Los servidores de compuerta permiten el fácil acceso a los datos de macrocomputadoras y sólo requieren un servidor de archivos que ejecute el software especializado. Un ejemplo de este es el Netware para Saa de Novell.


Otros servidores.

Otros servidores que pueden formar parte de una red incluyen a los servidores de fax. Esto es, en esencia, una máquina de fax que opera dentro de una microcomputadora. Su función es enviar y recibir faxes.

Un servidor de bases de datos es, por lo general, un servidor que ejecuta específicamente una base de datos. Este tipo de servidores por lo general no maneja el sistema de compartir archivos ni impresoras. Un servidor de bases de datos por lo común está configurado en forma diferente de un servidor de archivos.

Están empezando a aparecer nuevos tipos de servidores. En la mayoría de los casos, éstos son servidores configurados específicamente para manejar una función particular. Ejemplos notables son los servidores de correo, que actúan como buzones de la red, y los servidores de gráficos, que manejan y transportan imágenes de alta calidad a lo largo de la red.


Concepto de topología.

Al arreglo ò formas diferentes de redes se les conoce como arquitectura de redes o topologías. Téngase presente que la forma de la red no limita los medios de transmisión. Tanto los cables de par trenzado como los coaxiales y la fibra óptica, se pueden adaptar a estas diferentes topologías.


La red estrella.

Uno de los tipos más antiguos de topologías de redes es la estrella, la cual usa el mismo método de envío y recepción de mensajes que un sistema telefónico. De la misma manera en que las llamadas telefónicas de un cliente(estación de trabajo) a otro cliente(estación de trabajo) se manejan mediante una estación central de conmutación, todos los mensajes de una topología LAN en estrella deben pasar a través de un dispositivo central de conexiones, conocido como concentrador de cableado, el cual controla el flujo de datos. Esta arquitectura facilita la adición de nuevas estaciones de trabajo a la LAN. Todo lo que se requiere es un cable que vaya del punto central de conexión (concentrador) a la tarjeta de interfaz de red de cada nueva microcomputadora.

Otra ventaja de la topología de estrella es que el administrador de la red puede asignar a ciertos nodos un estatus mayor que a otros. Por tanto la computadora central tenderá a buscar las señales de estas estaciones de trabajo prioritarias antes de reconocer a otros nodos. Para redes que tengan algunos usuarios clave que requieran respuestas inmediatas a sus solicitudes en línea, esta característica de topología puede ser de extrema utilidad.

Por último, una arquitectura de estrella hace posible contar con diagnósticos centralizados de todas las funciones de la red. Como todos los mensajes pasan a través del concentrador central, es fácil analizar todos los mensajes emitidos por las estaciones de trabajo y producir informes que revelen los archivos que utiliza cada nodo. Este informe es muy valioso como medio para garantizar la seguridad de la red.

La principal deficiencia de una arquitectura de estrella es que si algo sucede al concentrador central, falla la LAN completa. Esta es, precisamente, la misma deficiencia de los sistemas de minicomputadoras de usuarios múltiples, basados en un procesador central.


La red de estrella agrupada.

La topología de estrella agrupada está compuesta por varias estrellas conectadas entre sí. La falla de cualquier estrella no ocasiona la falla completa de la red, aunque las estaciones de trabajo conectadas a dicha estrella no podrán funcionar en red.


La red de bus.

Otra topología de red importante es la de bus. Imagine que esta topología es como una “supercarretera” de datos que conecta a varias estaciones de trabajo de una LAN. En muchas de estas redes, las estaciones de trabajo examinan si un mensaje está entrando de la supercarretera antes de enviar otros mensajes. Como todas las estaciones de trabajo comparten este bus, todos los mensajes pasan por otras estaciones de trabajo, camino a su destino.

Cada estación examina la dirección del mensaje para ver si corresponde a su propia dirección. La estación de trabajo copia los mensajes dirigidos a ella en la memoria RAM de su tarjeta de interfaz de red y luego procesa la información.

A diferencia de la topología de estrella, donde docenas de cables pueden causar problemas logísticos al amontonarse cerca de la computadora central, el cableado de bus es sencillo. Requiere la menor cantidad de cableado que cualquier topología importante, y muchas LAN de bajo costo usan arquitectura de bus y cable par trenzado. Otra ventaja de la topología de bus es que la falla de una sola estación de trabajo no necesariamente obstruye el funcionamiento de toda la red; esto depende del tipo de falla. Una falla en el cableado de una estación de trabajo sí afectará a la red. Ethernet es un ejemplo de una red que usa el método de bus.

Una desventaja de la topología de bus es que, por lo general, debe de haber un mínimo de distancia entre las derivaciones, de forma que las estaciones de trabajo puedan evadir la interferencia de señales. Asimismo, no hay un modo fácil para que un administrador del sistema realice diagnósticos de la red completa. Por último, una arquitectura de bus no tiene las características de seguridad de la topología estrella, ya que todos los mensajes se envían a lo largo de una vía de datos común. La seguridad podría verse amenazada por un usuario no autorizado.


La red de anillo.

Una topología de anillo consta de varios nodos unidos formando un círculo lógico. Los mensajes se mueven de nodo a nodo en una sola dirección. Algunas redes de anillo pueden enviar mensajes en forma bidireccional, no obstante sólo son capaces de enviar mensajes en una dirección cada vez.

La topología de anillo permite verificar si se ha recibido un mensaje. Cuando un nodo recibe un mensaje dirigido a éste, lo copia y luego lo envía de regreso al emisor con una bandera que indica que ha sido recibido.

Uno de los principales aspectos de una topología de anillo es la necesidad de asegurar que todas las estaciones de trabajo tengan el mismo acceso a la red. En una red de anillo, las estaciones de trabajo envían un paquete de datos conocido como ficha o contraseña de paso. La ficha contiene la dirección del emisor y la dirección del nodo receptor.

Cuando la estación receptora ha copiado el mensaje, regresa la ficha a la estación de trabajo generadora, la cual envía luego la ficha a la siguiente estación de trabajo del anillo. Si no tiene algo que enviar, la ficha pasa a la estación de trabajo siguiente.

Para propósitos administrativos del sistema, es necesario designar a una estación de trabajo que actúe como nodo de monitoreo de la red. El nodo de monitoreo maneja todas las funciones de diagnóstico. A esta estación se le llama monitor activo.

Hay muchas ventajas en una topología de anillo. Si el nodo de monitoreo falla, la red sigue funcionando ya que es posible designar a otra estación de trabajo para esta tarea. Con el software de derivación, la red puede resistir la falla de algunas estaciones de trabajo ignorándolas. Se pueden conectar redes de anillo adicionales por medio de puentes que conmuten los datos de un anillo a otro.

En otro tiempo, si algunas estaciones de trabajo se conectaban para formar un anillo, era en extremo difícil añadir nuevas estaciones de trabajo. Tenía que desmontarse la red completa mientras se añadía un nuevo nodo y se volvía a conectar el cableado. La mayoría de las redes de anillo ahora incluyen un tipo de conectores llamados centros de cableado. Estos permiten que el administrador de la red añada y elimine estaciones de trabajo conectándolas o desconectándolas a los centros de cableado apropiados. La red permanece intacta y en funcionamiento.

Existen otro tipo de arquitectura de redes como son: La red de árbol, de malla, las cuales hasta ahora se consideran de menor importancia.


Concepto de sistema operativo de red.

Un sistema operativo de red es un conjunto de programas, rutinas e instrucciones que se instalan en los servidores de archivos y que permiten controlar el acceso a recursos compartidos, llevar a cabo la administración de los archivos y su impresión, así como, vigilar la seguridad de la red.

Dentro de los principales sistemas operativos que existen podemos mencionar los siguientes:

Netware de Novell, windows 95, windows NT, LAN server de IBM, VINES de Banyan, Solaris, UnixWare.


Componentes de una red.

Una red de área local, LAN, consta de seis componentes básicos, cinco relacionados con el hardware y uno con el software.

FILE SERVERS - Uno o más servidores de archivos, con capacidad suficiente para soportar la carga de trabajo.

DISCO- Uno o más discos magnéticos de alta capacidad, conectados directamente al servidor.

WORKSTATION- Una o más estaciones de trabajo, que pueden ser inteligentes o no inteligentes.

NIC- (Network Interfase Card) Todas las estaciones de trabajo y el servidor deben de tener una tarjeta de comunicaciones para conectarse a la red.

CABLES- Se requiere un sistema de cableado para conectar entre si las estaciones y el servidor.

SISTEMA OPERATIVO DE RED- El sistema operativo de red instalado en cada uno de los servidores de archivos.

En el caso de redes de cobertura amplia, se requiere de otros componentes como pueden ser: Líneas de comunicación (telegráficas, telefónicas, microondas, satélite), módems, ruteadores, antenas parabólicas, etc., y en su caso cables de fibra óptica.


Tipos de cableado.

La LAN debe tener un sistema de cableado que conecte las estaciones de trabajo individuales con los servidores de archivos y con otros periféricos. Si sólo hubiera un tipo de cableado disponible, la decisión sería sencilla. Por desgracia hay muchos tipos de cableado, cada uno con sus propias características. Como existe una gran variedad en cuanto al costo y la capacidad, éste no es un aspecto trivial. Aquí analizaremos las ventajas y desventajas de los cables de par trenzado, de banda base, coaxial de banda ancha y el cable de fibra óptica.


El cable de par trenzado.

El cable de par trenzado es, con mucho, el tipo menos caro y más común del medio de redes. Este cableado está compuesto por dos alambres aislados trenzados de manera que cada uno recibe la misma cantidad de interferencia del ambiente. Este “ruido” del ambiente se vuelve parte de la señal que se transmite. El trenzado de los alambres reduce (aunque no elimina) este ruido. Los alambres de pares trenzados vienen en un amplio rango de pares y calibres. Los alambres tienen un número de calibre (American Wire Gauge, AWG) basado en su diámetro. Por ejemplo el alambre de calibre 26 tiene un diámetro de 0.01594 pulgadas. Los cables de par trenzado más comunes para redes son los de calibre 22 y 24.

El cable par trenzado está empaquetado en grupos de pares. El número de pares trenzados por grupo puede variar en un rango de 2 a 3,000; muchas LAN utilizan 25 pares, algunas emplean el mismo cable de par trenzado sin blindar más económico que se utilizan para los teléfonos, mientras que otras requieren de un cable de más calidad para la transmisión de datos. Por ejemplo, como una opción para la red token ring (de anillo de señales), IBM maneja el cable de par trenzado no blindado tipo 3 (alambre telefónico), pero requiere de un calibre 22 o 24 AWG, con un mínimo de dos trenzados por pie lineal (entre más trenzados, menor es la interferencia). IBM recomienda cuatro pares trenzados cuando se instala alambre nuevo, pero el alambre de par trenzado para teléfono existente debe tener dos pares disponibles que se puedan dedicar a la red token ring.

Por otro lado, a STARLAN de AT&T requiere de cableado de mayor calidad para transmitir datos. AT&T especifica que la red requiere de doble par trenzado blindado de calibre 24; un par de alambres para enviar datos y otro par para recibirlos. El cableado de mayor calidad hace una gran calidad en la calidad de transmisión de datos a distancias más grandes. Por ejemplo compárese el par trenzado de alta calidad de AT&T con el alambre telefónico de par trenzado tipo 3 de IBM. Las estaciones de trabajo de AT&T pueden estar hasta a 330 metros de una cabina de cableado, mientras que las estaciones de trabajo de IBM deben estar dentro de los 110 metros.

Las principales limitaciones del cableado de par trenzado son el rango limitado y la sensibilidad a las interferencias eléctricas. Cuando por vez primera se propusieron normas para las redes de par trenzado, este medio podía manejar velocidades de transmisión de cerca de un millón de bits por segundo (mbps) a través de varios cientos de metros. Hoy en día, la norma industrial conocida como 10baseT muestra los avances tecnológicos que hacen posible transmitir información a 10mbps a través de cable de par trenzado, y la transmisión de 100 mbps a lo largo de un cableado de par trenzado no blindado.


Cable coaxial.

El cable coaxial es casi tan fácil de instalar y mantener como el cable de par trenzado, y es el medio que se prefiere para las LAN grandes. El cable coaxial está basado en un alma central de cobre envuelta por una cubierta de plástico, rodeada a su vez por una cubierta externa hecha de cobre o aluminio que actúa como conductor, esto también proporciona protección.

La señal se transmite a través del alma central y la cubierta externa forma una pantalla que la protege de la interferencia eléctrica externa. Este tipo suele encontrarse en las casas como parte integral de la televisión por cable.

Originalmente, el cable coaxial era el más común para las LAN debido a su alta capacidad y a su resistencia a la interferencia. Su grosor, impide instalarlo a través de ductos de cable pequeños y ángulos estrechos. Aunque el cable coaxial todavía se utiliza ampliamente, la mayoría de las redes que especificaron este tipo de cable, ahora pueden estar utilizando otro tipo de cable como el de par trenzado o el de fibra óptica.

Como consecuencia, el cable coaxial empieza a declinar como sistema de cableado de LAN.


El cable coaxial de banda base.

El cable coaxial de banda base tiene un canal que transmite un sólo mensaje a la vez y a muy alta velocidad. El alambre portador está rodeado por una malla de cobre y, por lo general, el diámetro total del cable es de 3/8 de pulgada(9.5.mm) aproximadamente. La información digital se envía de manera serial a razón de un bit a la vez por el ancho de banda del cable de banda base. Dependiendo de la LAN, es posible que el cable coaxial de banda base maneje una velocidad de datos de 10 a 80 mbps. Ethernet, que fue la primera LAN importante con protocolos e interfases de comunicaciones no propietarios, utiliza cable coaxial de banda base.

Por la limitación de un solo canal de la banda base, no es posible usarlo para enviar señales integradas compuestas por voz, datos o video. Una ventaja de este cableado es lo fácil que resulta ramificarlo y conectar o desconectar estaciones de trabajo sin afectar las operaciones de la red. Aunque la distancia máxima recomendada para una LAN de banda base es de 1.8 millas (3 kilómetros) aproximadamente, se ha comprobado que la distancia de 1,500 pies (500 metros) es una cifra más realista cuando la red tiene un fuerte uso.


Cables de banda ancha.

A diferencia de los cables de banda base, los cables coaxiales de banda ancha tienen capacidad de portar varias señales diferentes, transmitidas en frecuencias diferentes de manera simultanea.

Las compañías de televisión por cable han adoptado este método, usando cable coaxial de banda ancha de 75 ohms (ohmios).


Cable de fibra óptica.

Uno de los avances más interesantes en los medios de transmisión de LAN es el uso de la fibra óptica. Este tipo de transmisión de datos tiene algunas ventajas sobre los cables de par trenzado y coaxiales. Además de que la velocidad de transmisión de datos es mayor que con los medios anteriores, el cableado de fibra óptica es inmune a la interferencia de frecuencias de radio o electromagnética y es capaz de enviar señales a varios kilómetros de distancia sin perder su fuerza. Este modo de transmisión también es inmune a la recepción no autorizada.

Un cable de fibra óptica está hecho de vidrio puro, estirado en fibras muy finas que forman el alma del cable. Estas fibras están rodeadas por un revestimiento, una capa de vidrio con un índice de refracción menor que el vidrio del centro.

Una red de fibra óptica utiliza un láser o un LED (diodo emisor de luz) para enviar una señal a través de la porción central del cable. Los repetidores ópticos se utilizan con frecuencia a lo largo de la trayectoria para amplificar la señal: así llega a su destino con toda su fuerza. En el extremo receptor del cable, el mensaje se traduce otra vez en una señal análoga o digital por medio de un fotodiodo. El cableado puede estar compuesto por una sola fibra (monomodal), de varias fibras (multimodal) o de una variación de multimodal (índice graduado) en el cual el índice de refracción decae lentamente del centro de la fibra hacia el exterior.

La fibra monomodal tiene una gran anchura de banda, pero su diminuto centro hace que sea muy difícil manejarla si no se cuenta con herramientas especiales y experiencia técnica. Asimismo, la fibra monomodal requiere de un láser, en lugar de un LED, como fuente de señalización, lo cual es más caro. La fibra multimodal tiene una anchura de banda menor pero es mucho más fácil de empalmar. La fibra multimodal de índice graduado es la más cara, pero ofrece la velocidad de transmisión más alta a distancias más grandes.

Las fibras ópticas multimodales para cableado de redes vienen en grupos de 2 a 24 fibras, pero la norma es de 2 a 4 fibras. Cada fibra es unidireccional, ya que un haz de luz se transmite sólo en una dirección.

La comunicación de doble sentido requiere otra fibra dentro del cable para que la luz también pueda viajar en la dirección opuesta. El American National Standars Institute (ANSI) estableció un patrón para la capa dependiente de los medios físicos de la interfaz de fibra óptica para la distribución de datos (FDDI), para que funcione junto con la transmisión de datos a 100 mbps. Es posible lograr velocidades de hasta 1 gigabit por segundo (Gbps).



©Uriarte Ramírez José Rodolfo
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