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Artículo realizado por
Andrés Almansa
Siguiendo el hilo del artículo anterior, continuaremos con el apasionante mundo de las redes estableciendo una serie de conceptos y términos genéricos que se aplican a todo tipo de redes de comunicaciones, partiendo de una serie de premisas básicas de transmisión de datos.
Básicamente habría en primer lugar que mencionar el Canal de Comunicación que fundamentalmente establece un trayecto de comunicación entre dos o más dispositivos. Si hablamos de un ordenador personal podemos pensar en los canales de comunicación existentes entre por ejemplo el procesador y algún otro dispositivo interno (memoria, Unidades de E/S, etc.) pero en el ámbito de las telecomunicaciones utilizaremos otras formas.
En transmisión de datos podemos hablar de señales digitales y señales analógicas, si hablamos de señales digitales, estas son transmitidas a través de un medio utilizando la representación de los dígitos binarios, los cuales son enviados como pulsos eléctricos. Así pues se establecen dos voltajes uno positivo (el 1 binario) y otro negativo (el 0 binario).
En las señales analógicas, podemos hablar de energía en movimiento, ondas sonoras que hacen vibrar el aire por el cual se propagan, estas ondas son medidas por sus frecuencias en ciclos por segundo o hertzios (Hz).
Los datos transmitidos por el ordenador se codificarán en el caso de conversión a señal digital o bien se utilizarán técnicas de modulación en el caso de conversión a señal analógica.
Existen dos importantes conceptos sobre transmisión, transmisión en banda base y en banda ancha.
La transmisión en banda base es utilizada en las redes como Ehternet y Token-Ring , donde los pulsos eléctricos se aplican directamente al cable y se usa todo el espectro de señal del mismo, es decir que transmiten tan solo una señal a la vez, lo cual implica que cada vez que se establece una comunicación entre dos dispositivos se utiliza todo el ancho de banda del cable, lo cual supone que todos los sistemas transmiten por turnos, solo un sistema transmite en un momento determinado.
La transmisión en banda ancha por el contrario utiliza técnicas de modulación, es decir las señales se modulan con distintas frecuencias "portadoras" separadas dividiéndose el ancho de banda en varios canales de comunicación ocupando cada uno de ellos un grupo de frecuencias concreto.
Para poder compartir el medio físico por distintos canales lógicos de comunicación, se utilizan las llamadas técnicas de multiplexación, y las más comunes son dos.
Multiplexación por división de frecuencia (FDM), en la cual cada señal de datos se modula en una portadora de señales diferentes, cada canal usa un rango de frecuencias y estas se dividen para un canal en bandas estrechas, y estas a su vez transportan una señal de transmisión diferente. , en definitiva es como si para cada señal se utilizara un trocito de ancho de banda.
Multiplexación por división en el tiempo (TDM), se usa en banda base, y se identifican como un flujo de tramas con intervalos regulares de tiempo asignados, es decir que en un una unidad de tiempo determinada un canal tiene el medio a su disposición.
La multiplexación inversa es otra de las técnicas utilizadas en algunas ocasiones, se basa básicamente en la división de grupos de datos de alta velocidad en múltiples flujos de datos de baja velocidad, más que nada con la finalidad de ahorro económico en cuanto a alquiler de líneas de alta velocidad.
Pero realmente la multiplexación no optimiza el uso de las líneas de transmisión y es por ello que existe otra técnica llamada multiplexación estadística por división en el tiempo (SDTM), la cual trata aquellos intervalos de tiempo desperdiciados por aquellas estaciones que no transmiten y que están previamente asignadas para utilizar dicho intervalo de tiempo, y es ahí donde los multiplexores estadísticos eliminan esos tiempos muertos de no transmisión.
Cambiando un poco de tercio llegamos a los sistemas de cableado, uno de los temas importantes para los responsables y administradores de redes, cada vez más el equipamiento y la instalación del cableado a de cumplir una serie de normas y requerimientos que deben ser estudiados y analizados antes de ser implementados.
En todo el entramado del cableado deberemos de tener en cuenta cuestiones sobre la transmisión de datos, características eléctricas y la topología a utilizar, pero en primer lugar vamos a ver que tipos de cables nos podemos encontrar.
Hay que saber en primer lugar que los medios de transmisión de datos pueden ser de dos maneras: guiados y no guiados. En el caso de los medios guiados estamos hablando de cables metálicos (cobre, aluminio, fibra óptica, etc), se instalan normalmente en los edificios, por conductos protegidos o subterráneos. Estos pueden presentar generalmente dos tipos de estructuras, la coaxial o de par trenzado, siendo el cobre el material más utilizado como el elemento central de transmisión, también tenemos la fibra óptica constituida principalmente por hebras de plástico o fibra de vidrio.
Por otro lado nos encontramos con los medios no guiados, donde estaríamos hablando de las técnicas de transmisión de las señales a través del aire y del espacio, evidentemente entre el transmisor y el receptor, transmisiones por infrarrojos y microondas se pueden poner como ejemplo. Existen por ejemplo también las redes inalámbricas, las comunicaciones móviles y como no, las telecomunicaciones vía satélite.
Dentro de los distintos tipos de cables nos encontramos el cable coaxial, este es normalmente utilizado para la conexión en redes de topología en bus, como lo eran ARCNET y Ethernet en sus inicios, también se utiliza en los entornos mainframe para la conexión de los terminales "tontos" a las controladoras de comunicaciones. Se pueden distinguir por su grosor como por ejemplo los RG-8/RG-11 y por los finos RG-58/RG-62, similares a los cables coaxiales que se utilizan en la televisión. Básicamente están formados por un núcleo central de hilo de cobre recubierto con hilos de cobre trenzado u hojas metálicas, lo que protege la radiación de las señales internas de las externas, con estos cables podemos alcanzar velocidades de hasta 500 Mbps.
Los cables de par trenzado son utilizados en una gran diversidad de redes de área local, y de hecho son los más utilizados actualmente, ya que están normalizados, tienen un relativo bajo coste, y permiten adaptarse a una gran variedad de tecnologías. Están constituidos por dos o más hilos de cobre aislados, entrelazados uno alrededor del otro por pares, formando cada uno de estos pares un circuito por el cual se transmiten datos. Podemos encontrarnos con cable de par trenzado no apantallado y apantallado, el no apantallado llamado UTP (Unshielded Twisted Pair) es el más utilizado, aunque no hace unos años atrás, puesto que entonces era el apantallado STP (Shielded Twisted Pair), que hoy se sigue utilizando en algunas instalaciones, sobre todo porque proteje frente a la diafonía, aunque es realmente el trenzado el que nos previene contra los problemas de interferencias. Los cables de par trenzado se diferencian según las llamadas categorías, siendo las más usuales:
Actualmente ya podemos encontrarnos con nuevas normativas que hablan de las categorías 6 y 7, pero que son temas a tratar aparte.
Avanzando un poco más nos adentramos en las topologías físicas, estas nos dibujan la distribución física de las redes, de haberlas las hay, desde las topologías más simples a las muy complicadas, en las que estaríamos interconectando diferentes redes con distintas topologías.
Básicamente podemos considerar cinco diseños fundamentales.
Bus. Su principal característica es que un único cable conecta a cada una de las estaciones, las señales son transmitidas a cada una de las estaciones aunque finalmente solo las recibe la estación a la que van dirigidas.
Ejemplo de configuración en bus.
Estrella. Las estaciones se conectan a los concentradores, y estos son los encargados de distribuir las señales, de hecho se realiza una conexión de estación a concentrador y de este hacia otras estaciones.
Ejemplo de configuración en estrella.
Anillo. De hecho esta topología se da en unas pocas configuraciones, debido a que el anillo físico real normalmente no existe, ya que estaríamos hablando de una especie de bus, pero cerrado por los dos extremos, no existen en este caso concentradores ni equipos de interconexión centralizados.
Ejemplo de configuración en anillo.
Anillo configurado en estrella. Esta topología es algo más compleja y de hecho a nivel físico estamos hablando de estrella pero las señales a un nivel lógico pasan de una estación a otra en círculo.
Ejemplo de configuración de anillo en estrella.
Estrella / bus. Existe un cable de bus lineal que lo único que hace genralmente es interconectar configuraciones en estrella, evidentemente utilizando concentradores.
Ejemplo de configuración estrella / bus.
Bien creo que ya esta bien para este segundo capítulo, quedan para el próximo los métodos de acceso al canal, el modelo OSI en las redes locales y los importantísimos estándares de transmisión.
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