INTRODUCCIÓN A LA TELEINFORMÁTICA

CONCEPTOS

Red: es un sistema de transmisión de datos que permite el intercambio de información entre computadores. La Información que pueden intercambiar los computadores de una red puede ser muy variada como: correos electrónicos, vídeos, imágenes, Música, registros de una base de datos, páginas web, etc. La transmisión de estos datos se produce a través de un medio de transmisión o combinación de distintos medios: cables de fibra óptica, tecnología inalámbrica, enlaces vía.

Los computadores son sólo una parte de los distintos dispositivos electrónicos que pueden tener acceso a las redes, en particular a Internet. Otros dispositivos de acceso son los asistentes personales (PDA) y las televisiones (WebTV), Etc

Para la comunicación entre dos entidades (“Computador, Routers, PDA), se necesita utilizar un protocolo.

Protocolo: es un conjunto de normas y estándares de comunicación . algunas de los elementos que estandarizan los protocolos son : el formato de los datos y niveles de señal, Información de control para la coordinación y manejo de errores, sincronización de velocidades y secuenciación .

Comunicación de Datos. Es el proceso de comunicar información en forma binaria entre dos o más puntos. Requiere cuatro elementos básicos que son:

Emisor: Dispositivo que transmite los datos

Mensaje: lo conforman los datos a ser transmitidos

Medio : consiste en el recorrido de los datos desde el origen hasta su destino

Receptor: dispositivo de destino de los datos

BIT: es la unidad más pequeña de información y la unidad base en comunicaciones.

BYTE: conjunto de bits continuos mínimos que hacen posible, un direccionamiento de información en un sistema computarizado. Está formado por 8 bits.

Trama : tira de bits con un formato predefinido usado en protocolos orientados a bit.

Paquete : fracciones de un mensaje de tamaño predefinido, donde cada fracción o paquete contiene información de procedencia y de destino, así como información requerida para el reensamblado del mensaje.

Interfaces: conexión que permite la comunicación entre dos o más dispositivos.

Códigos: acuerdo previo sobre un conjunto de significados que definen una serie de símbolos y caracteres. Toda combinación de bits representa un carácter dentro de la tabla de códigos. las tablas de códigos más reconocidas son las del código ASCII y la del código EBCDIC.

Paridad: técnica que consiste en la adición de un bit a un carácter o a un bloque de caracteres para forzar al conjunto de unos (1) a ser par o impar. Se utiliza para el chequeo de errores en la validación de los datos. El bit de paridad será cero (0=SPACE) o uno (1=MARK).

Modulación: proceso de manipular de manera controlada las propiedades de una señal portadora para que contenga la información que se va a transmitir

DTE (Data Terminal Equipment): equipos que son la fuente y destino de los datos. comprenden equipos de computación (Host, Microcomputadores y Terminales).

DCE (Data Communications Equipment): equipos de conversión entre el DTE y el canal de transmisión, es decir, los equipos a través de los cuales conectamos los DTE a las líneas de comunicación.

Mbps: Mega bits por segundo, son utilizados para determinar la capacidad de transmisión de un canal.

CLASIFICACIÓN DELAS REDES SEGÚN SU

DISTRIBUCIÓN GEOGRAFICA

LAN (Local Area Network, redes de área local) son las redes que todos conocemos, es decir, aquellas que se utilizan en nuestra empresa. Son redes pequeñas, entendiendo como pequeñas las redes de una oficina, de un edificio… Debido a sus limitadas dimensiones, son redes muy rápidas en las cuales cada estación se puede comunicar con el resto.

WAN (Wide Area Network, redes de área extensa) son redes punto a punto que interconectan países y continentes. Por ejemplo, un cable submarino entre Europa y América, o bien una red troncal de fibra óptica para interconectar dos países. Al tener que recorrer una gran distancia sus velocidades son menores que en las LAN aunque son capaces de transportar una mayor cantidad de datos. Es muy común encontrar que una red WAN esta compuesta por varias redes de tipo LAN.

CLASIFICACIÓN DE LAS REDES SEGÚN SU DISTRIBUCIÓN LÓGICA

Para poder clasificar las redes según su distribución lógica debemos pensar en las condiciones inherentes a los computadores en una red, una de ellas es el tener tienen un lado cliente y otro servidor.

· Servidor. Máquina que ofrece información o servicios al resto de los puestos de la red. La clase de información o servicios que ofrezca determina el tipo de servidor que es: servidor de impresión, de archivos,Web, de correo, de usuarios, de IRC (charlas en Internet), de base de datos...

· Cliente. Máquina que accede a la información de los servidores o utiliza sus servicios. Ejemplos: Cada vez que estamos viendo una página web (almacenada en un servidor remoto) nos estamos comportando como clientes. También seremos clientes si utilizamos el servicio de impresión de un computador remoto en la red (el servidor que tiene la impresora conectada).

Dependiendo de si existe una función predominante o no para cada puesto de la red, las redes se clasifican en:

· Redes cliente/servidor. Los papeles de cada puesto están bien definidos: uno o más computadores actúan como servidores y el resto como clientes. Los servidores suelen coincidir con las máquinas más potentes de la red. No se utilizan como puestos de trabajo. En ocasiones, ni siquiera tienen monitor puesto que se administran de forma remota: toda su potencia está destinada a ofrecer algún servicio a los computadores de la red. Un ejemplo de esta arquitectura es Internet

· Redes entre iguales. No existe una jerarquía en la red: todos los computadores pueden actuar como clientes (accediendo a los recursos de otros puestos) o como servidores (ofreciendo recursos). Un ejemplo de esta son las redes basadas en sistemas operativos para trabajo en grupo (‘Windows 311, Windows 9X).

TOPOLOGIA DE LAS REDES LAN:

La topología de la LAN la define el hardware. Hay tres topologías básicas:

1) Estrella

Se la llama así pues hay un centro denominado hub hacia el cual convergen todas las líneas de comunicación. Cada máquina tiene un enlace exclusivo con el hub. Los sistemas host - terminales también usan una topología estrella, con el host en el centro, pero se diferencian por la forma de comunicación. En las LANs, el hub es un dispositivo que, sea activo o pasivo, permite que todas las estaciones reciban la transmisión de una; en los sistemas con host, sólo el host recibe. En una red, la comunicación entre dos estaciones es directa; en un sistema con host, una terminal se comunica con el host y el host con la otra.

Ventajas de la topología de estrella

· Gran facilidad de instalación.

· Posibilidad de desconectar elementos de red sin causar problemas.

· Facilidad para la detección de fallo y su reparación.

Inconvenientes de la topología de estrella

· Requiere más cable que la topología de bus.

· Un fallo en el concentrador provoca el aislamiento de todos los nodos a él conectados.

· Se han de comprar hubs o concentradores.

2) Bus:

En esta topología hay un cable que recorre todas las máquinas sin formar caminos cerrados ni tener bifurcaciones. Eléctricamente, un bus equivale a un nodo pues todas las máquinas quedan conectados en paralelo. A los efectos de mantener la impedancia constante en el cableado de la red, se deben conectar dos "terminadores de 50 Ω " en ambos extremos del cableado de la misma.

Ventajas de la topología de Bus

· Es fácil conectar nuevos nodos a la red.

· Requiere menos cable que una topología estrella.

Desventajas de la topología de Bus

· Toda la red se caería si hubiera una ruptura en el cable principal.

· Se requieren terminadores.

· Es difícil detectar el origen de un problema cuando toda la red "cae".

No se debe utilizar como única solución en un gran edificio.

3) Anillo:

En este caso, las líneas de comunicación forman un camino cerrado. La información generalmente recorre el anillo en forma unidireccional, cada máquina recibe la información de la máquina previa, la analiza, y si no es para ella, la retransmite a la siguiente.

4) Topología de Estrella cableada / Star-Wired Ring. Físicamente parece una topología estrella pero el tipo de concentrador utilizado, la MAU se encarga de interconectar internamente la red en forma de anillo.

Esta tipología es la que se utiliza en redes Token-Ring.

Topología de Arbol / Tree

La topología de árbol combina características de la topología de estrella con la de bus. Consiste en un conjunto de subredes estrella conectadas a un bus. Esta topología facilita el crecimiento de la red.

Ventajas de la topología de árbol

· Cableado punto a punto para segmentos individuales.

· Soportado por multitud de vendedores de software y de hardware.

Inconvenientes de la topología de árbol

· La medida de cada segmento viene determinada por el tipo de cable utilizado.

· Si se viene abajo el segmento principal todo el segmento se viene abajo.

· Es más difícil la configuración.

Resumen :

Topología	Cableado	Protocolo
Bus	Coaxial Par Trenzado Fibra óptica	Ethernet LocalTalk
Estrella	Par trenzado Fibra óptica	Ethernet LocalTalk
Estrella en Anillo	Par trenzado	Token Ring
Arbol	Coaxial Par trenzado Fibra óptica	Ethernet

MEDIOS DE TRANSMISIÓN

Son los soportes físicos o medios de transmisión por el cual se transmiten los datos. Estos medios de transmisión se clasifican en guiados y no guiados. Los primeros son aquellos que utilizan un medio sólido (un cable) para la transmisión. Los medios no guiados utilizan el aire para transportar los datos: son los medios inalámbricos.

Entre los medios no guiados se encuentran:

· Ondas de radio. Son capaces de recorrer grandes distancias, atravesando edificios incluso. Son ondas omnidireccionales: se propagan en todas las direcciones. Su mayor problema son las interferencias entre usuarios.

· Microondas. Estas ondas viajan en línea recta, por lo que emisor y receptor deben estar alineados cuidadosamente. Tienen dificultades para atravesar edificios. Debido a la propia curvatura de la tierra, la distancia entre dos repetidores no debe exceder de unos 80 Kms. de distancia. Es una forma económica para comunicar dos zonas geográficas mediante dos torres suficientemente altas para que sus extremos sean visibles.

· Infrarrojos. Son ondas direccionales incapaces de atravesar objetos sólidos (paredes, por ejemplo) que están indicadas para transmisiones de corta distancia. Las tarjetas de red inalámbricas utilizadas en algunas redes locales emplean esta tecnología: resultan muy cómodas para computadores portátiles; sin embargo, su velocidad es inferior a la conseguida mediante un cable par trenzado.

· Ondas de luz. Las ondas láser son unidireccionales. Se pueden utilizar para comunicar dos edificios próximos instalando en cada uno de ellos un emisor láser y un fotodetector.

Entre los medios guiados se encuentran:

· Cable coaxial: El cable coaxial es similar al cable utilizado en las antenas de televisión: un hilo de cobre en la parte central rodeado por una maya y separados ambos elementos conductores por un cilindro de plástico. Las redes que utilizan este cable requieren que los adaptadores tengan un conector apropiado: los computadores forman una fila y se coloca un segmento de cable entre cada computador y el siguiente. En los extremos hay que colocar un terminador, que no es más que una resistencia de 50 ohmios. La velocidad máxima que se puede alcanzar es de 10Mbps.

Aunque la instalación del cable coaxial es más complicada que la del UTP, este tiene un alto grado de resistencia a las interferencias. Por otra parte también es posible conectar distancias mayores que con los cables de par trenzado. Existen dos tipos de cable coaxial, el fino y el grueso conocidos como thin coaxial y thick coaxial.

Con frecuencia se pueden escuchar referencias al cable coaxial fino como thinnet o 10Base2. Esto hace referencia a una red de tipo Ethernet con un cableado coaxial fino, donde el 2 significa que el mayor segmento posible es de 200 metros, siendo en la práctica reducido a 185 m. El cable coaxial es muy popular en las redes con topología de BUS.

Es muy común escuchar referencias al cable coaxial grueso como thicknet o 10Base5. Esto hace referencia a una red de tipo Ethernet con un cableado coaxial grueso, donde el 5 significa que el mayor segmento posible es de 500 metros. El cable coaxial es muy popular en las redes con topología de BUS. El cable coaxial grueso tiene una capa plástica adicional que protege de la humedad al conductor de cobre. Esto hace de este tipo de cable una gran opción para redes de BUS extensas, aunque hay que tener en cuenta que este cable es difícil de doblar.

Conector para cable coaxial:El más usado es el conector BNC. BNC son las siglas de Bayone-Neill-Concelman. Los conectores BNC pueden ser de tres tipos: normal, terminadores y conectores en T.

· Cable par trenzado :El par trenzado es similar al cable telefónico, sin embargo consta de 4 hilos y utiliza unos conectores un poco más anchos. Dependiendo del número de trenzas por unidad de longitud, los cables de par trenzado se clasifican en categorías. A mayor número de trenzas, se obtiene una mayor velocidad de transferencia.

o Categoría 3, hasta 16 Mbps

o Categoría 4, hasta 20 Mbps

o Categoría 5, hasta 100 Mbps

o Categoría 6, hasta 1Gbps

Los cables par trenzado pueden ser a su vez de dos tipos:

· UTP (Unshielded Twisted Pair, par trenzado no apantallado)

· STP (Shielded Twisted Pair, par trenzado apantallado)

Los cables UTP son los más utilizados debido a su bajo costo y facilidad de instalación. Los cables STP están embutidos en una malla metálica que reduce las interferencias y mejora las características de la transmisión. Sin embargo, tienen un costo elevado y al ser más gruesos son más complicados de instalar.

El cableado que se utiliza en la actualidad es UTP CAT5. El cableado CAT6 es demasiado nuevo y es difícil encontrarlo en el mercado. Los cables STP se utilizan únicamente para instalaciones muy puntuales que requieran una calidad de transmisión muy alta. Los segmentos de cable van desde cada una de las estaciones hasta un aparato denominado hub o concentrador, formando una topología de estrella.

La diferencia entre las distintas categorías es la tirantez. A mayor tirantez mayor capacidad de transmisión de datos. Se recomienda el uso de cables de Categoría 3 o 5 para la implementación de redes en PYMES (pequeñas y medianas empresas). Es conveniente sin embargo utilizar cables de categoría 5 ya que estos permitirán migraciones de tecnologías 10Mb a tecnología 100 Mb.

Conector UTP

El estándar para conectores de cable UTP es el RJ-45. Se trata de un conector de plástico similar al conector del cable telefónico. La siglas RJ se refieren al estándar Registerd Jack, creado por la industria telefónica. Este estándar define la colocación de los cables en su pin correspondiente.

Cable de Fibra óptica : En los cables de fibra óptica la información se transmite en forma de pulsos de luz. En un extremo del cable se coloca un diodo luminoso (LED) o bien un láser, que puede emitir luz. Y en el otro extremo se sitúa un detector de luz.

Curiosamente y a pesar de este sencillo funcionamiento, mediante los cables de fibra óptica se llegan a alcanzar velocidades de varios Gbps. Sin embargo, su instalación y mantenimiento tiene un costo elevado y solamente son utilizados para redes troncales con mucho tráfico.

Los cables de fibra óptica son el medio de transmisión elegido para las redes de cable que ya están funcionando el algunas zonas de España. Se pretende que este cable pueda transmitir televisión, radio, Internet y teléfono.

El cable de fibra óptica consiste en un centro de cristal rodeado de varias capas de material protector. Lo que se transmite no son señales eléctricas sino luz con lo que se elimina la problemática de las interferencias. Esto lo hace ideal para entornos en los que haya gran cantidad de interferencias eléctricas. También se utiliza mucho en la conexión de redes entre edificios debido a su inmunidad a la humedad y a la exposición solar.

Con un cable de fibra óptica se pueden transmitir señales a distancias mucho mayores que con cables coaxiales o de par trenzado. Además, la cantidad de información capaz de transmitir es mayor por lo que es ideal para redes a través de las cuales se desee llevar a cabo videoconferencia o servicios interactivos. El costo es similar al cable coaxial o al cable UTP pero las dificultades de instalación y modificación son mayores. En algunas ocasiones escucharemos 10BaseF como referencia a este tipo de cableado. En realidad estas siglas hablan de una red Ethernet con cableado de fibra óptica.

Características:

· El aislante exterior está hecho de teflón o PVC.

· Fibras Kevlar ayudan a dar fuerza al cable y hacer más difícil su ruptura.

· Se utiliza un recubrimiento de plástico para albergar a la fibra central.

· El centro del cable está hecho de cristal o de fibras plásticas.

Conectores para fibra óptica

El conector de fibra óptica más utilizado es el conector ST. Tiene una apariencia similar a los conectores BNC. También se utilizan, cada vez con más frecuencia conectores SC, de uso más fácil.

Tipos de Cables Empleados

Especificación	Tipo de Cable	Longitud Máxima
10BaseT	U T P	100 meters
10Base2	Thin Coaxial	185 meters
10Base5	Thick Coaxial	500 meters
10BaseF	Fibra Optica	2000 meters

Transmisión De Datos

La comunicación entre un origen y un destino habitualmente pasa por nodos intermedios que se encargan de encaminar el tráfico. Por ejemplo, en las llamadas telefónicas los nodos intermedios son las centralitas telefónicas y en las conexiones a Internet, los routers o encaminadores. Dependiendo de la utilización de estos nodos intermedios, nacen los conceptos de conmutación de circuitos, de mensajes y de paquetes.

Conmutación De Circuitos se establece un camino físico entre el origen y el destino durante el tiempo que dure la transmisión de datos. Este camino es exclusivo para los dos extremos de la comunicación: no se · comparte con otros usuarios (ancho de banda fijo). Si no se transmiten datos o se transmiten pocos se estará subutilizado el canal. Las comunicaciones a través de líneas telefónicas analógicas (RTB) o digitales (RDSI) funcionan mediante conmutación de circuitos.

· Conmutación De Mensajes la información va pasando desde un nodo al siguiente, liberando el tramo anterior en cada paso para que otros puedan utilizarlo y esperando a que el siguiente tramo esté libre para transmitirlo. Esto implica que el camino origen-destino es utilizado de forma simultánea por distintos mensajes. Sin embargo, éste método no es muy útil en la práctica ya que los nodos intermedios necesitarían una elevada memoria temporal para almacenar los mensajes completos.

· Conmutación De Paquetes es la que realmente se utiliza cuando hablamos de redes. Los mensajes se fragmentan en paquetes y cada uno de ellos se envía de forma independiente desde el origen al destino. De esta manera, los nodos (routers, Switch, Servidores) no necesitan una gran memoria temporal y el tráfico por la red es más fluido. La conmutación de paquetes provoca una serie de problemas como: la pérdida de un paquete provocará que se descarte el mensaje completo; además, como los paquetes pueden seguir rutas distintas puede darse el caso de que lleguen desordenados al destino. Esta es la forma de transmisión que se utiliza en Internet: los fragmentos de un mensaje van pasando a través de distintas redes hasta llegar al destino.

Tipos de Comunicación

Cuando nos referimos a los tipos de comunicación, nos referimos a la utilización del de canal de comunicación.

· SIMPLEX :existe un solo canal unidireccional: el origen puede transmitir al destino pero el destino no puede comunicarse con el origen. Por ejemplo, la radio y la televisión.

· HALF-DUPLEX existe un solo canal que puede transmitir en los dos sentidos pero no simultáneamente: las estaciones se tienen que turnar. Esto es lo que ocurre con las emisoras de radioaficionados.

FULL-DUPLEX existen dos canales, uno para cada sentido: ambas estaciones pueden transmitir y recibir a la vez. Por ejemplo, el teléfono.