REDES DE DATOS
Las redes de datos nacen de la necesidad empresarial de transmitir información, modificarla y actualizarla de una manera económica y eficiente. Anterior a las redes de datos los usuarios utilizaban medios rígidos para almacenar la información y compartirla de acuerdo a sus necesidades, pero era preciso el desplazamiento físico del medio de almacenamiento de la información hasta donde ser requería y nuevamente se transportaba dicha información al lugar de origen o aun siguiente punto requerido para ser actualizada o procesada, volviendo engorrosa e insegura esta operación
Esta gran necesidad llevó al desarrollo de soluciones estandarizadas para las tecnologías Networking, con lo cual se facilitó la interconectividad de diversos sistemas.
Las redes dan solución de tres formas principales:
Compartiendo información (o datos).
Compartiendo hardware y software.
Centralizando la administración y el soporte.
Las redes de datos, tiene como objetivos:
· Compartir recursos, equipos, información y programas que se encuentran localmente o dispersos geográficamente.
· Brindar confiabilidad a la información, disponiendo de alternativas de almacenamiento.
· Obtener una buena relación costo / beneficio
· Transmitir información entre usuarios distantes de la manera más rápida y eficiente posible
Las redes constan de dos o más computadoras conectadas entre sí y permiten compartir recursos e información. La información por compartir suele consistir en archivos y datos. Los recursos son los dispositivos o las áreas de almacenamiento de datos de una computadora, compartida por otra computadora mediante la red. La más simple de las redes conecta dos computadoras, permitiéndoles compartir archivos e impresos.
Una red mucho más compleja conecta todas las computadoras de una empresa o compañía en el mundo. Para compartir impresoras basta con un conmutador, pero si se desea compartir eficientemente archivos y ejecutar aplicaciones de red, hace falta tarjetas de interfaz de red (NIC, NetWare Interfaces Cards) y cables para conectar los sistemas. Aunque se puede utilizar diversos sistemas de interconexión vía los puertos series y paralelos, estos sistemas baratos no ofrecen la velocidad e integridad que necesita un sistema operativo de red seguro y con altas prestaciones que permita manejar muchos usuarios y recursos.
Componentes de una red:
· Servidor: este ejecuta el sistema operativo de red y ofrece los servicios de red a las estaciones de trabajo.
· Estaciones de Trabajo: Cuando una computadora se conecta a una red, la primera se convierte en un nodo de la ultima y se puede tratar como una estación de trabajo o cliente. Las estaciones de trabajos pueden ser computadoras personales con el DOS, Macintosh, Unix, OS/2 o estaciones de trabajos sin discos.
· Tarjetas o Placas de Interfaz de Red: Toda computadora que se conecta a una red necesita de una tarjeta de interfaz de red que soporte un esquema de red específico, como Ethernet, ArcNet o Token Ring. El cable de red se conectara a la parte trasera de la tarjeta.
· Sistema de Cableado: El sistema de la red esta constituido por el cable utilizado para conectar entre si el servidor y las estaciones de trabajo.
· Recursos y Periféricos Compartidos: Entre los recursos compartidos se incluyen los dispositivos de almacenamiento ligados al servidor, las unidades de discos ópticos, las impresoras, los trazadores y el resto de equipos que puedan ser utilizados por cualquiera en la red.
Medios de transmisión
Para la instalación de las redes de datos se hace uso de diferentes tecnologías. Las de mayor uso por su confiabilidad, seguridad y ancho de banda disponible son aquellas que utilizan cables. Las desventajas de este tipo de redes es que es necesario instalar cables y puntos de red en cada uno de los accesos que se requiere y también es necesario aumentar la disponibilidad de puerto de conexión haciendo uso de elementos como el switch, router, módems DSL u otros dispositivos de red. La red que utiliza cables es fija y estática.
MEDIOS ALÁMBRICOS
Son aquellos que hacen uso de diferentes tipos de cables para realizar la conexión a la red. Las características como velocidad de transmisión de datos, tipo de transmisión (analógica o digital) y alcance, son específicas de cada cable y de la tecnología usada para la conexión.
Cable Coaxial
El cable coaxial está conformado por un hilo de cobre interno, un núcleo plástico que lo envuelve, una malla metálica que lo aísla y cierra el circuito de conexión y un recubrimiento sintético que lo protege.
El cable coaxial es usado actualmente para extender las redes en exteriores, por su resistencia a la intemperie. Debido a su grosor se dificulta la manipulación y tiene problemas de interferencia eléctrica. El cable coaxial es más económico que el cable de fibra óptica y la tecnología es sumamente conocida. Se ha usado durante muchos años para todo tipo de comunicaciones de datos, incluida la televisión por cable.
Utiliza señales impulsos eléctricas para la transferencia de datos
Fuente: http://villarsonido.com
Dependiendo de su banda tenemos:
Banda base:
Existen básicamente dos tipos de cable coaxial. El de Banda Base, que es el normalmente empleado en redes de ordenadores, con una resistencia de 50Ohm, por el que fluyen señales digitales.
Banda ancha:
El cable coaxial de banda ancha normalmente mueve señales analógicas, posibilitando la transmisión de gran cantidad de información por varias frecuencias, y su uso más común es la televisión por cable.
Los factores a tener en cuenta a la hora de elegir un cable coaxial son su ancho de banda, su resistencia o impedancia característica, su capacidad y su velocidad de propagación.
El ancho de banda del cable coaxial está entre los 500Mhz, esto hace que el cable coaxial sea ideal para transmisión de televisión por cable por múltiples canales.
La resistencia o la impedancia característica depende del grosor del conductor central o malla, si varía éste, también varía la impedancia característica.
CABLE UTP
El cable UTP es el más común para el uso en redes bajo techo por su poco diámetro que le permite una mejor manipulación, confiabilidad y alto ancho de banda. Está formado por 4 pares de hilos de cobre aislado y revestido por un cubrimiento plástico, que generalmente se encuentran en color azul, blanco o amarillo.
Figura 11 Cable UTP
Para conectar el cable a los diferentes dispositivos de red, se usa un conector RJ45.
Figura 12 Conector RJ45
Fuente: http://www.mercadolibre.com.co
El cable UTP alcanza una máxima distancia de 100 metros y se usan repetidores para extenderla. Dicho es el que se puede observar entre el PC y el módem de Internet. Al igual que el cable coaxial usa señales eléctricas para la transferencia de datos.
FIBRA ÓPTICA
El cable de fibra óptica está compuesto por dos filamentos de vidrio de alta pureza con algunos aditivos que permiten la flexibilidad. Ofrece un enorme ancho de banda de cantidad casi que infinita, pero su elevado costo y el de los dispositivos de conexión, hacen que se utilice solamente en entornos empresariales específicos, que requieren de un enorme ancho de banda.
El cable de fibra óptica hace uso de señales de luz para la transferencia de datos, que son convertidas a señales eléctricas en los dispositivos de conexión.
Figura 13 Cable de fibra óptica
Los tipos de fibra óptica son:
Fibra multimodal
En este tipo de fibra viajan varios rayos ópticos reflejándose a diferentes ángulos, los diferentes rayos ópticos recorren diferentes distancias y se desfasan al viajar dentro de la fibra. Por esta razón, la distancia a la que se puede trasmitir está limitada.
Fibra multimodal con índice graduado
En este tipo de fibra óptica el núcleo está hecho de varias capas concéntricas de material óptico con diferentes índices de refracción. En estas fibras el número de rayos ópticos diferentes que viajan es menor y, por lo tanto, sufren menos el severo problema de las multimodales.
Fibra monomodal:
Esta fibra óptica es la de menor diámetro y solamente permite viajar al rayo óptico central. No sufre del efecto de las otras dos pero es más difícil de construir y manipular. Es también más costosa pero permite distancias de transmisión mayores.
EL CABLE PAR TRENZADO
Es de los más antiguos en el mercado y en algunos tipos de aplicaciones es el más común. Consiste en dos alambres de cobre o a veces de aluminio, aislados con un grosor de 1 mm aproximadamente. Los alambres se trenzan con el propósito de reducir la interferencia eléctrica de pares similares cercanos. Los pares trenzados se agrupan bajo una cubierta común de PVC (Policloruro de Vinilo) en cables multipares de pares trenzados (de 2, 4, 8, hasta 300 pares).
Un ejemplo de par trenzado es el sistema de telefonía, ya que la mayoría de aparatos se conectan a la central telefónica por medio de un par trenzado. Actualmente, se han convertido en un estándar en el ámbito de las redes LAN (Local Area Network) como medio de transmisión en las redes de acceso a usuarios (típicamente cables de 2 ó 4 pares trenzados). A pesar que las propiedades de transmisión de cables de par trenzado son inferiores, y en especial la sensibilidad ante perturbaciones extremas, a las del cable coaxial, su gran adopción se debe al costo, su flexibilidad y facilidad de instalación, así como las mejoras tecnológicas constantes introducidas en enlaces de mayor velocidad, longitud, etc.
Estructura del cable par trenzado:
Por lo general, la estructura de todos los cables par trenzado no difieren significativamente, aunque es cierto que cada fabricante introduce algunas tecnologías adicionales mientras los estándares de fabricación se lo permitan. El cable está compuesto, por un conductor interno que es de alambre electrolítico recocido, de tipo circular, aislado por una capa de polietileno coloreado.
Debajo de la aislación coloreada existe otra capa de aislación también de polietileno, que contiene en su composición una sustancia antioxidante para evitar la corrosión del cable. El conducto sólo tiene un diámetro de aproximadamente medio milímetro, y más la aislación el diámetro puede superar el milímetro.
Para Redes Locales los colores estandarizados son:
Naranja / Blanco – Naranja.
Verde / Blanco – Verde.
Blanco / Azul – Azul
Blanco / Marrón – Marrón
De esta forma se van uniendo los cables hasta llegar a capacidades de 2200 pares; un cable normalmente está compuesto por 22 superunidades; cada sub-unidad está compuesta por 12 pares aproximadamente; este valor es el mismo para las unidades menores.
Tipos de cable par trenzado:
Cable de par trenzado apantallado (STP):
En este tipo de cable, cada par va recubierto por una malla conductora que actúa de apantalla frente a interferencias y ruido eléctrico. Su impedancia es de 150 Ohm.
El nivel de protección del STP ante perturbaciones externas es mayor al ofrecido por UTP. Sin embargo es más costoso y requiere más instalación. La pantalla del STP, para que sea más eficaz, requiere una configuración de interconexión con tierra (dotada de continuidad hasta el terminal), con el STP se suele utilizar conectores RJ49.
Es utilizado generalmente en las instalaciones de procesos de datos por su capacidad y sus buenas características contra las radiaciones electromagnéticas, pero el inconveniente es que es un cable robusto, caro y difícil de instalar.
En este tipo de cable como en el UTP, sus pares no están apantallados, pero sí dispone de una pantalla global para mejorar su nivel de protección ante interferencias externas. Su impedancia característica típica es de 120 OHMIOS y sus propiedades de transmisión son más parecidas a las del UTP. Además, puede utilizar los mismos conectores RJ45. Tiene un precio intermedio entre el UTP y STP.
Cable par trenzado no apantallado (UTP):
El cable par trenzado más simple y empleado, sin ningún tipo de pantalla adicional y con una impedancia característica de 100 Ohmios. El conector más frecuente con el UTP es el RJ45, aunque también puede usarse otro (RJ11, DB25, DB11, etc), dependiendo del adaptador de red.
Es sin duda el que hasta ahora ha sido mejor aceptado, por su costo accesibilidad y fácil instalación. Sus dos alambres de cobre torcidos aislados con plástico PVC han demostrado un buen desempeño en las aplicaciones de hoy. Sin embargo, a altas velocidades puede resultar vulnerable a las interferencias electromagnéticas del medio ambiente.
MEDIOS INALÁMBRICOS
Los medios inalámbricos utilizan estándares de conexión definidos por la IEEE, y cuyo significado en español es “Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos; al igual que los medios no inalámbricos. La estandarización de la tecnología es importante en la medida que permite la fácil conectividad entre diferentes dispositivos.
La ventaja de los medios inalámbricos es que permite una alta movilidad de los dispositivos de usuario final, en el área de cobertura, permitiendo que las personas puedan desplazarse en sus sitios de trabajo sin cables. El estándar actual de conectividad de redes inalámbricas es el 802.11g que permite una velocidad de conexión de hasta 54Mbps y posee funciones de encriptación y registro de acceso.
Microondas. En Colombia podemos observar este tipo de acceso inalámbrico a redes en los servicios prestado por el Programa Compartel de Conectividad, liderado por el Ministerio de Comunicaciones y cuyo objetivo es llevar a lugares apartados del país donde no hay infraestructura de conexión a Internet por cable. Compartel hace uso de antenas que captan la señal de microondas para conectar PC’S a la red de la Internet. Las microondas son un tipo de radiofrecuencia que no supera la curvatura de la tierra y requiere de antenas repetidoras para mantener la conexión. El uso de las microondas se registra en una amplia región geométrica de varios kilómetros cuadrados.
Wi-Fi. (Wireless Fidelity) : La tecnología WiFi hace uso de las señales de onda para realizar la conexión. El estándar internacional es el IEEE802.11
Los estándares IEEE 802.11b, IEEE 802.11g e IEEE 802.11n poseen aceptación internacional en virtud que la banda de 2.4 GHz está disponible casi universalmente, con una velocidad de hasta 11 Mbps , 54 Mbps y 300 Mbps, respectivamente.
La cobertura WiFi es de unos cuantos metros cuadrados y no necesita de visión directa como si la necesita la tecnología de microondas.
Una de las desventajas que tiene actualmente la tecnología Wi-Fi es la constante saturación del espectro radioeléctrico, en razón a la masificación de usuarios, que afecta especialmente en las conexiones de larga distancia (mayor de 100 metros). Wi-Fi está diseñado para conectar ordenadores a la red a distancias reducidas, de lo contrario corre el riesgo de excesiva interferencia.
La tecnología de comunicación inalámbrica WiFi, soporta el uso de contraseñas y registros de acceso por la dirección MAC (número único que identifica cada tarjeta de red) de las tarjetas de red que se quieren autorizar. Entre los métodos de encriptación se encuentra WAP, que permite una mayor seguridad en la conexión inalámbrica.
Figura 14 Logo WiFi
Fuente: http://hispasystem.files.wordpress.com
Wimax. La tecnología Wimax permite acceso concurrente con varios repetidores de señal superpuestos, ofreciendo total cobertura en áreas de hasta 48 km de radio y a velocidades de hasta 70 Mbps, utilizando tecnología que no requiere visión directa con las estaciones base (a diferencia de las microondas). WiMax es un concepto parecido a Wi-Fi pero con mayor cobertura y ancho de banda.
El estándar actual de Wimax es el 802.16e, que incluye conexión de banda ancha para elementos portables al estilo notebook. El 802.16m que está en desarrollo promete velocidades de 1gb.
Figura 15 Logo Wimax
Fuente: http://www.wireless.co.il
Satelital Digital. Es la tecnología que hace uso de satélites en el espacio exterior, orbitando alrededor de la tierra y que lleva la conexión a los lugares más remotos del planeta donde no hay ni siquiera cobertura de microondas. El costo de dicha tecnología es muy alto y generalmente es usado por industrias como la del petróleo, en los campos de exploración remotos.
La conexión satelital no se hace mediante el uso de las tarjetas de red inalámbricas convencionales.
Figura 16 Internet satelital
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