Teoria De Redes Parte 1

REDES 1 Ing. José Carlos Távara Carbajal

Historia y Inicios de las Redes de Datos

Inicio de las Redes de Datos Como se inicio la comprensión de una Red de Data ……………

Quien fue, el que inicio el Concepto de una Red de Data …

Francia Siglo XVIII y la Telegrafía Óptica En la Francia emergente por la Revolución se necesitaba una forma de comunicación de forma eficaz y rápida. Claude Chappe, inventor Francés por natulareza, junto con sus hermanos deciden investigar la forma de comunicarse a gran distancia Elaborando así el: TELEGRAFO OPTICO.

En pleno Siglo XVIII, se puede afirmar que Claude Chappe es un pionero en la Elaboración de Redes de Telecomunicaciones, y en la Elaboración de un Protocolo de Comunicación.

Telégrafo Óptico Mástil

Brazo Der.

Brazo Izq.

Paletas Paletas pintadas de negro para ser Vistos a grandes distancias.

Torre de Altura de 30mts Aprox.

Personal que tenia la función de vigilar y Manipular los mensajes

Claude Chappe, utilizo señalización simple para que dos Sitios alejados puedan conversar y transmitirse mensajes.

Listo, para recibir mensajes Envió de mensaje

Termino de los mensajes OK, copie mensaje

Separados Grandes Distancias ( 10km a 20Km )

Simbología de Claude Chappe

Se realizo un diccionario de 92 página que constaba una cantidad de frases comunes que se utilizaban en dicha Época. Así, que con el Telégrafo Óptico se podía tener un total de 92 Expresiones por cada Combinación de las Paletas. Entonces se podría tener: 92 x 92 Frases comunes representadas en el Telégrafo Óptico.

Representan Expresiones comunes o Frases

Francia Unificad en Red Geográficamente, Francia fue unida por toda una Red de Telégrafos Ópticos, desde la Capital Paris hasta las ciudades mas Alejadas en la Zona Fronteriza.

Llegada del Telégrafo Eléctrico Samuel Morse

La variedad de Patentes, ocasiono que diversos inventores puedan construir su propio Telégrafo Eléctrico , el problema se centraba en que las patentes utilizaban mucho cableado eléctrico. Morse de nacionalidad Americana, creo un transmisor que pudiera transmitir por un hilo la Información, y en el receptor se pudiera decodificar. La transmisión se realizaba a través de Símbolos.

Samuel Morse

Era la representación del Abecedario en Símbolos Representados por la duración de las señales eléctricas, dándose así el Alfabeto Morse.

Transmisor / Receptor Morse Cuando se Activa el pulsador en el transmisor, este genera un voltaje hacia la línea.

El Voltaje en el lado del transmisor genera, un voltaje hacia el Electroimán en el lado del Receptor, generando Así Diversos tipos de Símbolos en el Lado del Receptor para ser decodificados

En la bobina de Papel se puede observar El mensaje

Telégrafo de Morse

Transmisor

Receptor

Por la duración de tiempo en el contacto en el Transmisor se reproducían el abecedario de Morse.

Cable Submarino: Uniendo Continentes La instalación de Telegrafía Eléctrica, dio como origen que diversas compañías quisieran unir países, continentes a grandes distancias a tavés de la Telegrafía Eléctrica, unirnos a través de envió de Señales Eléctricas, y así dar paso a toda una Red de Data a nivel Mundial.

Los hermanos Siemens Alemanes, fueron los pioneros en la instalación de cable Submarino al resolver los problemas de cubrir el cable eléctrico con una chaqueta de Gutapercha, este Descubrimiento ocasiono que no se produzcan Cortocircuito En los cables, y la señal se pueda transmitir

Teoría de Campos Electromagnéticos

Y

E

X

Z

JAMES MAXWELL

B Maxwell Físico Ingles, realizo las Ecuaciones de Maxwell, el cual nos quiso decir que se podrá Las Ondas Electromagnéticas, viajaran a través del Vació, y a través de un medio llamado A IRE. Maxwell genio Físico Ingles, realizo diversos experimentos en laboratorio, sobre Las ondas electromagnéticas, su prueba en este campo llego hasta realizar Trabajos en el VACIO.

Telégrafo Inalámbrico ( WIRELESS – MARCONI )

La Visión de Marconi era que a través del Espacio Radioeléctrico se pueda transmitir mensajes

Marconi, Ingeniero Eléctrico Italiano es el Padre de las Telecomunicaciones Inalámbricas, creador del Transmisor, Estudio y Aplico la Sintonización de la Frecuencia en el Transmisor y Receptor. Ganador de un Premio Nóbel por la Aplicación de Las Telecomunicaciones Inalámbricas WIRELESS

La Red de Telefonía El verdadero CREADOR del Teléfono fue Antonio Meucci, Italiano, ingeniero mecánico, Debido a la lucha que dio en su País, por causa de la guerra interna que pasaba la Italia de sus tiempos, paso un tiempo en la Cárcel. Luego con su esposa migra hacia La Habana Cuba, en donde realizo trabajos de investigación Acerca de Electroshock para Paciente. Por Casualidad escucho que a un paciente que estaba en la otra sala donde el trabajaba se quejaba y el sonido se filtraba en este tipo de Electroshock, donde pone todo su Énfasis para poder realizar Antonio Meucci un producto en cual se pueda escuchar la voz, dando Frutos en el año de 1853, llamándolo TELEGRAFONO en la Ciudad de La Habana Cuba.

La creación del TELEGRAFONO, se dio mas que todo por que su esposa de Meucci, había quedado Invalida, por su preocupación que le pase algo, realizo este TELEGRAFONO para que se pueda Comunicar desde su cuarto de su Esposa a su Taller que se encontraba cruzando la avenida de su Casa.

Nació en Italia el 13 de Abril de 1808, Ing. Química y Ing. Industrial

Antonio Meucci

Nació en Escocia 3 de Marzo 1847,Científico de Profesión

En 1835 Migra a Cuba: La Habana

En la Habana Cuba, realiza el primer bosquejo del telegrafono En 1850 migra a los USA, para establecerse En 1854, Meucci Crea El primer prototipo Físico del Telegrafono En 1871, registra la primera Patente del Telegrafono, el cual debería ser renovado en 2 años

En 1870 Bell emigra Hacia Canadá

Alexander Grahan Bell

Antonio Meucci En 1874 realiza una demostración de su Telegrafono a un Representante de Western Union.

Alexander Grahan Bell

En 1876, Bell Patenta el Teléfono ………….. En 1877 Bell funda Bell Telephone Company En 1879, el tribunal Americano otorga la patenta exclusiva del télefono para Bell

En 1886, Meucci, lanza una juicio por la patente del teléfono

En 1896 muere Meucci, sin poder tener derechos sobre la patente del teléfono.

En 2002, el gobierno Americano reconoce la autoría de la invención del teléfono para Antonio Meucci.

En 1885 Crea la AT&T En 1888, fue fundador de la National Geographic

En 1896, tras la muerte de Meucci, Bell se quedo con la Patente del Teléfono

Grahan Bell, en sus aportaciones podemos mencionar que soluciono el problema de poder tender líneas telefónicas a grandes distancias, así se pudieron comunicar distintos Estados de América del Norte.

En 1879 se inauguraba al público la primera línea telefónica de larga distancia entre Boston y Providence . Ese año 26.000 teléfonos estaban en servicio en los Estados Unidos; en 1881 más de 123.000 aparatos constituían la red telefónica. En 1884 se inauguraba la línea telefónica entre Boston y Baltimore.

Alexander Grahan Bell

Alexander Grahan Bell

El Transmisor de Bell, que lo llevo a Patentar el Teléfono

El receptor de Bell, que sintonizaba Los Armónicos del transmisor

Internet La Red de Redes www

Ing. José Carlos Távara Carbajal

El ministerio de Defensa de los Estados Unidos de Norte América DoD A través de la Oficina de ARPA destinados a realizar Proyectos Específicos y Complejos, designan Realizar una Red de Datos Que sea Capaz de Sobrevivir a ATAQUES NUCLEARES, para Esto se Recluto a un Grupo Compacto de Científicos para la Realización de esta RED denominada ARPANET.

La ARPANET, paso por un conjunto de Protocolos Y diseño, para que es lo que hoy la RED INTERNET, La creación del protocolo TCP/IP, dio origen a la RED DE REDES, el dominio de la ARPANET, fue Exclusivo del Estado Americano, su propósito era El de poder Conectar Centros Militares, Estatales, y Centros de Estudios las UNIVERSIDADES, Es donde Nace la ARPANET que luego de forma Mundial se transformaría en la INTERNET.

CONCEPTO : BASICO DE PROTOCOLO ARPANET Paúl Baran trabajo desde1959 en la compañía RAND Corporation, tenia la misión de realiza en una red segura de comunicaciones capaz de sobrevivir a un ataque con armas nucleares, con fines militares.Sus resultados se publicaron a partir de1960,

Paúl Baran

LAS TRES LEYES DE PAÚL BARAN 1.- El uso de una red descentralizada con múltiples caminos entre dos puntos. 2.- La división de mensajes completos en fragmentos que seguirían caminos distintos. 3.- La red estaría capacitada para responder ante sus propios fallos.

Dr. Lawrence G. Roberts

CREACION DEL PROTOCOLO X.25 En 1965, Roberts conectó un ordenador TX2 en Massachussets con un Q-32 en California a través de una línea telefónica conmutada de baja velocidad, creando así la primera (aunque reducida) red de ordenadores de área amplia jamás construida. Para ello utilizó el sistema de conmutación de paquetes que le había propuesto

Después de sus trabajos en ARPA, Roberts fundó Telenet, la primera empresa "carrier" de paquetes de datos. La dirigió de 1973 a 1980. Después trabajó en varias otras empresas. Actualmente es Presidente y CEO de Packetcom, una empresa de tecnología avanzada en IP y ATM.

Se Reserva un Circuito Físico

A

B

PRIMER VOSQUEJO DE LA RED ARPANET

INICIOS DEL CONCEPTO DE ROUTER El inicio de lo que hoy en día llamamos ROUTER, se da en el concepto que los Desarrolladores de ARPANET asignaron a una MAQUINA PC, para que tome decisiones de ENVIO DE PAQUETES, LLAMANDOLA IMPs, este IMPs, se Conectaba a través de un MODEN TELEFONICO al EXTERIOR, y al HOST Se conectava a través de conecxión SERIAL.

CONECXION VIA MODEN TELEFONICO

CONECXION SERIAL

IMP PROCESADORES DE INTERFAZ DE MENSAJES

PRIMER VOSQUEJO DE UNA RED DE DATOS

Universidad de Stanford, donde el SDS 940, fue el primero que se conecto. Universidad de California Donde se conecto por primera vez con una IBM 360

UCLA California , un Ordenador SDS Sigma7, fue el Primero en conectarse .

UTAH, donde se conecto con una PDP-10

Los Padres de La INTERNET

Ing. José Carlos Távara Carbajal

J.C.R. LICKLIDER – Científico de computadoras de la Universidad de Rochester y profesor de Harvard y MIT. Escribió una serie de memos en 1962 sobre su concepto de “Red Galáctica”. Era su visión de un grupo de computadoras interconectadas entre sí que permitiría acceso rápido a data y programas desde cualquier sitio. Fue el primer director de la DARPA, donde impulsó la idea.

LEONARD KLEINROCK – Científico de computadoras del MIT y profesor de la Universidad de California en Los Ángeles. Fue el primero en escribir sobre la teoría de conmutación de paquetes, tecnología básica tras internet, en 1961.

DOUGLAS ENGELBART – Ingeniero eléctrico de la Universidad de Berkeley y descendiente de noruegos que inventó el ratón o „mouse‟. Pionero de la interacción humana con las computadoras y en la creación de la red informática militar ARPANET.

ROBERT METCALFE – Ingeniero y doctor en ciencias de computación graduado de MIT y Harvard. Inventó la Ethernet o tecnología de redes de área local en 1973. Creador de empresas como Xerox, 3COM, etc.

Berners Lee, usó esta NeXTcube en el CERN, Siendo el primer SERVIDOR WEB del Mundo

TIM BERNERS-LEE - Físico británico de la Universidad de Oxford que inventó la red global o la „World Wide Web‟ en el CERN (Suiza) en 1989. La innovación, que permitió el intercambio de información a través de páginas o sitios cibernéticos, es uno de los sistemas de comunicación que están montados sobre las interconexiones de Internet.

Los Creadores del TCP / IP

ROBERT KAHN – El otro padre de Internet, junto a Vint Cerf. Ingeniero eléctrico de la Universidad de Princeton y profesor del MIT, fue reclutado en 1972 por DARPA, donde desarrolló la idea de „open - architecture networking‟ en un programa denominado „internetting‟. Allí, junto a Cerf, creó en 1973 un protocolo para lograr ese tipo de comunicación entre computadoras, el Protocolo de Control de Transmisión/Protocolo de Internet o TCP/IP por sus siglas en inglés

VINTON VINT G. CERF. Científico de la Computación estadounidense, considerado como uno de los 'padres' de Internet. Nacido en Connecticut en 1943 se graduó en Matemáticas y Ciencias de la Computación en la Universidad de Stanrford (1965). Durante su Estancia posterior en la Universidad de California (UCLA) obtuvo el Máster en Ciencia y el Doctorado junto a Robert Kahn, creó en 1973 un protocolo para lograr ese tipo de comunicación entre computadoras, el Protocolo de Control de Transmisión/Protocolo de Internet o TCP/IP por sus siglas en inglés Fundador de WWW.GOOGLE.COM

MICROPROCESADORES : ZILOG MARCA LA DIFERENCIA Los Microprocesadores ZILOG, compañía que marco la diferencia para sus tiempos, esta creación permitió en sus tiempo que el Mundo de la Electrónica se pueda desarrollar, creación de Maquinas que puedan tomar decisiones como un Dispensador de Botellas, Sistemas Autónomos que toman decisiones De acuerdo a la lógica programada por en estos Microprocesadores.

Sabían que El primer Tablero Electrónico que se Instalo en el Estadio Nacional Fue realizado con el Microprocesador Z80, realizado por los Alumnos de la UNI.

Ing. José Carlos Távara Carbajal

La teoría de las Redes de Datos, se basa en un conjunto de Reglas, protocolos, señalización, para que se pueda establecer la comunicación entre los diversos equipos o Dispositivos de Networking y Internetworking. Por Equipo de Networking, podemos decir que son todo equipos que se encuentra en las red LAN (Red de Área Local)

Por Equipo de Internetworking, podemos decir que son todos Los equipos que se encuentra en la Red WAN (Red de Área Amplía)

A

B

MODELO DE COMUNICACIÓN DE DATOS

Se denomina canal de comunicación al recorrido físico que es necesario establecer para que una señal eléctrica, óptica, electro óptica, inalámbrica se pueda desplazar entre dos puntos.

Por el Canal de comunicación se pueda transportar Música, Video, Telefonía, datos, etc, cualquier tipo de información transformada en PAQUETE DE DATOS

Descripción.- un protocolo es un conjunto de Reglas y convenciones que estandarizan la forma de comunicación de los dispositivos de Red

Cada Protocolo debe considerar los siguiente: -Como se construye la Red Física. -Como los computadores se Conectan a la Red -Como se Formatean los datos para su Transmisión -Como se Van enviar los Datos. -Como se controlan y corrigen los Errores.

Cada Capa del Protocolo en la Fuente se comunica con su respectiva Capa en el Destino

Cada Capa del Protocolo en la Fuente se comunica con su respectiva Capa en el Destino Cable UTP , Fibra Óptica, Microondas, Satélite, ETC

Una transmisión de datos tiene que ser controlada en el dominio del tiempo, para que el equipo receptor conozca en que momento puede esperar una transferencia de datos. Hay dos principios de transmisión para hacer esto posible:

Transmisión Síncrona. Transmisión Asíncrona.

Transmisión Síncrona, en está técnica por parte de la RED se va dar una sincronización entre los relojes Tanto del TRANSMISOR como del RECEPTOR a través de una trama de Datos Que empieza con un Flag de Sincronismo SYNC, seguidos por los Datos, terminando Con un Flag de termino de datos.

Rx

Tx

Sincroniza los Relojes de Tx y Rx

Flag Sync

Tramas de DATOS

Flag termino

Como vemos el clock de Reloj Tanto para el Tx y Rx es dado Por la RED

Como vemos el clock de Reloj Tanto para el Tx y Rx es dado Por la RED

Rx Tx

Transmisión Asíncrona, es el Transmisor quien determina cuando se va enviar las Tramas de los DATOS, es el Transmisor que envía una TRAMA DE DATOS que contiene un FLAG de Sincronismo “SYNC” HACIA el RECEPTOR, donde le indica donde empieza la TRAMA DE DATOS Y con un Flag de PARADA “STOP” el termino de las TRAMAS DE DATOS.

Rx

Tx

Sincroniza los Relojes de Tx y Rx

Flag Sync

Tramas de DATOS

Flag STOP

En este caso el Clock de Reloj es dado por el Tx, para Sincronizar al RX

Rx Tx

Transmisión Simplex, es le proceso por el cual solo se puede transmitir de un Lado del Canal de Comunicación. Solo se realiza en una sola DIRECCION Y UN SOLO SENTIDO.

Tx

Rx Canal de comunicación

TELEVISÓN CONVENCIONAL, es un buen ejemplo del tipo de transmisión Simplex Ya que solo nosotros los RECEPTORES solo podemos recepcionar la Señal de televisión, sin poder interactuar con el Canal de Televisión

Semi dúplex (half-dúplex) , Se denomina Semi dúplex (half-dúplex) al método de transmisión en que una estación A en un momento de tiempo, actúa como Transmisor y la Estación B Actúa como Receptor, y en un momento siguiente es la Estación B que actúa como Transmisor Y la estación A como Receptor.

A

Tx

Rx

B

Canal de comunicación

A

Tx

Rx Canal de comunicación

B

La conversación telefónica es un ejemplo ideal para el tipo de Tx half duplex Cuando “A” empieza la conversación este el que toma el canal de comunicación Siendo el Tx, y “B” que escucha se convierte en Rx.

HOLA Rx

Tx A

COMO ESTAS

Rx

Tx

CONVERSACION

CHAU

Rx

Tx

B

CUIDATE CHAU

Tx Rx

Dúplex (Full - dúplex) , Se denomina Dúplex (Full-dúplex) al método de transmisión en que las Estaciones “A” y “B” pueden transmitir simultáneamente, actuando cada uno como Tx/Rx, en donde se gana un Mayor TRANSPORTE de información en un menor periodo de Tiempo.

A

Rx

Tx

B Canal de comunicación

Rx

Tx

Un ejemplo muy ilustrativo para FULL DUPLEX, es la transmisión sobre dos hilos de Fibra Óptica donde un Hilo es destinado para la Tx, y el Otro hilo es destinado para la Rx y Todo esto se da en el mismo Equipo.

Entre los equipos podemos mencionar: -Media Converte -Switch con puertos de Fibra Óptica.

-Router con puertos de Fibra Óptica.

Definición.- Una Topología de Red define la Estructura de la Red, como se Desarrolla físicamente y como se Accede a sus Servicios.

Topología Física.- se define como se va ha disponer los medios Físicos Ó Cables en la configuración de una RED de DATOS. Topología Lógica.- se define como se va acceder a los Medios, para poder enviar los datos.

Topología Física.- se define como se va ha disponer los medios Físicos Ó Cables en la configuración de una RED de DATOS.

1

4

2

5

3

6

Topología Lógica.- se define como se va acceder a los Medios, para poder enviar los datos.

Topología Broadcasat.- se define como que cada host, envía sus datos hacia todos los demás host a través de los medios físicos de la Red.

Topología Token.-se define que cuando un Host quiere enviar datos, entre Todos los demás Host, este tiene el poder “TOKEN” y puede enviar datos, Si no tuviera datos que enviar pasaría el token al host Sucesor.

C

A

B

E

D

Si A toma el TOKEN tiene el poder de Transmitir su Mensaje A Mensaje llego a su Destino

C B

D

SIGNIFICADO SEGÚN TEORIA DE REDES

Conmutar, significa que un equipo pueda trasladar la DATA o PAQUETE de una Interfaz a Otra Interfaz según una tabla de Direccionamiento.

Medio Físico

S0

S1

ROUTER

Medio Físico

En la Conmutación por Circuito, se usa la red Telefónica para realizar la transmisión de los paquetes de Datos. La idea es RESERVAR todo un CIRCUTO (CKTs) FISICO Y UN ANCHO DE BANDA a través de toda la RED para Enlazar dos PUNTOS.

Cuando se Termina la Transmisión de DATOS, los CKTs Reservados se pierden

Se Reserva un Circuito Físico A -----B

sw2

A

sw1

B

sw4 SW3

A

SW1

SW1

SW2

SW2

SW4

SW4

B

La Conmutación por Paquetes, describe lo que predijo Paúl Baran: 1.- los Paquetes pueden dirigirse desde un punto al otro, siguiendo diferentes caminos 2.- Los Paquetes son fraccionados o fragmentados, y enviados a través de la Red Conmutada, y pueden llegar su destino en diferentes orden de llegada, siendo el Equipo Final que tenga la función de ORDENARLOS

Paúl Baran

LEONARD KLEINROCK

Fragmentación del Mensaje en Paquetes a1, a2, a3 …….an

A

A

a1

a2

….

an

R2

A A

R3

R1

B

R6 R4

R7 R5

A

Paquete a1, se ordena según su campo de datos

A

a1

a2

….

a1

an

a1

A A

a1

R2

a1

R3

R1

a1

R6

Paquete a1, sigue la ruta resuelta por el Router R1

a1

R4

R7 R5

a1

B

A

Paquete a3, se ordena según su campo de datos

A

a1

a2

….

an

R2

A

A

a3

R3

R1

a3

a3

R4

a3

a3

R6

Paquete a3, sigue la ruta resuelta por el Router R1

a3

a1

R7 R5

Es indistinto que paquete la secuencia Correlativa de la salida de los paquetes

B

A

Paquete a2, se ordena según su campo de datos

A

a1

a2

….

a1

an

R2

A

A

a2

R1

a2

R7

a2

a2 R4

a3

R3

R6

Paquete a2, sigue la ruta resuelta por el Router R1

a2

a2

R5

a2

a2

B

A

El último paquete an, se ordena según su campo de datos y se tiene todo el MENSAJE “A” en la PC= B

A

a1

a2

….

a1

an

R2

A A

an

R1

an

an

R6 R4

a3

….

an

R3

an

Paquete an, sigue la ruta resuelta por el Router R1

a2

R7 R5

an

B

A

El último paquete an, se ordena según su campo de datos y se tiene todo el MENSAJE “A” en la PC= B

A

a1

a2

….

a1

an

a2

a3

….

an

A

R2

A

R3

R1

B

R6 R4

R7 R5 La PC=B ya puede leer El mensaje “A” de la PC=A

Ing. José Carlos Távara Carbajal

Red LAN.- Red de Área Local, es aquella red que utiliza equipos o dispositivos de Networking, para que las máquinas Desktop o Host, se puedan comunicar. La Red Lan, nos permite utilizar las diferentes Aplicaciones que existen en la actualidad como: Correo Electrónico. Compartir Archivos de Red. Servidores FTP Servidor HTTP Impresiones en Red.

Todo esto se Realiza en un Área Local, como Edificios, Campus Universitario, etc.

Computadora, es la que no das conexión hacia la Red Lan, Hacia la red Internet. Consta de Discos duros, Periféricos, Sistemas Operativos,

NIC, tarjeta Interfaz de Red, aquella tarjeta que nos Permite que conectemos a la Red a través del Protocolo Ethernet, nos da conectividad a los Medios como UTP, Wireless, etc.

Hub.- es aquel dispositivo que nos permite conectarnos a La red LAN, el trabaja con topología de Dominios de Broadcast. Su forma de trabajo es dar el Acceso solo Aquel dispositivo que tomo el MEDIO,

Switch.- es aquel dispositivo que reserva un Ancho de Banda para cada puerto, Su dominio de Colisiones es 0. En los Swichth se puede configurar las VLAN, las redes Virtuales LAN. El Switch maneja direcciones MAC´s

Router.- es aquel dispositivo que nos permite direccionar, enrrutar, Conmutar los paquetes de datos de una Red LAN hacia Otra Red LAN ó Red WAN. Es aquel dispositivo que maneja tabla de Direcciones y direcciones IP´s.

En las que podemos mencionar son: -Ethernet -Token Ring -FDDI Las Tecnologías Lan´s, tiene una gran Velocidad de conexión 100/1000 Mbps

Red WAN.- Red de Área Amplia, son aquellas redes que se utilizan para que se puedan unir las redes LAN, conectando LAN´s en áreas geográficas Extensas. Nos permiten utilizar remotamente los Servicios WWW, FTP, TFTP, separados a grandes distancias. Las Wan´s están diseñadas para: -Operar entre áreas geográficamente Extensas y distantes. -Posibilitar capacidades de comunicación en tiempo real entre usuarios. -Brindar Recursos Remotos de tiempo completo. -Brindar servicios de Email. WWW, TFTP, Comercio Electrónico.

En las que podemos mencionar son: -Módems -RDSI -ADSL -FRAME RELAY -E1, E2, Carrier Europeo -SONET (Red de Fibra Óptica) -La Velocidad con repuesto a las Tecnologías Lan son menores 1Mbps, 4Mbps, 32 Mbps

Router.- es aquel dispositivo que nos permite direccionar, enrrutar, Conmutar los paquetes de datos de una Red LAN hacia Otra Red LAN ó Red WAN. Es aquel dispositivo que maneja tabla de Direcciones y direcciones IP´s.

MODEM, como su nombre lo indica es un Modulador y un Demodulador de las señales. Nos permiten dar acceso A través de las líneas telefónicas con tecnologías ADSL o A través de un Moden RDSI como Equipo Terminal de Datos

WAN

LAN 1 Oficinas Lima

LAN 2 Oficinas Cajamarca

Nota: entre las principales ciudades las Boticas BTL utilizan el Acceso a los Diversos servicios de la WAN de Telefónica DIGERED para que pueda que Las diferentes sucursales de Provincias se puedan conectar a la Central en La Ciudad de Lima.

Red MAN.- Red de Área Metropolitana, generalmente consta de una o mas LANs, dentro de un área geográfica común. Casi siempre se utiliza un ISP para conectar dos o más LAN utilizando líneas privadas de comunicación o servicios ópticos Las redes MAN, son propiedades en general de ISP, por que su instalación Tiene un costo elevado. Ejemplos, TELMEX tiene toda una Red MAN para prestar los servicios de Internet y conexionado a diferentes servicios que brindan a Empresas. Telefónica Empresas, también tiene toda una Red MAN para uso exclusivo de clientes Empresaliares.

Red SAN.- Red de Área de Almacenamiento, es una red dedicada, de alto Rendimiento que se utiliza para trasladar datos entre servidores y recursos de Almacenamiento Cinta de Discos. Al ser una Red separada , dedicada evita todo conflicto de tráfico entre clientes y servidores. Esta tecnología es de Alta Velocidad, y da conectividad entre: -Servidores a Servidores -Servidor a Almacenamiento -Almacenamiento a Almacenamiento.

Fibra Óptica

Red VPN.- Red Virtual Privada, es aquella red Privada que se construye dentro de una infraestructura de red Pública como la Internet. Con la instalación de VPN, cada empleado a distancia puede acceder a la red de la sede de la empresa a través de Internet. Formando un túnel seguro entre la PC del trabajador y el router VPN de la sede a la cual se requiere conectar.

FTP

Server Web

Túneles a través de políticas de IPsec

A

Nota: en las principales Ciudades del Perú, la Policía Nacional trabaja con túneles VPN, teniendo un servicio que consiste en que cada comisaría tiene un Anexo del de dicho Anexo se puede llamar a Cualquier Comisaría del País, sin costos Adiconales.

• Cuando dos Host requieren comunicarse utilizan Protocolo Petición /Respuesta

A

B

• Un computador realiza una petición de servicio, y el segundo computador lo recibe y responde.

• El que realiza la petición asume el papel de cliente, y el que responde el de servidor.

Cliente

Servidor

A

B

Servidor

Cliente

• En una disposición cliente/servidor, los servicios de red se ubican en un computador dedicado denominado servidor. El servidor responde a las peticiones de los clientes. • servidor es un computador central que se encuentra disponible de forma continua para responder a las peticiones de los clientes, ya sea de un archivo, impresión, aplicación u otros servicios. Servidor Cliente

A

Sin Tarjeta

Sin Tarjeta

Sin Tarjeta Sin Tarjeta

Sin Tarjeta

La Calidad y Servicio en el mundo de las Redes significa que cada PAQUETE de Datos va llevar un descripción a que Tipo de SERVICIO pertenece, dependiendo de este tipo de SERVICIO se le da la Calidad que le corresponde a dicho PAQUETE.

Ej.: El paquete de Datos correspondiente a Video debe tener una calidad de Servicio o mas rápida y de un Ancho de Banda mayor que un Paquete que representa Tx de Datos

1

3

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Medio Físico

2

Medio Físico S0

S1

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ROUTER

1

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Ing. José Carlos Távara Carbajal

El Objetivo, de diseñar Redes de Datos, es ofrecer a sus usuarios conectividad Lan y Wan de rápido Acceso y Seguros. • Al diseñar una Red de Datos, debemos considerar El tipo de topología Física, el tipo de Acceso a los medios.

• Las tecnologías emergentes que podemos Aplicar. • Todo esto de acuerdo a las necesidades de nuestra Red y Usuarios.

Las Redes de Datos, son diseñadas de acuerdo a los siguientes parámetros: •Escalabilidad. • Rendimiento. •Seguridad. •Administrabilidad. •Adaptabilidad.

Escabilidad.- se da la escabilidad en una Red, por que comprende una Jerarquía en el Diseño de la Red.

Seguridad.- toda RED de datos debe ser segura, en ataques Tanto en su propia INTRANET, como ataques externos INTERNET. • La seguridad se puede realizar a través de un FIREWALL, a través de un PIX (propietario CISCO). • También se puede realizar Seguridad, a través de ACL (listas de acceso), configurable en equipos de comunicación como Switch, Router, controlando el tráfico IP. • La Autenticación es una medida de seguridad, encontramos Servidores Dedicados, como Servidores TACCAS, RADIUS.

MUNDO INTERIOR

MUNDO EXTERIOR

RED LAN

ROUTER (ACL)

INTERNET

SERV. TACCAS SERV. RADIUS

FIREWALL

HACKER EXTERIOR HACKER INTRANET

Administrabilidad.- en una RED de datos se deben tener equipos que sean ADMINISTRABLE, que a través de la Asignación de una dirección IP y un Software de Administración, se pueda configurar los equipos de Comunicación de acuerdo a las necesidades de la RED. IP: 192.168.1.1

Administrador de Red

IoS.- es el Software de administración de los Equipos CISCO.

Adaptabilidad.- cuando se diseña una RED de Datos se debe considerar que los equipos de comunicación sean Adaptables entre ellos. Es decir que entre ellos se deben tener Interoperabilidad. Esto, significa que los equipos de diferentes fabricantes deben operar entre ellos.

Rendimiento.- esta ligado a los parámetros que determinan La velocidad de nuestra RED, como las diversas tecnologías que podemos utilizar. • Por ejemplo: • tecnologías Ethernet de 100Mbps, 1Gps. • Medios de Transmisión como: - UTP Cat 5e, Cat 6. - Fibra Óptica (Multimodo, Monomodo). - Wlan 802.11 a/b/g.

Ing. José Carlos Távara Carbajal

Historia, al principio cuando se diseñaron Redes de Datos se tenía el problema de que cada Fabricante o un grupo de Fabricantes diseñaban su propio protocolos de Comunicación, esto originaba que no se podría obtener: LAINTEROPERABILIDAD DE LAS REDES La Interoperabilidad de las Redes, nos trae que se pueda dar La Operabilidad entres equipos de diferentes Fabricantes.

Redes Jerárquicas.- las redes jerárquicas, se diseñan a través de 3 capas, para poder dividir el tráfico y consumo del Ancho de Banda por cada Capa. Entre las Capas se menciona : - Capa de Acceso, esta capa tiene como tarea el de poder dar Acceso a los Host, Servidores y diversos Usuarios, para brindar conectividad y servicios de Red.

- Capa de Distribución, esta capa tiene como función el de poder brindar servicios de conectividad a los equipos de comunicación que sirven para que los Usuarios puedan Acceder a la Red. - Capa de Core, en esta capa vamos a manejar el tráfico Y Ancho de Banda entre los diversos equipos de Core , que Manejan velocidades y BW superiores.

F.O

Ing. José Carlos Távara Carbajal

Sistemas abiertos • Es aquel sistema en el cual su arquitectura es conocida

• TCP/IP es una red de sistema abierto: Proceso de hacer una red con sistemas abiertos usando un protocolo de red.

Sistemas Cerrados • Es aquel sistema en el cual su arquitectura no es conocida.

• El sistema Operativo IoS de CISCO es un Sistema Cerrado, solo se conoce los comandos para la configuración de Equipos de Comunicación.

Modelo de Capas • El tener un Modelo de Capas nos sirve para poder comprender como se da una comunicación entre dos Puntos. • El dividir los Modelos en capas ayuda en que cada capa va a tener una tarea ó función especifica que realizar.

¿ Que Fluye ?

¿ Que Objetos Fluyen ?

¿ Que reglas rigen el Fujo ?

¿ Donde se produce el Flujo ?

¿ Que Fluye ?

¿ Que Objetos Fluyen ?

¿ Que reglas rigen el Fujo ?

¿ Donde se produce el Flujo ?

¿ Que Fluye ?

¿ Que Objetos Fluyen ?

¿ Que reglas rigen el Fujo ?

¿ Donde se produce el Flujo ?

El dividir el Modelo de Red, en CAPAS se realiza con el propósito que cada CAPA se pueda comunicar con su correspondiente en el lado opuesto. Esto le da una tarea a cada CAPA , y se pueda comunicar Con su correspondiente en el EXTREMO

Fuente

Destino

Medio Físico

Capas • El propósito es dividir todos los requerimientos en grupos: – Grupo de transporte de datos. – Grupo para el empaquetamiento de los mensajes. – Grupo para las aplicaciones de usuario final... – A cada grupo de tareas relacionadas se le llama... CAPA !!!!...

En los años de 1980, hubo un crecimiento por interconectar los Dispositivos de las Redes LAN, para ello diferente proveedores ponían al mercado cada vez diferentes dispositivos con Sistemas Cerrados o Propietarios, lo cual causo solo se podría interconectar Dispositivos del mismo Proveedor.

Colisione s

Sistema Propietario, significa que los dispositivos de Networking de un Proveedor solo funcionan entre si tanto en Hardware como Software

La Organización Internacional de Normalización ISO, buscaba realizar un MODELO en base a CAPAS. La ISO, para realizar un modelo que sea compatible y nos de la Interoperabilidad , investigo los modelos:

•DECnet •TCP/IP El fin era encontrar un conjunto de Reglas que sean APLICABLES DE FORMA GENERAL para todas las TECNOLOGIAS DE REDES DE LOS DIVERSOS PROVEEDORES.

El modelo OSI : MODELO DE INTERCONEXIÓN DE SISTEMA ABIERTOS El Modelo OSI fue lanzado en 1984, con la misión de proporcionar a los Fabricantes un conjunto de ESTANDARES con el propósito :

•Asegurar una mayor Compatibilidad. •Desarrollar una mayor Interoperabilidad. Todo esto entre los distintos tipos de TECNOLOGISAS DE RED de diversos PROVEEDORES

Modelo OSI Aplicación Presentación sesión Transporte IP Enlace de Datos Nivel Físico

Modelo OSI Aplicación Presentación sesión Transporte IP Transmisión Binaria:

Enlace de Datos Nivel Físico

• Cables, Conectores, Voltajes, Velocidad de Tx, Equipos Capa 1

Modelo OSI Aplicación Presentación sesión Dirección MAC

Transporte Control de Errores, Acceso a los Medios:

IP

•Transferencia de las Tramas a través de los medios de comunicación.

Enlace de Datos •Direccionamiento MAC.

Nivel Físico

•Entrega del Mejor Esfuerzo.

Modelo OSI Aplicación Presentación sesión Transporte IP Enlace de Datos Nivel Físico

Direccionamiento Lógico, Determinación de la Mejor Ruta: •Conmutación de Paquetes. •Direccionamiento de Paquetes.

Modelo OSI Aplicación Presentación sesión Transporte

Conexión de Extremo a Extremo, se ocupa de: •Se ocupa de aspectos de Transportes entre los host.

IP Enlace de Datos Nivel Físico

•Confiabilidad de transporte de Datos.

•Establece, mantiene, termina, Circuitos virtuales. •Control de Flujo de Información y Recuperación.

Modelo OSI Aplicación Presentación sesión Transporte IP Enlace de Datos Nivel Físico

Comunicación entre Hosts: •Establece, administra, y termina las sesiones entre aplicaciones y capa Inferiores.

Modelo OSI Aplicación Presentación sesión Transporte IP Enlace de Datos Nivel Físico

Representación de los Datos : •Garantiza que los datos sean legibles, para el sistema receptor y transmisor. •Se encarga de dar Formato a los DATOS. •Negocia la Sintaxis de transferencia de DATOS para la capa de Aplicación.

Modelo OSI Aplicación Presentación sesión Transporte IP Enlace de Datos Nivel Físico

Interfaz de Usuario Final : •Suministra servicios de red a los procesos de aplicación. •Se da Aplicaciones como Email, FTP, TFTP, WWW.

Ventajas de OSI: •Es un estándar genérico, independiente de los protocolos. •Es un Modelo mas detallado, lo que hace que sea mas didáctico para la enseñanza y aprendizaje. •Al ser un Modelo mas detallado, resulta de mayor utilidad para el diagnóstico de fallas.

Desventajas de OSI: • Las Redes por lo general no se desarrollan a partir del Modelo OSI. • El modelo OSI, se subdivide en muchas capas, lo cual lo hace muy Complejo para su implementación. • No se utilizo como estándar para la INTERNET, quedo de lado.

Mapa mundial de Estados comités miembros de la ISO

miembros natos miembros correspondientes miembros suscritos otros Estados clasificados ISO 3166-1, no miembros de la ISO

1.- En que Capa del Modelo OSI, se establecen las Características de los Conectores ?

2.- En que Capa del Modelo OSI, se trabaja el Direccionamiento IP ?

1.- En que Capa del Modelo OSI, trabaja un Host o PC ?

2 .- En que Capa del Modelo OSI, trabaja la Tarjeta NIC o Tarjeta de RED ?

1.- En que Capa del Modelo OSI, se realiza el Direccionamiento Físico ?

2.- En que Capa del Modelo OSI, Trabaja el HUB ? Que técnica usa para acceder a los medios?

1.- En que Capa del Modelo OSI, se gestiona la SINTAXIS de la DATA ?

2.- Mencionar y UBICAR las PRIMERAS CUATRO CAPAS DEL MODELO OSI ?

2.- Mencionar y UBICAR las TRES CAPAS SUPERIORES del MODELO OSI ?

2.- POR QUE REALIZAMOS MODELAMIENTO EN BASE A CAPAS ?

Mencionar y ubicar las tres CAPAS de una RED JERARQUICA ???

CUANDO SE DISEÑAN REDES DE DATOS EN INFRAESTRUCTURA FISICA Y LOGICA SE DEBE CONSIDERAR LAS NECESIDADES DEL …………………………………………… ?

MUNDO ……….. ?

MUNDO ………………….?

RED LAN

INTERNET

HACKER ……….……… ?

HACKER …………..… ?

1.- Reconocer cada Figura de la parte Derecha. 2 .- Reconocer en que Capa del Modelo OSI trabaja cada una de la Figura. 3.- Relacionar solo las Capas del Modelo con las Figuras.

1.- Reconocer cada Figura de la parte Derecha. 2 .- Reconocer en que Capa del Modelo OSI trabaja cada una de la Figura. 3.- Relacionar solo las Capas del Modelo con las Figuras.

¿ Que Fluye ?

¿ Que Objetos Fluyen ?

¿ Que reglas rigen el Fujo ?

¿ Donde se produce el Flujo ?

Para que los datos puedan viajar desde el origen hasta su destino, cada capa del modelo OSI en el origen debe comunicarse con su capa par en el lugar destino. Esta forma de comunicación se conoce como de par-a-par. Durante este proceso, los protocolos de cada capa intercambian información, denominada unidades de datos de protocolo (PDU).

Cada capa de comunicación en el computador origen se comunica con un PDU específico de capa, y con su capa par en el computador destino.

Aplicación

Datos

Presentación

Datos

sesión

Datos

Transporte

Segmento

IP

Paquete

Enlace de Datos

Trama

Nivel Físico

Bits

Aplicación

Aplicación

Presentación

Presentación

sesión

sesión

Transporte

Transporte

IP

IP

Enlace de Datos

Enlace de Datos

Nivel Físico

Nivel Físico

Ing. José Carlos Távara Carbajal

Descripción, con la propuesta del DoD de USA, de realizar una RED de DATOS, Encomendó a los Srs Bob Kahn y Vinton Cerf, realizaron un Modelo en base A Capas, lo que dio origen al Modelo “TCP/IP” .

TCP/IP, se desarrollo como un Sistema Abierto, lo cual cada Individuo podía utilizarlo, Esto contribuyo a su difusión y Uso entre los individuos de su Época.

En la Actualidad TCP/IP, es el protocolo mas usado en todo el mundo, cualquier Conexión necesita de este Protocolo para poder utilizar INTERNET o su propia INTRANET

VINTON VINT CERF

ROBERT KAHN

Modelo TCP/IP Aplicación Transporte Internet Acceso a la Red

• A diferencia del Modelo de Referencia OSI de la ISO, el Modelo de TCP/IP, Consta de 4 CAPAS. • Hay capas que tienen los mismos nombres que el Modelo OSI, pero las capas Del modelo TCP/IP tienen las mismas funciones pero con mas tareas por hacer.

Modelo TCP/IP Aplicación

Transporte

La capa de Acceso a la Red:

Internet

•Especifica todos los componentes físicos como lógicos, necesarios para realizar un enlace Físico.

Acceso a la Red

•Detalla las especificaciones sobre la tecnología de Acceso a la RED. •La capa de Acceso determina las funciones de las Capas Físicas, Enlace de datos del Modelo OSI.

Paquetes

Segmento

Modelo TCP/IP Aplicación

A

S0

S1

a1

a2

Transporte Internet Acceso a la Red

La capa de Internet: •El propósito de la Capa de Internet, es DIVIDIR los SEGMENTOS DE TCP en PAQUETES. • Conmutación de Paquetes.

•Se va a determinar la Mejor Ruta a través de las llamadas Tablas de Enrutamiento.

an

Transporte

Modelo TCP/IP Aplicación

TCP

UDP

Transporte La Capa de Transporte :

Internet Acceso a la Red

• Se ocupa de aspectos de QoS. • Confiabilidad de transporte de Datos. • Control de Flujo de Información y Recuperación. • Se encarga de la Corrección de ERRORES.

• La Capa de Transporte se divide en TCP y UPD.

• Un Protocolo Orientado a la Conexión es aquel que se encarga que del transporte de DATA sin dejar que ocurra errores en ella. • Debe Asegurarse que la DATA llegue al Destino. • Un Protocolo Orientado a la Conexión, debe realizar Acuse de Recibido para saber que los datos hay llegado conformes a su Destino.

• El Protocolo para el control de la transmisión (TCP) es un protocolo de Capa 4 orientado a conexión que suministra una transmisión de datos full-duplex confiable. • TCP forma parte de la pila del protocolo TCP/IP. En un entorno orientado a conexión, se establece una conexión entre ambos extremos antes de que se pueda iniciar la transferencia de información. • TCP es responsable por la división de los mensajes en segmentos, reensamblándolos en la estación destino, reenviando cualquier mensaje que no se haya recibido y reensamblando mensajes a partir de los segmentos.

• Un Protocolo No Orientado a la Conexión, es aquel que no se preocupa por la ocurrencia de errores, deja que sea corregido Por su capa Superior.

• Solo se dedica a transporta la data sin Corregir los errores en el transporte de esta. • No realiza Acuse de Recibido de la DATA.

• El Protocolo de datagrama de usuario (UDP: User Datagram Protocol) es el protocolo de transporte no orientado a conexión de la pila de protocolo TCP/IP. • El UDP es un protocolo simple que intercambia datagramas sin acuse de recibo ni garantía de entrega.

• El procesamiento de errores y la retransmisión deben ser manejados por protocolos de capa superior.

• El UDP no usa ventanas ni acuses de recibo de modo que la confiabilidad, de ser necesario, se suministra a través de protocolos de la capa de aplicación.

• El UDP está diseñado para aplicaciones que no necesitan ensamblar secuencias de segmentos.

• El IP, de capa 3, no usa ventanas ni acuses de recibo de modo que la confiabilidad, de ser necesario, se suministra a través de protocolos de la capa de aplicación.

•El protocolo IP, realiza “EL MEJOR ESFUERZO”, cuando transmite Data, pero no usa métodos para poder confiabilidad de envío de la Data.

Modelo TCP/IP Aplicación

Transporte Internet Acceso a la Red

La capa de Aplicación:

•Los diseñadores de TCP/IP, realizaron que la Capa de APLICACIÓN de TCP/IP, maneje las capas de Sesión, Presentación, Aplicación del Modelo OSI. •Maneja la Representación de la DATA.

•Codificación de la DATA. •Control de Dialogo del Enlace.

•TCP/IP combina las funciones de la Capa de Aplicación , Presentación y sesión del modelo OSI en la capa de Aplicación.

•TCP/IP combina la capa de Enlace de Datos y la Capa Física del Modelo OSI en La Capa de Acceso a Red. •TCP/IP de acuerdo a su Modelo Red, parece ser mas simple.

•El Protocolo TCP/IP es el estándar por el cual se creo la Internet, siendo un Modelo de mucha CREAVILIDAD.

Modelo OSI Aplicación Presentación

sesión

Modelo TCP/IP

Transporte

Aplicación

IP

Transporte

Enlace de Datos

Internet

Nivel Físico

Acceso a la Red

Modelo OSI Modelo TCP/IP APLICACIONES

Aplicación Presentación

Aplicación

FTP SMTP TELNET X-WINDOWS LPR, LPD REXEC

KERBEROS DNS USER RPC NFS PORTMAP

TFTP SNMP ROUTE D NCS

sesión Stream sockets

Transporte

Transporte

Datagram sockets Ports

TCP Segments

IP

Internet

Datagrams

INTERNET PROTOCOL IP Address

SUBREDES

Enlace de Datos Acceso a la Red Nivel Físico

(Network Interface and Hardware)

UDP

MAC Address

ICMP ARP/RARP

APLICACIONES FTP SMTP TELNET X-WINDOWS LPR, LPD REXEC

KERBEROS DNS USER RPC NFS PORTMAP

Stream sockets

TCP Segments

TFTP SNMP ROUTE D NCS

Datagram sockets Ports

UDP

Datagrams

INTERNET PROTOCOL

Ing. José Carlos Távara Carbajal

Concepto.- una onda es energía que circula de un lugar a otro, hay muchos tipos de Ondas. Ejemplo.- el Océano siempre presenta un tipo de onda (las Olas) detectable debido a los disturbios provocados por el Viento y la Marea. Nosotros los profesionales de Redes, estamos interesados en: - Ondas de Voltaje en medios de Cobre. - Las Ondas de Luz en las Fibras Ópticas. - Los Campos Alternos Eléctricos y Magnéticos que se denominas Ondas Electromagnéticas.

Concepto.- las ondas sinoidales, son gráficas de funciones matemáticas, que podemos encontrar ciertas características: • Lan ondas sinoidales son periódicas, es decir que se repiten el mismo patrón a intervalos regulares de tiempo. •Las ondas sinoidales varían continuamente en el tiempo, es decir que no existe dos puntos adyacentes en la onda.

Amplitud.- se denomina amplitud de una señal eléctrica a la altura Desde el eje horizontal hacia la cresta del tipo de señal, Se representa por : “A”.

Periodo.- es la cantidad de tiempo que lleva cumplir un ciclo, Medido en segundos. Se representa por : “T”.

Frecuencia.- es la cantidad de ciclos completos por segundos Medidos en Hertz. F= 1/T

Las ondas sinoidales son representaciones gráficas de muchas ocurrencias naturales que varía en el tiempo. Las Ondas Sinoidales la podremos encontrar en : •La distancia de la Tierra al Sol. •Cuando uno Lanza una Rueda. •La hora en que sale el Sol.

NOTA: debido a que las Ondas Sinoidales varían constantemente en el tiempo, estas son ejemplos de ONDAS ANALÓGICAS.

Punto de Referencia Dirección y Sentido

Si, consideramos una rueda, y la desplazamos en una dirección y sentido Y cogemos una punto de referencia, a lo largo de este punto de referencia se va producir ondas sinoidales.

Punto de Referencia

Si, unimos los Puntos de Referencia, al pasar la rueda en una dirección y Sentido se tendrá ONDAS SINOIDALES.

Concepto.- la particularidad de las Ondas Rectangulares es que conserva un valor durante un periodo de Tiempo y Luego cambia rápidamente a otro valor. Las Ondas Rectangulares representan señales DIGITALES o pulsos.

Pulso.- es un disturbio deliberadamente con una duración fija predicible. Los pulsos son parte importante de las señales eléctricas por que son la base de la transmisión ditigal.

Amplitud.- se denomina amplitud de una señal digital a la altura Desde el eje horizontal hacia la cresta del tipo de señal, Se representa por : “A”.

Periodo.- es la cantidad de tiempo que lleva cumplir un ciclo, Medido en segundos. Se representa por : “T”.

Frecuencia.- es la cantidad de ciclos completos por segundos Medidos en Hertz. F= 1/T

EL OSCILOSCOPIO.- es un equipo Electrónico que nos sirve para Poder visualizar diversas formas de Ondas Eléctricas en el Tiempo. El Osciloscopio tiene dos Ejes: Eje X, que es la Representación en el tiempo. Eje Y, que es la Representación de la Amplitud de señal a analizar.

El Osciloscopio tiene diversas perillas para seleccionar, el nivel de la señal Que pueden ser en: Voltios Milivoltios Microvoltios. Igual tiene perrillas para poder elegir los valores del tiempo: Segundos. Milisegundos. Microsegundos. Nanosegundos.

Eje X, nos representa el dominio del Tiempo

Eje Y, nos representa la Amplitud de la Señal analizada.

Cada uno de los cuadrados representa V/ S

Amplitud Tiempo

Perrillas de Selección de Amplitud y Tiempo

Puntas de Medición

Toma a Tierra

Si cada cuadrado representa : 1V/1S, PREGUNTA: Cuanto es la AMPLITUD :

Cuanto es el PERIODO: Cuanto es la Frecuencia:

Si cada cuadrado representa : 10mV/1mS, PREGUNTA: Cuanto es la AMPLITUD : Cuanto es el PERIODO:

Cuanto es la Frecuencia:

EL ANALIZADOR DE ESPECTRO.- es un dispositivo electrónico que nos Sirve para poder visualizar la POTENCIA vs. FRECUENCIA. Con el Analizador de Espectro nos sirve: - Para poder Medir el nivel de POTENCIA con que cuenta una Señal. - La FRECUENCIA de operación de una Señal. El Analizador de Espectro se usa: - Medición - Medición - Medición - Medición - Medición

de Señales de Microondas. de Señales Celulares. de Señales de Radio. de Señales de Satélite. de Señales de TV.

Potencia medida en dB

Frecuencias de Trabajo O Ancho de Banda

Perrilla de Selección Frecuencia y Potencia

Vamos a considerar que cada cuadrado tiene 10dBm / 100Khz Cuanto es la Potencia de la Señal Cuanto es el Ancho de Banda

Ing. José Carlos Távara Carbajal

Concepto.- el Ancho de Banda se define como la cantidad de información que puede fluir a través de una conexión de red en un período de tiempo Por que debemos comprender el Ancho de Banda:

1.- Debemos entender que el Ancho de Banda, es limitado por las leyes de las FISICAS y por las Tecnologías empleadas para colocar la Información en los Medios. Por las Leyes de las Físicas, por que nosotros transmitimos información a Través de Cables o Radio Frecuencia y estos están limitados por su Composición y Componentes FISICOS. Por las Tecnologías, por que las tecnologías que empleamos para poder Colocar la Data en los Medios, no son desarrolladas como para poder Colocar la Data y aprovechar el total del Ancho de Banda.

Los diversos tipos de diámetros de las Cañerías, se puede comparar con los diversos Anchos de Bandas, que se encuentran en los medios de Comunicación como Cx, UTP, F.O.

Considerar el Agua como Datos

Las Bombas de Agua, Válvulas y Accesorios se pueden comparar como los Dispositivos de Red, como Router, Switch, Hub, que enrutan La Data.

Considerar el Agua como Datos

• En los Sistemas Digitales, la unidad básica de Ancho de Banda es el: -Bits por segundos (bps) • El Ancho de Banda, es la medición de la cantidad de información, o bits que puede fluir desde un lugar hacia otro en un período de tiempo.

Aunque el Ancho de Banda se expresa en Bits por Segundo (bps). Pero generalmente se describe en múltiplos de miles de bits por segundo.

Señal Banda Base, es el tipo de señal que para su transmisión utiliza Todo el canal de Comunicación, sin ser modulada. La señal Banda Base, para ser transmitida debe ser codificada, a través de los “Códigos de Línea”. Señal Banda Base, con código De Línea incluido Señal Banda Base

La NIC, codifica la Señal Banda Base con Un código de Línea

Telégrafo de Morse

Transmisor

Receptor

Por un solo canal, que seria la red de Telégrafo se transmitía el Mensaje

Señal Banda Ancha, es aquella señal que antes de ser transmitida La Señal Portadora se modula por la información a transmitir. La Señal Banda Ancha es la que se utiliza para poder Transmitir Varias informaciones en un solo Canal de Comunicación.

Portadora Modulada por Amplitud

Radio 3 Señal Moduladora ( Mensaje )

Radio 2

Radio 1 Portadora de Tx

Un ejemplo bueno es la Nueva Televisión por VSAT, aquí se usa Un solo canal de comunicación Para poder transportar diversas Señales ó Canales

Estación Terrena DirecTV

Los cables, las fibras, los rayos láser, los emisores, los receptores y los transmisores de Radio Frecuencias se encuentran en la capa física del modelo OSI y se utilizan para transmitir datos. Estos datos, que pueden ser de texto, gráficas, audio o video, se envían como señales. Luego, las señales se transmiten a través de cables de cobre como pulsos eléctricos, a través de cables de fibra óptica como pulsos luminosos, o a través de espacios libres como ondas de radio o como luz. Estos pulsos y ondas son las señales que contienen los datos. Una vez que una señal llega a un edificio, se transmite a las estaciones de trabajo y a los dispositivos de red por medio de los cables que se encuentran en las paredes, los pisos y los techos.

Existen tres métodos comunes de transmisión de señales: Señales eléctricas – La transmisión se logra representando los datos como pulsos eléctricos sobre cables de cobre. Señales inalámbricas – La transmisión se logra utilizando infrarrojo, microondas, u ondas de radio a través del espacio libre.

Señales ópticas – La transmisión se logra convirtiendo las señales eléctricas en pulsos luminosos.

Una de las primeras cosas que debe saber es cómo se propaga la corriente por medio de un cable. El flujo de la señal es el resultado de las acciones complejas de los átomos y las cargas.

La mayoría de los dispositivos electrónicos envían y reciben información mediante pulsos eléctricos. Para que esto sea posible, los cables que transportan las señales proporcionan vías que interconectan los dispositivos.

El flujo de la señal es el resultado de las acciones complejas de los átomos y las cargas.

Flujo de Corriente “A”

Batería o Voltaje DC

Flujo de corriente a través de los electrones libres en el conductor de cobre

Chaqueta Pares Trenzados

chaqueta

malla

Hilo VIVO

Terminación del Cable Coaxial

Una de las primeras cosas que debe saber es cómo se propaga la Las Ondas Electromagnéticas en el espacio. Las ondas Electromagnéticas están compuestas por dos Campos: Campo Eléctrico Campo Magnético. La transmisión inalámbrica funciona enviando ondas de alta frecuencia al espacio libre. Las ondas se propagan, es decir que viajan, a través del espacio libre hasta llegar al destino deseado y se vuelven a convertir en impulsos eléctricos para que el dispositivo de destino pueda leer los datos.

E

B

Los Campos Eléctricos y Magnéticos viajan en forma perpendicular uno con respecto Al otro.

Antena Microondas Señal microondas

Antena Receptora Torre

Estación Transmisora

Una de las primeras cosas que debe saber es cómo se propaga la Las Ondas de Luz a través de medios como Fibra de Vidrio o a través Del Aire o espacio.

Existen dos formas de transportar una señal usando la luz como medio de transmisión: Fibra óptica - Las señales ópticas se propagan a través de hilos de vidrio denominados fibras ópticas. Considerando que se puede Transportar a grandes distancias.

Espacio libre óptico - Las comunicaciones por el espacio libre óptico, a veces, reemplazan al sistema de microondas o a otros sistemas de transmisión de punto a punto. Pero debemos considerar que estos Enlaces se realizan para distancias cortas.

Transmisores Ópticos

Infrarrojos , se utiliza como de transmisión

El Espacio Óptico Libre, se da para interconectar edificios Y no usar microondas.

La Tasa de Transferencia se refiere a la medida real del ancho de Banda, en un momento del día. Usando rutas de Internet Especificas y al transmitir un conjunto de DATOS • Por varios motivos la tasa de transferencia a menudo es mucho menor que el Ancho de Banda Digital Máximo posible del medio Utilizado.

• Algunos determinantes de la tasa de transferencia: •Dispositivos de Internetworking. •Tipo de Datos. •Medios de comunicación. •Cantidad de Usuarios en la Red. •Computador del Usuario. Estos son algunos limitadores de la Tasa de Transferencia, nos limita cuanto será la velocidad del enlace.

• El Administrador de Red, debe medir regularmente la Tasa de Transferencia, por que estará al tanto de los cambios en el Rendimiento de la RED y los cambios en las necesidades de los USUARIOS.

•Posibles cambios serían el de reemplazar un HUB por un SWITCH. •Realizar Segmentación o VLAN.

•Cambiar las tarjetas de NIC o de Red. •Realizar cambios de Cableado estructurado.

El Cálculo de la tasa de transferencia esta relaciona con el tiempo en que se demora en transmitir un ARCHIVO o DATA por la Tecnología de transmisión Utilizada. La formula está expresa en: T = Tm / BW donde: T: tiempo de transferencia. Tm: Tamaño del Archivo o la Data. BW: Ancho de Banda.

Debemos Considerar: •Usar las mismas Unidades a lo largo de toda la ecuación. •Expresar tanto el Ancho de Banda y Tm tamaño del Archivo en las mismas unidades.

PROBLEMA: Cual lleva menos tiempo el de transmitir el contenido de un Disquete (1.44MB) lleno de datos a través de una conexión Ethernet 10BaseT , o enviar el contenido de un disco duro de 10GB lleno de datos a través de una línea OC-3.

PROBLEMA: Cual lleva menos tiempo el de transmitir el contenido de un Video (75MB) lleno de datos a través de una conexión T1, o enviar el contenido de un Archivo de 80Mb lleno de datos a través de una conexión IDSN.

PROBLEMA: Cual lleva menos tiempo el de transmitir el contenido de una Música en mp3 (4MB) lleno de datos a través de una conexión de Fibra Óptica 1000BASESX , o que un servidor envíe un Archivo de 50MB a través de una conexión de E3.

PROBLEMA: Cual lleva menos tiempo el de transmitir el contenido de un Archivo (5MB) lleno de datos a través de una conexión de MODEM , o que un servidor envíe un Archivo de 10MB a través de una conexión de 100Basefx en fibra óptica multimodo.

• El Ancho de Banda Analógica se mide en Función de la cantidad de espectro magnético que ocupa una Señal.

•La unidad de medida es el Hercio (Hz), o ciclos por segundo. •Para expresar el Ancho de Banda Analógico se da en múltiplos de mil como: •KHz Kilo Hercio. •MHz Mega Hercio. •GHz Giga Hercio. • Como ejemplo podemos mencionar: •Teléfonos Inalámbricos. •Frecuencias de Redes Wireless 2.4Ghz, 5.4Ghz. •Transmisión VSAT

• En una señalización Digital toda información se envía como Bits. •Toda Información se envía en forma de Bits, ya sea Voz, Video, Datos, todos se convierten en formas de Corrientes de Bits al ser preparados para su transmisión a través de medios digitales.

Para expresar el Ancho de Banda Digital se da en múltiplos de mil como: • Kbps Kilo bits por segundos • Mbps Mega bits por segundos •Gbps Giga bits por segundos

Concepto.- entendemos como distorsión aquel evento que cambia o deforma las señales Eléctricas, Radio, Onda de Luz, en los medios de transmisión con referencia a la Señal que fue transmitida.

Algunos eventos que forman parte de la Distorsión:

- Ruido. - Diafonía. - Atenuación.

Ruido.- en el mundo de las comunicaciones el Ruido viene hacer una señal indeseable. El ruido puede venir de fuentes naturales y tecnológicas, las cuales se agregan a las señales de Datos en los sistemas de Comunicación. Todos los Sistemas de Comunicación tienen una cierta cantidad de Ruido. Aunque es imposible eliminar el Ruido, se puede minimizar sus efectos si se comprenden los orígenes del Ruido. Ejemplo, se pueden instalar Filtros, que descarten ciertas frecuencias que ocasionan Ruido.

• Algunas Fuentes de Ruido: •Cables cercanos que transportan señales de Datos. •Interferencia de Radio Frecuencias “RFI”, que viene hacer el Ruido de otras señal que se están transmitiendo en las proximidades. •Interferencia Electromagnéticas: “EMI” , que provienen de fuentes cercanas. •Ruido de Láser en la transmisión o recepción de una señal óptica.

•Realizar malos conectores, que no cumplan con las normas o estándares

El ruido afecta directamente a la degradación de la Señal que se transmite por el medio de Comunicación.

MEDIO DE COMUNICACIÓN

Para controlar el ruido se realizan varias técnicas en: - Transmisor. - Medio de Comunicación. - Receptor.

El ruido en el tiempo, se caracteriza por la deformación de la señal transmitida conforme las distancias se alargan. El Ruido puede ocasionar que las corrientes de Bits, con respecto a la señal se deformen de tal modo que un “1” se transforme en un “0”

El ruido consiste en cualquier energía eléctrica en el cable de transmisión que dificulte que un Receptor interprete los datos enviados por el Transmisor.

En la Actualidad, la certificación de un cable: TIA / EIA 568-A Exige que se hagan Pruebas de varios tipos de ruido.

Concepto.- entendemos que la ATENUACIÓN, es la disminución de la Amplitud de una señal sobre la extensión de un Enlace.

• Algunos factores que contribuyen a la Atenuación: •La Resistencia del Cable de Cobre que se convierte en calor a parte de la energía eléctrica de la señal.

•La señal también pierde energía cuando se filtra por el aislamiento del Cable . •Realización de conectores “Defectuosos” que dan como resultado un desacople de Impedancias.

La Atenuación se expresa en : Decibelios: dB. dB: mide la pérdida o ganancia de la potencia de una onda. Los decibelios pueden ser valores:

Negativos: lo cual representaría una pérdida de potencia a medida que la onda viaja Positivos: para representar una ganancia en potencia si la señal es amplificada.

El decibelio se relaciona con los exponentes y logaritmos . Hay dos fórmulas para calcular los decibelios, la primera que mencionaremos es:

dB = 10 log10 (Pfinal / Pref) Las variables representan los siguientes valores Log10: implica que el número entre paréntesis se transformará usando la regla del logaritmo en base 10 Pfinal: es la potencia suministrada, medida en vatios Pref: es la potencia original, medida en vatios Esta formula describe los decibelios en función de la Potencia (P)

La segunda formula describe los decibelios en función del Voltaje (V) :

dB = 20 log10 (Vfinal / Vref)

Las variables representan los siguientes valores Log10: implica que el número entre paréntesis se transformará usando la regla del logaritmo en base 10. Vfinal: es la voltaje suministrado, medida en voltios. Vref: es el voltaje original, medida en voltios.

Las Fórmula que describe los Decibelios en función de la Potencia (P), se da en medios de: - Fibra Óptica, en potencias de medidas de Ondas de Luz. - Ondas de Radio, en potencias de medidas de Radio Frecuencias

La Fórmula que describe los Decibelios en función de Voltaje (V), se da en medios de cables de cobre: - Las ondas Electromagnéticas en los cables de cobre se miden en Voltajes.

Si la pérdida total de un enlace de fibra óptica es de 84dB y la potencia De la fuente del láser original (Pref) es un milivatio (1x10-3 Vatios) ¿ Cuánta potencia, se tiene en el Receptor ? 1x10-3 Vatios Tx

-84dB Rx

Si se miden dos microvoltios (2x10-6 Voltios) en el extremo de un cable y el voltaje fuente es de un voltio. ¿Cuál es la pérdida o ganancia en decibelios? ¿Este valor es positivo o negativo? ¿ Este valor representa una ganancia o una pérdida en Voltaje?

1 Voltio

2x10-6 Voltios

Concepto.- la impedancia, son las características : -Resistencia. -Inductancia. -Capacitancia. Que presentan los diversos cables, entre ellos podemos mencionar cables coaxiales, cables Utp, cables eléctricos. Entre las diversas configuraciones de impedancia podemos mencionar : -Modo Estrella -Modo Delta.

CONFIGURACIÓN ESTRELLA L

C

R

Donde: L: inductancia. C: capacitancia. R: Resistencia.

CONFIGURACIÓN DELTA R

C

Donde: L: inductancia. C: capacitancia. R: Resistencia.

L

Unidad de Medida de la Impedancia Según las configuraciones o modos de impedancias tenemos valores como Inductancia, Capacitancia, Resistencia. De donde las Inductancia, Capacitancia, se encuentran en el mundo de los complejos, mientras que la Resistencia se encuentra en el mundo de los números naturales.

Por esta razón la unidad de la Impedancia es : Z = Impedancia. Generalmente, se da la impedancia en valores de la Resistencia, por que los demás valores como Inductancia y Capacitancías son tan bajos que no se les consideran. En cableados Eléctricos de Alta Tensión la Impedancia es un valor muy Determinante en los cálculos de elegir el tipo de cable de Alta Tensión a utilizar.

DESACOPLE DE IMPEDANCIAS El desacople de Impedancias ocurre cuando hay discontinuidad de Impedancias.

Esta discontinuidad de impedancias provoca atenuación por que una porción de la señal transmitida se volverá a reflejar en el dispositivo transmisor en lugar de seguir su camino al receptor, como si fuera eco.

Desacople de Impedancias

Desacople de Impedancias

Tx

Rx

Esta discontinuidad de impedancias provoca atenuación por que una porción de la señal transmitida se volverá a reflejar en el dispositivo transmisor en lugar de seguir su camino al receptor, como si fuera eco.

Desacople de Impedancias

Desacople de Impedancias

Tx

Rx

La discontinuidad de Impedancia, hace que un porcentaje de la SEÑAL siga su camino y otro porcentaje se refleje al transmisor.

Desacople de Impedancias

Desacople de Impedancias

Tx

Rx

Podemos hacer una analogía, en cada desacople de Impedancias estas actúan como Espejos que reflejan parte de la señal Eléctrica hacia la fuente y otra pasa hacia el Receptor.

Desacople de Impedancias

Desacople de Impedancias

Tx

Rx

Este desacople de Impedancias, ocasiona lo siguiente: -No se produzca la Máxima Transmisión de Potencia. -Las Ondas Eléctricas que se reflejan hacia el Transmisor ocasionan que este se deteriore con el tiempo y se convierta en un equipo inoperativo.

Este efecto se complica cuando ocurre múltiples discontinuidades que hacen que porciones adicionales de la señal restante se vuelvan a reflejar en el transmisor.

Esto termina afectando al Transmisor y volviéndolo En un equipo Inoperativo.

La diafonía existe desde la llegada del Telégrafo Eléctrico, el de escuchar las conversaciones de un hilo a otro.

Concepto.- La diafonía es la transmisión de señales de un hilo a otro Circundante. Cuando se cambia el voltaje de un hilo, se genera energía Electromagnética, el hilo transmisor irradia esta energía como una Señal de radio de un transmisor. Los hilos adyacentes del cable funcionan como antenas que reciben La energía transmitida, lo que interfiere con los datos transmitidos En esos hilos.

El hilo conductor funciona como una Fuente de energía

Cuando se cambia el voltaje de un hilo, se genera energía Electromagnética, el hilo transmisor irradia esta energía como una Señal de radio de un transmisor.

El hilo conductor funciona como una Fuente de energía

Los hilos adyacentes del cable funcionan como antenas que reciben La energía transmitida, lo que interfiere con los datos transmitidos En esos hilos.

El hilo conductor funciona como una Fuente de energía

Ocurre que en hilo receptor de la señal electromagnética, la combinación de unos (5v) y ceros(0V) se vean afectados y se de Una incrementación de voltajes.

Cuando la diafonía es provocada por una señal de otro cable. Se conoce como:

- Acoplamiento de Diafonía.

Tener en Cuenta La Diafonía es más destructiva a frecuencias de Transmisión elevadas.

Algunas Soluciones: • Los cables de Par Trenzado están diseñados para aprovechar los efectos de la Diafonía, para minimizar el Ruido.

•En los cables de Par Trenzado, se utiliza un par de hilos para transmitir la señal, el par de hilos está trenzado de tal modo que cada hilo experimenta una Diafonía similar. •Como la señal de ruido en un hilo aparecerá en forma idéntica en el otro hilo, es fácil detectar este ruido y filtrarlo en el receptor.

Algunas Soluciones: • El de Trenzar un par de hilos en un cable. Contribuye además a reducir la diafonía en las señales de datos o de ruido prevenientes de un par de hilos adyacentes.

El cable UTP, es un tipo de cable que los hilos internos se trenzan para reducir el efecto de Distorsión – Diafonía

Par Trenzado

Chaqueta de PVC

Cable UTP

Transmisor

Receptor

Vamos a representar un par de hilos del cable UTP, enlazando un Transmisor y un Receptor.

Transmisor Sabemos que transmitimos señales eléctricas de 5V y 0V.

Receptor

Vamos a representar un par de hilos del cable UTP.

+2.5V -2.5V

Transmisor La señal de 5V,a través de un transformador de núcleo central, nos da a su salida: +2.5V -2.5V

Receptor La señal de en el transformador central es de: +2.5V -2.5V

•Podemos observar que tanto en el Transmisor como en el Receptor se conserva una diferencial de potencial de 5V.

+2.5V -2.5V

Si tenemos un EMI, de 10v, este afecta a cada uno de los hilos del par de UTP.

EMI o RFI 10v

+12.5V 7.5V

Vamos a observar que la diferencial entre los pares de hilos se conserva que es 5V, esto se denomina el Efecto de Cancelación en los cables UTP,

En medios como la Fibra Óptica, las interferencias como EMI, Diafonía por señales eléctricas no van afectar el paso de la luz por el cable de fibra óptica. EMI o RFI 10v

La Señal de Luz sigue su camino alrededor de la fibra óptica.

Concepto.- modulación es la forma de modular o convertir la señal para que pueda ser transportada a través de los medios de Comunicación. Entre los tipos de modulación tenemos: - Modulación Banda Base. - Modulación Banda Ancha.

La Modulación Banda Base, es el tipo de modulación que para su transmisión utiliza Todo el canal de Comunicación, sin ser modulada. La Modulación Banda Base, para ser transmitida debe ser codificada, a través de los “Códigos de Línea”.

Señal Banda Base

Señal Banda Base, con código De Línea incluido

Telégrafo de Morse

Transmisor

Receptor

Por un solo canal, que seria la red de Telégrafo se transmitía el Mensaje

La Modulación Banda Ancha, es aquella modulación que antes de ser transmitida La Señal Portadora debe ser modula por la información a transmitir.

La Modulación Banda Ancha es la que se utiliza para poder Transmitir Varias informaciones en un solo Canal de Comunicación.

Portadora Modulada por Amplitud

Radio 3 Señal Moduladora ( Mensaje )

Radio 2

Radio 1 Portadora de Tx

Un ejemplo bueno es la Nueva Televisión por VSAT, aquí se usa Un solo canal de comunicación Para poder transportar diversas Señales ó Canales

Estación Terrena DirecTV

 La Codificación, es la forma de modelar los Bits a través de los métodos de los Códigos de Líneas.  Los Códigos de Línea, son diversos, los cuales nos proporcionan la capacidad de representación de los Bits, para que sean transmitidos a través de los Medios de Comunicación.  El propósito de los Códigos de Línea, es evitar la Distorsión de los Bits enviados por el transmisor para que el Receptor puedan Decodificarlos.

 Los códigos de Líneas fueron diseñados para dar un Modelamiento a los Bits.  Este tipo de Modelamiento de los Bits denominado Códigos de Líneas, fue diseñado para poder evitar La Distorsión en forma de Ruido o “EMI”, con el propósito de que el receptor pueda decodificar la señal enviada por el Transmisor.

La codificación de la línea describe de qué manera los bits se transforman en señal (binaria ) en el cable o medio de comunicación. •La Codificación en Línea, se realiza en la tarjeta de red NIC, en entornos LAN. - Recordar que los Códigos de Línea se realizan en la Capa 2 o Enlace de Datos del Modelo de Referencia OSI.

• En la Tarjeta de RED o NIC es donde se trabaja los Códigos de Línea para ser transmitidos por un medio de Comunicación.

MEDIO DE COMUNICACIÓN

Data

MEDIO DE COMUNICACIÓN

Codificamos los Bits, a través de los Códigos de Línea

Data

Los Códigos de Líneas, son utilizados de acuerdo a las tecnologías a Implementar. Como tecnologías debemos comprender: - Ethernet - Fast ethernet - Gigabit – Ethernet - Fibra Óptica. Entonces podemos decir, que cada tecnología tiene sus respectivos códigos de líneas.

Tecnología

Código de Línea

Ethernet ( en medio de UTP )

Manchester

Fast Ethernet (en medio de UTP)

4B / 5B + MTL-3

Gigabit Ethernet (en medio de UTP) 8B / 10B + PAM 5 Fibra Óptica

NRZ

El Código de Línea Manchester, es utilizado para las tecnologías LAN Ethernet de 10Mbps.

Como Funciona :

El 0, se representa en La transición hacia ABAJO

El 1, se representa en La transición hacia ARRIBA

Debemos comprender, que la transición se produce en medio de Periodo del Bit que puede se 0 o 1 lógico.

La transición esta en medio Del periodo del Bit

El 0, se representa en La transición hacia ABAJO

El Código de Línea NRZ llamado Código No Retorno a Cero, este Código es utilizado en medios como la Fibra Óptica, en Aplicaciones de tecnologías como: - Fast Ethernet con Fibra Óptica. - Gigabit Ethernet con Fibra Óptica.

• Como Funciona el Código Retorno a Cero NRZ:

Siempre tener en cuenta la transición esta en medio Del periodo del Bit

El 1, se representa en La transición hacia Arriba

El siguiente 1, se representa Con la Transición hacia Abajo

• Como Funciona el Código Retorno a Cero NRZ:

El 0, no tiene transición pero Conserva el nivel anterior a el

Explique en el dibujo, que efecto se tiene ?

Que efecto se ve, comente el dibujo ??

El telefono y el CD ejemplos de que son ?

Modelo OSI

Modelo TCP/IP

A

De que tipo de RED encontramos , identificar sus partes?

•EXPLIQUE EN QUE CONSISTE ?

A

DE QUE ESTAMOS HABLANDO ?

B

QUE TIPO DE COMUNICACIÓN ES, A QUE NOS ESTAMOS REFIRIENDO ?

Si cada cuadrado representa : 1V/1S, PREGUNTA: Cuanto es la AMPLITUD :

Cuanto es el PERIODO: Cuanto es la Frecuencia:

Vamos a considerar que cada cuadrado tiene 10dBm / 100Khz Cuanto es la Potencia de la Señal Cuanto es el Ancho de Banda

La multiplexión es una técnica importante para extender el ancho de banda de un sistema de transmisión como: - la fibra óptica. - Microondas. - Satélite. La multiplexión (MUX) es un proceso en el cual los canales de datos múltiples se combinan en datos simples o en un canal físico en la fuente.

La demultiplexión (DEMUX) es el proceso de separación de canales de datos multiplexados en el destino.

Un ejemplo de multiplexión es cuando los datos de aplicaciones múltiples se multiplexan en un paquete de datos simples.

Otro ejemplo de multiplexión es cuando los datos de dispositivos múltiples se multiplexan en un canal físico simple (utilizando un dispositivo llamado multiplexor)

Multiplexión con división de tiempo (TDM) En TDM, la información de cada canal de datos se asigna a un ancho de banda sobre la base de intervalos de tiempo, sin importar si hay datos para transmitir. Selector temporizado, en tiempo

Multiplexión con división de frecuencia (FDM) En FDM, la información de cada canal de datos se asigna al ancho de banda en la señal de frecuencia del tráfico. Selector en Frecuencia

Multiplexión con división de tiempo asincrónico (ATDM)

En ATDM, la información de los canales de datos se asigna a un ancho de banda según sea necesario, utilizando intervalos de tiempo dinámicamente asignados. Selector temporizado de acuerdo a La demanda del ancho de Banda ch1 ch2 ch3 ch4 Podemos observar que los canales ch1 y ch2 tienen data que transmitir Y los ch3 y ch4 no tienen data que transmitir, el selector solo selecciona los canales que tienen data a transmitir.

Multiplexión con división de tiempo asincrónico (ATDM) En ATDM, la información de los canales de datos se asigna a un ancho de banda según sea necesario, utilizando intervalos de tiempo dinámicamente asignados. Selector temporizado de acuerdo a La demanda del ancho de Banda ch1 ch2 ch3 ch4 Podemos observar que los canales ch3 y ch4 tienen data que transmitir Y los ch1 y ch2 no tienen data que transmitir, el selector solo selecciona los canales que tienen data a transmitir.

Multiplexión de división de longitud de banda densa (DWDM) DWDM es una forma de multiplexión desarrollada para ser utilizada con la fibra óptica. Aquí, la información de cada canal de datos se asigna al ancho de banda sobre la base de la señal de frecuencia del tráfico.

Multiplexión de división de longitud de banda densa (DWDM) debido a que los sistemas de DWDM envían señales de luz de varias fuentes a través de una sola fibra, deben incluir algunos medios para combinar las señales entrantes. Esto se realiza con un multiplexor, que toma longitudes de banda óptica de fibras múltiples y convergen en un sólo haz. En el extremo receptor, el sistema debe poder separar los componentes de la luz para poder detectarlos en forma discreta.

Multiplexión de división de longitud de banda densa (DWDM)

0

-1

-

-

2

3

Los multiplexores y los demultiplexores pueden ser de diseño pasivo o activo. Los diseños pasivos se basan en prismas, rejillas de difracción o filtros, mientras que los diseños activos combinan dispositivos pasivos con filtros sintonizables. El desafío principal en estos dispositivos es minimizar la diafonía y maximizar la separación de canales.

La diafonía es una interferencia electromagnética creada desde cables de señal cercanos, mientras que la separación de canales se refiere a la capacidad de distinguir cada longitud de onda, frecuencia, tiempo.

En un sistema unidireccional , hay un multiplexor en el extremo de envío y un demultiplexor en el extremo receptor. Por lo tanto, cada extremo requiere dos dispositivos y se necesitarían dos fibras distintas.

En un sistema bidireccional , hay un dispositivo combinado de multiplexor/demultiplexor en cada extremo y la comunicación se realiza en una sola fibra, con diferentes longitudes de onda para cada dirección.

Ing. José Carlos Távara Carbajal

Medios de Transmisión Definición : Por medio de transmisión, se entiende al material físico cuyas propiedades de tipo electrónico, mecánico, óptico, Espectro Electromagnético o de cualquier otro tipo. se emplean para facilitar el transporte de información entre terminales distantes geográficamente. Los medios de Transmisión se clasifican en dos grandes grupos: - Medios Guiados - Medios no Guiados

Medios de Transmisión Guiados

No Guiad

Par Trenzado Cable Coaxial Fibra Óptica

O

MEDIOS DE TRANSMISION GUIADOS • Las ondas son conducidas (guiadas) a través de un camino físico (se confinan en un medio sólido) • Medios guiados: • Cable Coaxial • Par trenzado • Fibra óptica

El Cable Coaxial, fue el primer tipo de cable que se utilizó como solución para interconectar una red en base Ethernet. Desde se inicio, se tubo diferentes tipos de Cable Coaxial, en sus versiones de:

- Cable Coaxial Grueso. - Cable Coaxial Delgado. El cable coaxial consta de un conductor de cobre céntrico, que tiene alrededor una malla de cobre que seria considerado la parte negativa o tierra de este circuito.

• El cable coaxial consiste de un núcleo sólido de cobre rodeado por un aislante, una combinación de blindaje y alambre de tierra y alguna otra cubierta protectora.

• Aplicaciones:

• Televisión, redes de área local. • Características: • Mayores frecuencias y velocidades de transmisión que el par trenzado • Menos susceptible que el par trenzado a interferencias Electromagnéticas (EMI) y a Diafonía

• Limitaciones: • Atenuación, ruido térmico y ruido de intermodulación

Ticknet o 10BASE 5, fue creado en 1980, es importante por que fue el Primer medio que se utilizó para Ethernet. Ethernet 10BASE 5, utiliza como medio de comunicación o como Medio Físico Cable Coaxial Grueso. Ethernet 10BASE 5, utiliza como Código de Línea la Codificación Manchester.

Ventajas • Unas de las ventajas con que contaba 10BASE 5, fue su longitud de conectividad sin repetidores.

•Podríamos tener longitudes de 500mts sin repetidores. Desventajas • En una Configuración de 10BASE 5, los componentes para realizar esta red son difíciles de encontrar en la Actualidad. • En su topología Física, es sensible a las Reflexiones de la Señal Dentro del cable Coaxial. • En instalaciones Nuevas no son Recomendables.

• Cable Coaxial Grueso : Thicknet Cable estándar Ethernet, de tipo especial conforme a las normas IEEE 802.3, Ethernet 10 base5. Se denomina también cable coaxial “grueso” (RG-8), Velocidad de 10Mbps. Longitud máxima de 500 Mts. con una impedancia de 50 ohmios. El conector que utiliza es del tipo “N”.

Conector Tipo N

Cableado con cable coaxial grueso Thicknet

Thinnet o 10BASE 2, fue creado en 1982, es conocido como la Tecnología de Cable Coaxial Delgado. Ethernet 10BASE 2, utiliza como medio de comunicación o como Medio Físico Cable Coaxial Delgado, que es mas flexible, y tiene Mayor maniobrabilidad que el cable grueso.

Ethernet 10BASE 2, utiliza como Código de Línea la Codificación Manchester.

Ventajas • Unas de las ventajas con que contaba 10BASE 2, con respecto a 10BASE 5, era que se utilizaba un cable coaxial Delgado el cual nos proporcionaba mayor maniobrabilidad a la hora de realizar las instalaciones.

•Podríamos tener longitudes de 185mts sin repetidores. Desventajas • En una Configuración de 10BASE 2, los componentes para realizar esta red son difíciles de encontrar en la Actualidad. • En su topología Física, es sensible a las Reflexiones de la Señal Dentro del cable Coaxial.

• En instalaciones Nuevas no son Recomendables.

Cable Coaxial Fino : Thinnet Cable coaxial delgado, Ethernet 10Base2, RG-58, Velocidad de 10Mbps, Longitud máxima de 185 Mts. y una impedancia de 50 ohmios. El conector utilizado es del tipo “ BNC ”.

chaqueta

malla

Hilo VIVO

Terminación del Cable Coaxial

Conectores BNC • Usados con cable coaxial delgado. • Hay varios tipos de conectores: • El terminador Malla conductora BNC, • La unión BNC, • El conector T BNC y El conector BNC. Aislante

Hilo conductor

Conector de TIPO BNC

Conector Tipo T

Cableado con cable coaxial delgado

Malla conductora Hilo conductor

Aislante

Ing. José Carlos Távara Carbajal

El aislamiento se utiliza como un material de alta resistencia. Se utiliza como revestimiento del conductor para resistir el flujo de corriente entre los conductores del cable. A veces, se lo menciona como la parte dieléctrica del cable. Existen varios tipos de materiales utilizados para aislamiento, cada uno con sus ventajas y desventajas. El tipo de aislamiento utilizado depende de la aplicación que se le dará al cable.

Existen varias categorías principales de aislantes.

MEDIOS DE TRANSMISION GUIADOS Pares Trenzados Consiste en dos alambres de cobre o a veces de aluminio, aislados con un grosor de 1 mm. aproximado. 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 pares trenzados.

• El cable de par trenzado no blindado (UTP) se utiliza en varias redes. • Puede traer distintas cantidades de pares dentro de la envoltura, pero lo más común es que haya cuatro pares, como en las Categorías 3, 5e y 6.

• Este tipo de cable cuenta sólo con el efecto de cancelación, producido por los pares de alambres trenzados, para limitar la degradación de la señal causada por la interferencia electromagnética (EMI) y la interferencia de radiofrecuencia (RFI).

• los alambres del UTP son bastante delgados, regularmente son de medida de 22-24 AWG . • En UTP las categorías mas utilizadas son las Categoría 5e y 6. • Otra categoría común de cables UTP es la Categoría 3, que se utilizaba bastante en el cableado telefónico.

Pares Trenzados Consiste en dos alambres de cobre o a veces de aluminio, aislados con un grosor de 1 mm. aproximado. Trenzados.

Los pares trenzados se agrupan bajo una cubierta común de PVC (Policloruro de Vinilo) en cables multipares de pares trenzados.

Los alambres se trenzan con el propósito de reducir la interferencia eléctrica de pares similares cercanos.

Par trenzado no Blindado • Sensible a interferencias. • Consta de 4 pares de cobre. • Impedancia de 100 Ohmios • Distancia máximo de hasta 100 mts. • Empleo de conectores RJ 45

Chaqueta de PVC

Par Trenzado

• Existen entornos eléctricos en que las interferencias EMI y RFI son tan intensas que se necesita un blindaje para que la comunicación sea posible.

• Una forma costosa de proporcionar este blindaje es enrutar el cableado por medio de pequeños tubos, denominados conductos, y luego conectarlos a tierra (para asegurarse de que todo campo desviado captado por los conductos pase a tierra y no produzca interferencias en los cables de datos). • Sin embargo, los conductos son caros y resulta difícil trabajar con ellos.

Es mejor utilizar cables que tienen su propio apantallamiento cuando se requiere blindaje adicional. El cable de par trenzado blindado (STP) es básicamente un UTP con una capa de apantallamiento, que brinda a los alambres mayor protección contra interferencias externas.

Los pares individuales ScTP están recubiertos por un blindaje, además de otro que envuelve a los cuatro juntos. El ScTP goza de gran aceptación en Europa, donde la cantidad de estructuras históricas no permite a los instaladores colocar varillas de conexión a tierra con facilidad.

Par ScTP

• FTP: Foiled Twisted Pair. • Par trenzado encintado. • Recubrimiento metálico que protege el conjunto de pares del cable. • Utilizado cuando existen interferencias electromagnéticas. • Formado por 4 pares.

• Distancias de hasta 100 m. • Empleo de conectores RJ 45.

Blindaje Trenzado

Blindaje de Papel Metálico

Pares Trenzados

Estos dos estándares se basan en la ubicación de los Pares Trenzados en el Jack – Registrer.

Conector UTP-RJ45: El estándar para los cables UTP es el RJ45, se trata de un conector de Plástico similar al conector del cable de teléfono (RJ11), creado para la Industria de telefonía.

La realización de conectores es Importante por que nos Conllevarían a tener menos pérdidas ya sea por Reflexión De la señal eléctrica, y la diafonía entre los Pares Trenzados.

Conector mal Elaborado Ocasionara mayores pérdidas Por diafonía y Reflexión.

Conector bien Elaborado, No tendremos perdidas por Diafonía y Reflexión.

• 10BASE T, fue introducido al mercado en 1990, utiliza como medio de transmisión Cable de Cobre (UTP) de Par Trenzado no Blindado de Categoría 3 y en comparación con los Cables Coaxiales son de menos Costos y mejor maniobrabilidad. • Las primeras implementaciones de 10BASE T, se realizo a través a la conectividad de un dispositivo Central “HUB”, el cual brindaba Conectividad a los dispositivos. • 10BASE T, también usa Como Código de Línea la Codificación Manchester.

Ventajas • 10BASE T, tenía la ventaja de usar como medio de transporte al cable UTP, que brinda mejor maniobrabilidad.

• 10BASE T, puede tener las características de Half-duplex y de Full-duplex. •Es recomendable en instalaciones nuevas. Desventajas •Una de las desventajas con respecto a los medio Coaxiales es que su máxima longitud es de 100mts. • En un medio como UTP, se va a dar DIAFONIA y EMI, los cuales interfieren y agregan ruido al Cable UTP.

10Base Tx

Half Duplex

10Mbps

10Base Tx

Full Duplex

20Mbps

 Ethernet de 100Mbps también se le conoce como FAST ETHERNET ( ETHERNET RÁPIDA) . Las dos Tecnologías de FAST ETHERNET que ha tenido Relevancia o que han logrado quedarse son: - 100BASE TX, que utiliza como medio UTP - 100BASE FX, que utiliza como medio Fibra Óptica

• 100BASE T, fue introducido al mercado en 1995, utiliza como medio de transmisión Cable de Cobre (UTP) de Par Trenzado de Categoría 5e. • 1997, Ethernet se expandió para incluir Capacidad de Full Duplex.

• Cada vez los SWITCHEs reemplazaban a los HUBs. • Los SWITCHEs tenían la capacidad de transmitir en Full Duplex y Maneja mas rápidamente las Tramas.

• 100Base Tx, usa como Códigos de Línea : 4B / 5B + MTL-3

100Base Tx

Half Duplex

100Mbps

100Base Tx

Full Duplex

200Mbps

• Cuando se introdujo Fast Ethernet a través de UTP, también se quería una versión en Fibra Óptica.

• Estas versiones de Fibra Óptica, fueron diseñadas para Soluciones de Backbone ( Conexión entre Edificios ) donde la Instalación de Cableado UTP no es recomendado por motivos de Ruido y EMI. • 100Base Fx , utiliza como Código de Línea NRZ (no Retorno a Cero). • En 100Base Fx podemos encontrar conectores de Fibra Óptica como ST o SC.

UNIVERSITY

Backbone, es el medio Físico UTP o Fibra Óptica, que nos Sirve para interconectar edificios o campús, Además el Backbone debe tener la capacidad de manejar o Transportar un gran Ancho de Banda.

El Código de Línea NRZ llamado Código No Retorno a Cero, este Código es utilizado en medios como la Fibra Óptica, en Aplicaciones de tecnologías como: - Fast Ethernet con Fibra Óptica. - Gigabit Ethernet con Fibra Óptica.

• Como Funciona el Código Retorno a Cero NRZ:

Siempre tener en cuenta la transición esta en medio Del periodo del Bit

El 1, se representa en La transición hacia Arriba

El siguiente 1, se representa Con la Transición hacia Abajo

• Como Funciona el Código Retorno a Cero NRZ:

El 0, no tiene transición pero Conserva el nivel anterior a el

•En Fibra Óptica, el tipo de Transmisión es de Full Duplex , por que se Tiene dos Hilos, uno para Tx de Data y el otro para Rx de Data .

Entonces fácilmente podemos llegar a velocidades de 200Mbps.

Conector ST

Conector ST Conector SC

 Ethernet de 1000Mbps también se le conoce como GIGABIT ETHERNET. Se da en medios de Transmisión de Cobre UTP o de Fibra Óptica.

1000Base-T especificación IEEE 802.3ab 1000Base-X especificación IEEE 802.3z (conexión Full Duplex)

• Primero el Estándar para 1000Base-T es IEEE 802.3ab. • 1000Base-T, proporciono mayor desempeño entre Edificios.

a los Backbone

•1000Base-T, trabaja con medios de Transmisión en UTP a partir de Cat 5e y Cat 6

• Unas de las características de 1000Base-T, Interoperable con 10Base-T y 100Base-Tx

es

que

es

• Primero se debe considerar que deben trabajar los 4 Pares del Cable UTP. • Un Par de Cable UTP, a partir de Cat 5e, trabaja a 125Mbps, para Que se pueda manejar 250Mbps por cada Par se debe realizar un Arreglo de Circuitería que permita la Transmisión Full Duplex. • En el lado del Transmisor se debe dividir las Tramas y reensambladas en el Receptor. Esto no da una Transmisión en Paralelo del Transmisor al Receptor. Pero no olvidar que en los pares la transmisión es serial.

Arreglo de Circuiteria para tener una comunicación Full Duplex en cada Par del UTP, para poder obtener una Velocidad de 250Mbps.

Si consideramos que por los Arreglos de circuitería se tiene Una Transmisión de 250Mbps por cada par, en total con los Cuatro Pares de UTP se obtendrá 1Gps.

Data

Fuente

Destino

Consideramos que se Divide la Data para ser transmitida

Data

1

2

Fuente

3

4

Destino

Data

Cada uno de los Frame de la Data dividida se colocan sobre cada uno de los Pares del Cable UTP. 1

2

3

Fuente

Destino 4

Se debe considerar que la transmisión por cada Par de Hilos de Cobre es en forma Serial.

Data

Se debe considerar que la transmisión de la Fuente al Destino se realizo de forma Paralelo.

1

2

3

Fuente

Destino 4

 El código de Línea, se utiliza en GigaBit ETHERNET para poder corregir errores, sincronizar, uso eficiente del Ancho de Banda y mejorase en Relación Señal / Ruido. En 1000Base T, se aplica dos técnicas para la Codificación de Línea: Codificación de Línea 8B / 10B

Codificación PAM5

• Primero el Estándar para 1000Base-X es IEEE 802.3z • 1000Base-X, es el estándar preferido por la IEEE 802.3 como medio de transmisión para los Backbone entre Edificios. •1000Base-X, trabaja con medios de Transmisión de Fibra Óptica Multimodo y Monomodo.

• 100Base-X se divide en dos normas: - 1000Base – Sx - 1000Base - Lx

1000Base- Sx

1000Base – Lx

•Considerado como Onda corta.

•Considerado como Onda Larga.

•Se da en Fibras Ópticas de tipo Multimodo.

•Se da en Fibras Ópticas de tipo Monomodo.

•Como fuente de Luz tienen los Diodos LED.

•Como fuente utilizan LASER.

•Tienen como Longitud de Onda 850nm.

•Tienen como Longitudes de Onda 1310nm o 1550nm

de

Luz

 El código de Línea, se utiliza en GigaBit ETHERNET para Poder corregir errores, sincronizar, uso eficiente del Ancho de Banda y mejorase en Relación Señal / Ruido. En 1000Base – X, se aplica dos técnicas para la Codificación de Línea:

Codificación de Línea 8B / 10B

Codificación NRZ

• Medios de Transmisión No Guiados (Inalámbricos) •

El medio solo proporciona un soporte para que las ondas se transmitan,

pero no las guía. • Comunicaciones a través del espacio libre por donde se propagan las ondas electromagnéticas. • • • •

- Microondas Terrestres - Microondas por Satélite Wireless LAN ó WLAN - Infrarrojos