FASCÍCULO 2.

DISEÑO DE UN SISTEMA DE RED

Objetivo:    Explicarás los componentes que intervienen en el diseño de un sistema de red, mediante la descripción de su estructura, componentes, medios de transmisión; con la finalidad de identificar su utilidad dentro de las organizaciones

A continuación te presentamos el siguiente esquema, con la finalidad de que observes la relación que guardan cada uno de los temas que estudiaremos en este material:

• TOPOLOGÍAS - bus, estrella, anillo.
• REQUERIMIENTOS DE HARDWARE - estaciones, servidores, tarjetas de red, periféricos, cables.
• MEDIOS DE TRANSMISIÓN - coaxial, par trenzado, fibra óptica, inalámbricos. microondas, luz infraroja, señales de radio, vía satélite, cableado, estructurado.
• ARQUITECTURA - ethernet, tokeng ring, arcnet, aple talk.

TOPOLOGÍAS

La topología es una manera de configurar físicamente los equipos (estaciones, impresoras, servidores, etc.) interconectados en una red de área local.

La topología comprende dos aspectos: la topología física y la topología lógica  la primera corresponde a la manera como las estaciones de la red de área local están conectadas por medio de cables y la segunda a la forma como circula la señal entre los componentes físicos. Es decir; esta segunda tiene que ver con los programas que permiten la comunicación entre las terminales o con el servidor.

A continuación revisaremos con mayor detalle la topología de las redes de área local.

a)  Red en bus: Consiste en un simple cable coaxial al cual todas las estaciones están conectadas y una de ellas tiene la función de servidor.

La ventaja de este tipo de redes es que es bastante simple la configuración dando como resultado la implementación de manera muy barata.  Su principal inconveniente es la dificultad de poder localizar una falla en una estación cuando el cable se daña en cualquier punto y pasando esto ninguna terminal puede transmitir información.  La red ethernet es el tipo de red que usa con mayor frecuencia la topología bus.

En la grafica que explicamos a continuación  nos damos cuenta como es la estructura física de una red bus.

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Aquí podemos observar claramente que todas las computadoras están conectadas a un bus lineal, cuando se inicia el bus se debe poner un terminador que cierre el bus.  Tal y como la indica la línea colocada al final y el inicio del bus.

Al terminar de explicar las topologías haremos un cuadro con las ventajas de cada una de ellas.

b)  Topología de árbol: Esta topología es un ejemplo generalizado del esquema de bus. El árbol, tiene su primer nodo en la raíz y se expande para afuera utilizando ramas, en donde se encuentran conectadas las demás terminales.  Esta topología permite que la red se expanda, y al mismo tiempo asegura que nada mas exista una ruta de datos (data path) entre 2 terminales cualesquiera.

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La estructura tipo árbol es similar a un árbol genealógico el lugar donde se une una terminal con otra se llama nodo de tal manera que para llegar de la raíz a una terminal hija debes de seguir la ruta adecuada.

c)   Configuración de estrella: En este esquema,  todas las estaciones están conectadas por un cable a un módulo central (central hub), y como es una conexión de punto a punto, necesita un cable desde cada Pc al módulo central.  Una ventaja de usar una red de estrella en que ningún punto  de falla, y la red se puede manejar de manera eficiente.  Un problema que sí puede surgir, es cuando a un módulo le ocurre un error, y  entonces todas las estaciones se ven afectadas.  La  otra ventaja es que es fácil agregar una estación de trabajo más, puesto que solo habrá que establecer el enlace entre el nodo central (hub) y la nueva estación sin perturbar el funcionamiento de la red.

A continuación presentamos un gráfico para representar esta topología.

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Esta topología se llama estrella por la forma física y en la actualidad es la más utilizada por su facilidad de instalación. 

d)  Configuración de anillo: En esta configuración, todas las estaciones repiten la misma señal que fue mandada por la  terminal transmisora, lo hacen en un solo sentido en la red.  El mensaje se trasmite de terminal a terminal y se repite, bit por bit, por el repetidor que se encuentra conectado al controlador de red en cada terminal.  Una desventaja con esta topología es que si algún repetidor falla, podría hacer que  toda la red se caiga, aunque el controlador puede sacar el repetidor defectuoso de la red, así  evitando  algún desastre.  Un buen ejemplo de este tipo de topología es el de anillo de señal, que  pasa una señal, o toquen a las terminales en la red.  Si la terminal quiere transmitir alguna información pide el token, o la señal, y hasta que la tiene, puede transmitir.  Si la terminal no está  utilizando el token, la pasa a la siguiente terminal que sigue en el anillo y sigue circulando hasta que alguna terminal pide permiso para transmitir.

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Esta topología es similar a la estrella pero la diferencia esta representada con las flechas, indica que la señal se transmite en forma de círculo simulando un anillo esta topología utiliza la tecnología token-ring o paso de estafeta viéndolo de otra manera se forma un anillo lógico.

Una vez que ya se definieron las topologías, vamos a ver algunos criterios para elegir el tipo de arquitectura que se requiere para ampliar una red.

REQUERIMIENTOS DE HARDWARE

Para poder instalar una red se necesita servidores, estaciones, medios de transmisión y tarjetas de red en lo que respecta al hardware.  Para la parte lógica se necesitan sistemas operativos, programas de aplicaciones, protocolos etcétera.

Enseguida vamos a explicar cada uno de los componentes físicos necesarios para la implantación de una red de área local:

Servidores  (server).-  Computadora de gran capacidad enlazada a la red de área local y que ofrece uno o varios servicios a los usuarios como almacenamiento de archivos, impresión de documentos, etcétera.  Las otras computadoras clientes de la red se comunican con el programa servidor por medio del software cliente correspondiente. Existen diferentes tipos de servidores entra los cuales sobresalen los siguientes:

• servidor de archivos
• servidor de correo electrónico
• servidor de impresión
• servidor dedicado

Tarjeta de interfaz de red.- Es una tarjeta de circuitos electrónicos instalada en cada estación de trabajo conectada a la red, mediante la cual es factible la comunicación entre las estaciones y estas entre los servidores:

Estación de trabajo.- Es cualquier Pc que tenga conectada una tarjeta de red.  Para  esto debe de cumplir las especificaciones técnicas necesarias, con la finalidad de compartir información siempre y cuando esté conectado el Pc a la red.

Medios de transmisión.- Son la medios por los cuales va a  fluir la información, es decir, la carretera por donde llega la señal de una estación de trabajo a otra. Estos cables pueden ser coaxial, utp, fibra óptica, etc.

 MEDIOS DE TRANSMISIÓN DE UNA RED LOCAL

Se pueden diferenciar dos grupos:

·       Los cables.

·       Los medios inalámbricos.

A continuación caracterizaremos cada uno de estos.

2.3.1   Cables

El cable utilizado para formar una red se denomina a veces medio. Los tres factores que se deben tener en cuenta a la hora de elegir un cable para una red son:

·       Velocidad de transmisión que se quiere conseguir.

·       Distancia máxima entre ordenadores que se van a conectar.

·       Nivel de ruido e interferencias habituales en la zona que se va a instalar la red.

Los cables más utilizados son el par trenzado, el cable coaxial y la fibra óptica.

a) Par trenzado.

Se trata de dos hilos de cobre aislados y trenzados entre sí, y en la mayoría de los casos cubiertos por una malla protectora. Los hilos están trenzados para reducir las interferencias electromagnéticas con respecto a los pares cercanos que se encuentran a su alrededor (dos pares paralelos constituyen una antena simple, en tanto que un par trenzado no).

Se pueden utilizar tanto para transmisión analógica como digital, y su ancho de banda depende de la sección de cobre utilizado y de la distancia que tenga que recorrer.

Se trata del cableado más económico y la mayoría del cableado telefónico es de este tipo. Presenta una velocidad de transmisión que depende del tipo de cable de par trenzado que se esté utilizando. Está dividido en categorías por el EIA/TIA:

·       Categoría 1: Hilo telefónico trenzado de calidad de voz no adecuado para las transmisiones de datos. Velocidad de transmisión inferior a 1 Mbits/seg

·       Categoría 2: Cable de par trenzado sin apantallar. Su velocidad de transmisión es de hasta 4 Mbits/seg.

·       Categoría 3: Velocidad de transmisión de 10 Mbits/seg. Con este tipo de cables se implementa las redes Ethernet 10-Base-T

·       Categoría 4: La velocidad de transmisión llega a 16 bits/seg.

·       Categoría 5: Puede transmitir datos hasta 100 Mbits/seg.

Tiene una longitud máxima limitada y a pesar de los aspectos negativos, es una opción a tener en cuenta debido a que ya se encuentra instalado en muchos edificios como cable telefónico y esto permite utilizarlo sin necesidad de obra. La mayoría de las mangueras de cable de par trenzado contiene más de un par de hilos por lo que es posible encontrar mangueras ya instaladas con algún par de hilos sin utilizarse. Además resulta fácil de combinar con otros tipos de cables para la extensión de redes.

b) Cable coaxial.

Consiste en un núcleo de cobre rodeado por una capa aislante.  A su vez, esta capa está rodeada por una malla metálica que ayuda a bloquear las interferencias; este conjunto de cables está envuelto en una capa protectora.  Le pueden afectar las interferencias externas, por lo que ha de estar apantallado para reducirlas.  Emite señales que pueden detectarse fuera de la red.

Es utilizado generalmente para señales de televisión y para transmisiones de datos a alta velocidad a distancias de varios kilómetros.

La velocidad de transmisión suele ser alta, de hasta 100 Mbits/seg; pero hay que tener en cuenta que a mayor velocidad de transmisión, menor distancia podemos cubrir, ya que el periodo de la señal es menor, y por tanto se atenúa antes.

La nomenclatura de los cables Ethernet tiene 3 partes:

·       La primera indica la velocidad en Mbits/seg.

·       La segunda indica si la transmisión es en Banda Base (BASE) o en Banda Ancha (BROAD).

·       La tercera los metros de segmento multiplicados por 100.

CABLE	CARACTERÍSTICAS
10-BASE-5	Cable coaxial grueso (Ethernet grueso). Velocidad de transmisión: 10 Mb/seg. Segmentos: máximo de 500 metros.
10-BASE-2	Cable coaxial fino (Ethernet fino). Velocidad de transmisión: 10 Mb/seg. Segmentos: máximo de 185 metros.
10-BROAD-36	Cable coaxial Segmentos: máximo de 3600 metros. Velocidad de transmisión: 10 Mb/seg.
100-BASE-X	Fast Ethernet. Velocidad de transmisión: 100 Mb/seg.

c) Cable de fibra óptica.

Una fibra óptica es un medio de transmisión de la luz que consiste básicamente en dos cilindros coaxiales de vidrios transparentes y de diámetros muy pequeños. El cilindro interior se denomina núcleo y el exterior se denomina envoltura, siendo el índice de refracción del núcleo algo mayor que el de la envoltura.

En la superficie de separación entre el núcleo y la envoltura se produce el fenómeno de reflexión total de la luz, al pasar éste de un medio a otro que tiene un índice de refracción más pequeño. Como consecuencia de esta estructura óptica todos los rayos de luz que se reflejan totalmente en dicha superficie se transmiten a lo largo del núcleo de la fibra.

Este conjunto está envuelto por una capa protectora. La velocidad de transmisión es muy alta, 10 Mb/seg siendo en algunas instalaciones especiales de hasta 500 Mb/seg, y no resulta afectado por interferencias.

Los cables de fibra óptica tienen muchas aplicaciones en el campo de las comunicaciones de datos:

·       Conexiones locales entre ordenadores y periféricos o equipos de control y medición.

·       Interconexión de ordenadores y terminales mediante enlaces dedicados de fibra óptica.

·       Enlaces de fibra óptica de larga distancia y gran capacidad.

Los cables de fibra óptica ofrecen muchas ventajas respecto de los cables eléctricos para transmitir datos:

·         Mayor velocidad de transmisión. Las señales recorren los cables de fibra óptica a la velocidad de la luz (c = 3 X 10⁹  m/s), mientras que las señales eléctricas recorren los cables a una velocidad entre el 50 y el 80 por cien de ésta, según el tipo de cable.

·         Mayor capacidad de transmisión. Pueden lograrse velocidades por encima de 1 Gbit/s.

·         Inmunidad total ante interferencias electromagnéticas. La fibra óptica no produce ningún tipo de interferencia electromagnética y no se ve afectada por rayos o por pulsos electromagnéticos nucleares (NEMP) que acompañan a las explosiones nucleares.

·         No existen problemas de retorno de tierra, crosstalk o reflexiones como ocurre en las líneas de transmisión eléctricas.

·         La atenuación aumenta con la distancia más lentamente que en el caso de los cables eléctricos, lo que permite mayores distancias entre repetidores.

·         Se consiguen tasas de error típicas del orden de 1 en 10⁹ frente a las tasas del orden de 1 en 10⁶  que alcanzan los cables coaxiales. Esto permite aumentar la velocidad eficaz de transmisión de datos, reduciendo el número de retransmisiones o la cantidad de información redundante necesaria para detectar  y corregir lo errores de transmisión.

·         No existe riesgo de cortocircuito o daños de origen eléctrico.

·         Los cables de fibra óptica pesas la décima parte que los cables de corte apantallados. Esta es una consideración de importancia en barcos y aviones.

·         Los cables de fibra óptica son generalmente de menor diámetro, más flexibles y más fáciles de instalar que los cables eléctricos.

·         Los cables de fibra óptica son apropiados para utilizar en una amplia gama de temperaturas.

·         Es más difícil realizar escuchas sobre cables de fibra óptica que sobre cables eléctricos. Es necesario cortar la fibra para detectar los datos transmitidos. Las escuchas sobre fibra óptica pueden detectarse fácilmente utilizando un reflecto-metro en el dominio del tiempo o midiendo las pérdidas de señal.

·         Se puede incrementar la capacidad de transmisión de datos añadiendo nuevos canales que utilicen longitudes de onda distintas de las ya empleadas.

·         La fibra óptica presenta una mayor resistencia a los ambientes y líquidos corrosivos que los cables eléctricos.

·         Las materias primas para fabricar vidrio son abundantes y se espera que los costos se reduzcan a un nivel similar al de los cables metálicos.

·         La vida medía operacional y el tiempo medio entre fallos de un cable de fibra óptica son superiores a los de un cable eléctrico.

·         Los costos de instalación y mantenimiento para grandes y medías distancias son menores que los que se derivan de las instalaciones de cables eléctricos.

La mayor desventaja es que no se puede “pinchar” fácilmente este cable para conectar un nuevo nodo a la red.

Las transmisiones de la señal a grandes distancias se encuentran sujetas a atenuación, que consiste en una pérdida de amplitud o intensidad de la señal, lo que limita la longitud del cable. Los segmentos pueden ser de hasta 2000 metros.

Propagación multimodo en una fibra óptica de índice de escala y de índice gradual

2.3.2      Medios inalámbricos

Hoy en día los medios inalámbricos son muy utilizados sobre todo para facilitar la comunicación e información, un ejemplo de esto son los que utiliza la red de telefonía móvil.

a)   Enlaces ópticos al aire libre.

El principio de funcionamiento de un enlace óptico al aire libre es similar al de un enlace de fibra óptica, sin embargo el medio de transmisión no es un polímero o fibra de vidrio sino el aire.

El emisor óptico produce un haz estrecho que se detecta en un censor que puede estar situado a varios kilómetros en la línea de visión. Las aplicaciones típicas para estos enlaces se encuentran en los campus de las universidades, donde las carreteras no permiten tender cables, o entre los edificios de una compañía en una ciudad en la que resulte caro utilizar los cables telefónicos.

Las comunicaciones ópticas al aire libre son una alternativa de gran ancho de banda a los enlaces de fibra óptica o a los cables eléctricos. Las prestaciones de este tipo de enlace pueden verse empobrecidas por la lluvia fuerte o niebla intensa, pero son inmunes a las interferencias eléctricas y no necesitan permiso de las autoridades responsables de las telecomunicaciones.

Las mejoras en los emisores y detectores ópticos han incrementado el rango y el ancho de banda de los enlaces ópticos al aire libre, al tiempo que reducen los costos. Se puede permitir voz o datos sobre estos enlaces a velocidades de hasta 45 Mbits/s.  El límite para comunicaciones fiables se encuentra sobre los dos kilómetros. Para distancias de más de dos kilómetros son preferibles los enlaces de microondas. 

Existen dos efectos atmosféricos importantes a tener en cuenta con los enlaces ópticos al aire libre:

·       La dispersión de la luz que atenúa la señal óptica en proporción al número y al tamaño de las partículas en suspensión en la atmósfera. Las partículas pequeñas, como la niebla, polvo o humo, tienen un efecto que es función de su densidad y de la relación existente entre su tamaño de la longitud de onda de la radiación infrarroja utilizada. La niebla, con una elevada densidad de partículas, de 1 a 10mm de diámetro, tienen un efecto más acusado sobre el haz de luz. Las partículas de humo, más grandes, tienen menor densidad y, por tanto, menor efecto.

·       Las brisas ascensionales (originadas por movimientos del aire como consecuencia de las variaciones en la temperatura) provocan variaciones en la densidad del aire y, por tanto, variaciones en el índice de refracción a lo largo del haz. Esto da lugar a la dispersión de parte de la luz a lo largo del haz. Este efecto puede reducirse elevando el haz de luz lo bastante con respecto a cualquier superficie caliente o utilizando emisores múltiples. La luz de cada emisor se ve afectada de diferente forma por las brisas, y los haces se promedian en el receptor.

Estos sistemas suelen emplearse para transmisiones digital de alta velocidad en banda base. En EU, todos los fabricantes de productos láser deben tener una certificación que garantiza la seguridad de sus productos.

b)   Microondas.

Los enlaces de microondas se utilizan mucho como enlaces donde los cables coaxiales o de fibra óptica no son prácticos. Se necesita una línea de visión directa para transmitir en la banda de SHF, de modo que es necesario dispones de antenas de microondas en torres elevadas en las cimas de las colinas o accidentes del terreno para asegurar un camino directo con la intervención de pocos repetidores.

Las bandas de frecuencias más comunes para comunicaciones mediante microondas son las de 2,4, 6 y 6.8 GHz. Un enlace de microondas a 140 Mbits/s puede proporcionara hasta 1920 canales de voz o bien varias comunicaciones de canales de 2 Mbits/s multiplexados en el tiempo.

Los enlaces de microondas presentan unas tasas de error en el rango de 1 en 10⁵ a 1 en 10¹¹dependiendo de la relación señal/ruido en los receptores. Pueden presentarse problemas de propagación en los enlaces de microondas, incluyendo los debidos a lluvias intensas que provocan atenuaciones que incrementan la tasa de errores. Pueden producirse pequeños cortes en la señal recibida cuando una bandada de pájaros atraviesa el haz de microondas, pero es poco frecuente que ocurra.

c)   Luz infrarroja.

Permite la transmisión de información a velocidades muy altas: 10 Mbits/seg. Consiste en la emisión/recepción de un haz de luz; debido a esto, el emisor y receptor deben tener contacto visual (la luz viaja en línea recta). Debido a esta limitación pueden usarse espejos para modificar la dirección de la luz transmitida.

d)   Señales de radio.

Consiste en la emisión/recepción de una señal de radio, por lo tanto el emisor y el receptor deben sintonizar la misma frecuencia.  La emisión puede traspasar muros y no es necesaria la visión directa de emisor y receptor.

La velocidad de transmisión suele ser baja: 4800 Kbits/seg. Se debe tener cuidado con las interferencias de otras señales.

e)   Comunicaciones vía satélite.

Los satélites artificiales han revolucionado las comunicaciones desde los últimos 20 años. Actualmente son muchos los satélites de comunicaciones que están alrededor de la tierra dando servicio a numerosas empresas, gobiernos, entidades, etcétera.

Un satélite de comunicaciones hace la labor de repetidor electrónico. Una estación terrena A transmite al satélite señales de una frecuencia determinada (canal de subida). Por su parte, el satélite recibe estas señales y las retransmite a otra estación terrena B mediante una frecuencia distinta (canal de bajada). La señal de bajada puede ser recibida  por cualquier estación situada dentro del cono de radiación del satélite, y puede transportar voz, datos o imágenes de televisión. De esta manera se impide que los canales de subida y de bajada se interfieran, ya que trabajan en bandas de frecuencia diferentes.

La capacidad que posee una satélite de recibir y retransmitir se debe a un dispositivo conocido como transpondedor. Los transpondedores de satélite trabajan a frecuencias muy elevadas, generalmente en la banda de los gigahertzios. La mayoría de los satélites de comunicaciones están situados en una órbita denominada geoestacionaria, que se encuentra a 36000 Km. sobre el ecuador. Esto permite que el satélite gire alrededor de la tierra a la misma velocidad que ésta, de modo que parece casi estacionario. Así, las antenas terrestres pueden permanecer orientadas hacia una posición relativamente estable (lo que se conoce como “sector orbital”) ya que el satélite mantiene la misma posición relativa con respecto a la superficie de la tierra.

·         Existe un retardo de unos 0.5 segundos en las comunicaciones debido a la distancia que han de recorrer las señales. Los cambios en los retrasos de propagación provocados por el movimiento en ocho de un satélite geoestacionario necesita transmisiones frecuentes de tramas de sincronización.

·         Los satélites tienen una vida medía de siete a 10 años, pero pueden sufrir fallos que provocan su salida de servicio. Es, por tanto, necesario dispones de un medio alternativo de servicio en caso de cualquier eventualidad.

·         Las estaciones terrenas suelen estar lejos de los usuarios y a menudo se necesitan caros enlaces de alta velocidad. Las estaciones situadas en la banda de bajas frecuencias (la banda C)  están dotadas de grandes antenas (de unos 30 metros de diámetro) y son extremadamente sensibles a las interferencias. Por este motivo suelen estar situadas lejos de áreas habitadas. Las estaciones que trabajan en la banda Ku disponen de una antena menor y son menos sensibles a las interferencias. Utilizar un enlace de microondas de alta capacidad sólo ayudaría a complicar los problemas de ruido que presente el enlace con el satélite.

·         Las comunicaciones con el satélite pueden ser interceptadas por cualquiera que disponga de un receptor en las proximidades de la estación. Es necesario utilizar técnicas de encriptación para garantizar la privacidad de los datos.

·         Los satélites geoestacionarios pasan por periodos en los que no pueden funcionar. En el caso de un eclipse de Sol en el que la tierra se sitúa entre el Sol y el satélite, se corta el suministro de energía a las células solares que alimentan el satélite, lo que provoca el paso del suministro de energía a las baterías de emergencia, operación que a menudo se traduce en una reducción de las prestaciones o en una pérdida de servicio.

·         En el caso de tránsitos solares, el satélite pasa directamente entre el Sol y la Tierra provocando un aumento del ruido térmico en la estación terrena, y una pérdida probable de la señal enviada por el satélite.

·         Los satélites geoestacionarios no son totalmente estacionarios con respecto a la órbita de la tierra. Las desviaciones de la órbita ecuatorial hace que el satélite describa una figura parecida a un ocho, de dimensiones proporcionales a la inclinación de la órbita con respecto al ecuador. Estas variaciones en la órbita son corregidas desde una estación de control.

·         Actualmente hay un problema de ocupación de la órbita geoestacionaria. Cuando un satélite deja de ser operativo, debe irse a otra órbita, para dejar un puesto libre. La separación angular entre satélites debe ser de 2 grados (anteriormente era de 4). Esta medida implicó la necesidad de mejorar la capacidad de resolución de las estaciones terrenas para evitar detectar las señales de satélites próximos en la misma banda en  forma de ruido.

La red de datos de AT&T utiliza un satélite para conectar las estaciones a una estación central

 

2.3.3   Cableado estructurado

Es la organización de cables dentro de un edificio que recoge las necesidades de comunicación (teléfonos, ordenadores, fax, módems, etc.) actuales y futuras de las empresas. Este tipo de instalaciones hay que tenerlas en cuenta del mismo modo que se hace con la electricidad, agua, gas, etc.

Un sistema de cableado está determinado por el tipo de cable y la topología del sistema. Mientras que el tipo de cable decide la manera de arealizar el sistema, la topología decide los costes de la instalación, los costes de la futura expansión, así como en algunos casos la complejidad de modificaciones puntuales dentro de la red.

A la hora de arealizar el cableado de un edificio hay que tener en cuenta que la tecnología varía a tal velocidad que las nuevas tendencias pueden hacer quedar obsoleta cualquier solución adoptada que no prevea una gran capacidad de adaptabilidad.

Por este motivo aparece el concepto de “cableado estructurado”. Su intención es:

·       Capacidad de crecimiento a bajo costo.

·       Base para soportar todas las tecnologías de niveles superiores sin necesidad de diferentes tipos de cableado

·       Arealizar una instalación compatible con las tecnologías actuales y las que estén por llegar.

·       Tener la suficiente flexibilidad para arealizar los movimientos internos de personas y máquinas dentro de la instalación.

·       Estar diseñado e instalado de tal manera que permita una fácil supervisión, mantenimiento y administración. Es fácil de manipular y muy fiable

En definitiva, todas son razones básicamente económicas.

ARQUITECTURA DE REDES DE ÁREA LOCAL

Las tecnologías ó arquitecturas son un conjunto de protocolos, topologías y medios de transmisión. La tecnología de red resalta el número máximo de estaciones en la red, en tanto la topología y el protocolo determinan el tipo de canal y repetidor que se va a utilizar.

Con relación a las tecnologías de red de área local, destacan las siguientes:

l     tecnología ethernet

l     tecnología tokeng ring

l     tecnología arcnet

l     tecnología apple talk

a) Tecnología ethernet.

Digital, Xerox e Intel fueron los primeros en implantar esta tecnología, lo cual puede recurrir a varios medios de transmisión, pero el cable de par trenzado está a un paso de ser el canal mas utilizado. Esta tecnología ha llegado a ser una de las más comunes en los años noventa.

Su importancia radica en que la comunicación esta garantizada por el protocolo CSMA/CD, y la transmisión de la información se lleva a cavo en forma de bloque de información.

A continuación vamos a explicar como la hace esta tecnología cada bloque contiene 8 campos, incluidos los datos y su tamaño puede variar de 72 a 1526 bytes.

El encabezado del bloque inicia con un preámbulo de sincronización de 7 bytes. Por analogía se podría comparar este encabezado con el timbre del teléfono; avisa al destinatario la llegada de un mensaje. Un bloque de control de 4 bytes  con un código de detección de error permite verificar la integridad de los datos a su legada. Este cálculo se revisa y se compara el contenido del bloque de control, si los valores son idénticos, no hay error de transmisión. En caso contrario el bloque se rechaza.

Concluimos que la importancia de esta tecnología radica en que tiene un protocolo para la detección de colisiones y esto garantiza que la información que fluye en la red sea confiable y segura.

 Entre las redes que soportan tecnología ethernet destacan las siguientes:

l    netware, de novell

l    otras LAN manager (de microsoft, etc.)

Ahora describiremos algunas de las características principales de esta tecnología:

l   la comunicación se establece en banda base

l   las velocidades de transmisión estándares son de 1mbps y 10 mbps

l   el cable coaxial utilizado es de 50 ohmios

l   el longitud  máxima por segmento de cable es de 500 metros

l   la distancia máxima entre estaciones situadas en diferentes segmentos es de 2.5 km

l   la distancia mínima entre estaciones es de 2.5 m

l   las estaciones no regeneran, ni amplifican la señal solo la escuchan

l   podemos conectar un máximo de 100 estaciones por segmento

l   se permiten hasta 4 repetidores por segmento

l   la frecuencia de colisiones depende del trafico de la red

l   el rendimiento de la red es bueno cuando el trafico es bajo/medio

l   las estaciones se conectan en una topología en bus

l   permite la interconexión de diferentes sistemas.

b) Tecnología tokeng ring.

Esta arquitectura fue desarrollada por IBM, esta topología no es mas que un conjunto de estaciones conectadas en cascada formando un anillo (ring) en el que la información es transferida de tal manera que una estación activa a la siguiente formando un circulo (anillo) lógico. Este circulo se forma de la siguiente manera, cada estación recibe y regenera los bits que recibe de tal forma que actúa como repetidor cuando esta activa y así sucesivamente hasta llegar a la estación destino, cuando esto sucede se libera el medio y queda activo para ser ocupado. Esta topología además puede utilizar  la topología anillo y estrella.

Las características de esta arquitectura son las siguientes:

·             transmisión en banda base

·             velocidad de transmisión de 1.4 ó 16 mbps

·             utiliza cable par trenzado blindado de 150 ohmios

·             topología en anillo con cableado estrella

·             numero máximo de estaciones 260, si se necesitan mas hay que poner un bridge (puente)  y automáticamente podemos agregar 260 más.

·             la distancia máxima desde una estación hasta la MAU (unidad de acceso múltiple) depende del cableado que se utilice, pero puede estar alrededor de los 100 metros.

·             se puede configurar un anillo creando varis estrellas a través de concentradores y uniendo

·             éstos se pueden utilizar bridges (puentes) para interconectar hasta 7 anillos.

c) Tecnología Arcnet.

La compañía Data Point fue la primera en desarrollar esta red al inicio de los setenta, se basa en el protocolo de paso de estafeta y acepta la topología BUS y ESTRELLA. Esta arquitectura alcanza los 2.5 mbps en cable de par trenzado, coaxiales o de fibra óptica.

Las estaciones están conectadas por amplificadores llamados HUBS y existen dos tipos de ellos:

l  HUB ACTIVO.  Es un dispositivo electronic, que por lo general tienen ocho entradas que reacondiciona y amplifica la señal de la red, aunque también hay algunos de 16 hasta 20 entradas.

l  HUB PASIVO.  Es un dispositivo de 4 entradas  que permiten relevar la señal de la red.

Esta tecnología ya no es muy comercial, ya que en la actualidad se le puede considerar obsoleta.

Una vez que describimos las diferentes arquitecturas.  A continuación incluimos el siguiente cuadro comparativo.

TECNOLOGÍA	ETHERNET	TOKENG RING	ARCNET	APPLE
AÑO	1980	1969	1977	1970
COMPAÑÍA	XEROX	IBM	DATA POINT	APPLE
NORMA IEEE	802.3	802.5	802.4	NINGUNA
TOPOLOGÍA	BUS Y ESTRELLA	ANILLO Y ESTRELLA	ESTRELLA Y BUS	ESTRELLA Y BUS
VELOCIDAD EN MBPS	10	4 Y 16	2.5 HASTA 20	230.4 KBPS
PROTOCOLO	CSMA/CD	TOKEN	TOKEN	CSMA/CD
NUMERO MÁXIMO DE NODOS	1024	260	255	254
CABLEADO GENERAL	CABLE DE PAR TRENZADO, COAXIAL Y FIBRA ÓPTICA	CABLE DE PAR TRENZADO Y FIBRA ÓPTICA	CABLE DE PAR TRENZADO  Y COAXIAL	CABLE DE PAR TRENZADO Y COAXIAL

EXPLICACIÓN INTEGRADORA

En este fascículo se comentó las ventajas de implantar una red de área local en una empresa tomando en cuenta las ventajas de las diferentes topologías de red a fin de optar por una red de área local que satisfaga las necesidades corporativas.

También se explico que una red de área local consta de componentes físicos y lógicos, la topología física (estrella, bus y anillo) designa la organización física de las estaciones que conformarán la red. En tanto la topología lógica se refiere al modo de funcionamiento de la red en esto se refiere exactamente a las arquitecturas (tokeng ring, ethernet, arcnet y mac).

En el fascículo anterior mencionamos que la topología debe ser compatible con la arquitectura para que funcione correctamente, ya que de acuerdo a la arquitectura se llevará a cabo el cableado.