Componentes bsicos de las redes

Para poder formar una red se requieren elementos: hardware, software y protocolos. Los elementos fsicos se clasifican en dos grandes grupos: dispositivos de usuario final (hosts) y dispositivos de red. Los dispositivos de usuario final incluyen los computadores, impresoras, escneres, y dems elementos que brindan servicios directamente al usuario y los segundos son todos aquellos que conectan entre s a los dispositivos de usuario final, posibilitando su intercomunicacin.

El fin de una red es la de interconectar los componentes hardware de una red , y por tanto, principalmente, las computadoras individuales, tambin denominados hosts, a los equipos que ponen los servicios en la red, los servidores, utilizando el cableado o tecnologa inalmbrica soportada por la electrnica de red y unidos por cableado o radiofrecuencia. En todos los casos la tarjeta de red se puede considerar el elemento primordial, sea sta parte de un ordenador, de un conmutador, de una impresora, etc. y sea de la tecnologa que sea (ethernet, Wi-Fi, Bluetooth, etc.)

Software

Sistema operativo de red: permite la interconexin de ordenadores para poder acceder a los servicios y recursos. Al igual que un equipo no puede trabajar sin un sistema operativo, una red de equipos no puede funcionar sin un sistema operativo de red. En muchos casos el sistema operativo de red es parte del sistema operativo de los servidores y de los clientes.

Software de aplicacin: en ltima instancia, todos los elementos se utilizan para que el usuario de cada estacin, pueda utilizar sus programas y archivos especficos. Este software puede ser tan amplio como se necesite ya que puede incluir procesadores de texto, paquetes integrados, sistemas administrativos de contabilidad y reas afines, sistemas especializados, correos electrnico, etc. El software adecuado en el sistema operativo de red elegido y con los protocolos necesarios permiten crear servidores para aquellos servicios que se necesiten.

Hardware

Para lograr el enlace entre las computadoras y los medios de transmisin (cables de red o medios fsicos para redes almbricas e infrarrojos o radiofrecuencias para redes inalmbricas), es necesaria la intervencin de una tarjeta de red (NIC, Network Card Interface), con la cual se puedan enviar y recibir paquetes de datos desde y hacia otras computadoras, empleando un protocolo para su comunicacin y convirtiendo a esos datos a un formato que pueda ser transmitido por el medio (bits, ceros y unos). Cabe sealar que a cada tarjeta de red le es asignado un identificador nico por su fabricante, conocido como direccin MAC (Media Access Control), que consta de 48 bits (6 bytes). Dicho identificador permite direccionar el trfico de datos de la red del emisor al receptor adecuado.

El trabajo del adaptador de red es el de convertir las seales elctricas que viajan por el cable (p.e.: red Ethernet) o las ondas de radio (p.e.: red Wi-Fi) en una seal que pueda interpretar el ordenador.

Estos adaptadores son unas tarjetas PCI que se conectan en las ranuras de expansin del ordenador. En el caso de ordenadores porttiles, estas tarjetas vienen en formato PCMCIA o similares. En los ordenadores del siglo XXI, tanto de sobremesa como porttiles, estas tarjetas ya vienen integradas en la placa base.

Adaptador de red es el nombre genrico que reciben los dispositivos encargados de realizar dicha conversin. Esto significa que estos adaptadores pueden ser tanto Ethernet, como wireless, as como de otros tipos como fibra ptica, coaxial, etc. Tambin las velocidades disponibles varan segn el tipo de adaptador; stas pueden ser, en Ethernet, de 10, 100, 1000 Mbps o 10000, y en los inalmbricos, principalmente, de 11, 54, 300 Mbps.

DEFINICIN DE SERVIDOR

Un servidor, como la misma palabra indica, es un ordenador o mquina informtica que est al servicio de otras mquinas, ordenadores o personas llamadas clientes y que le suministran a estos, todo tipo de informacin. A modo de ejemplo, imaginemos que estamos en nuestra casa, y tenemos una despensa. Pues bien a la hora de comer necesitamos unos ingredientes por lo cual vamos a la despensa, los cogemos y nos lo llevamos a la cocina para cocinarlos.

As en nuestro ejemplo, nuestra mquina servidor sera la despensa, y los clientes somos nosotros como personas que necesitamos unos ingredientes del servidor o despensa. Pues bien con este ejemplo podemos entender ahora un poco mejor qu es un servidor.

Por tanto un servidor en informtica ser un ordenador u otro tipo de dispositivo que suministra una informacin requerida por unos clientes (que pueden ser personas, o tambin pueden ser otros dispositivos como ordenadores, mviles, impresoras, etc.).

Por tanto bsicamente tendremos el siguiente esquema general, en el denominado esquema cliente-servidor que es uno de los ms usados ya que en l se basa gran parte de internet.

Como vemos, tenemos una mquina servidora que se comunica con variados clientes, todos demandando algn tipo de informacin. Esta informacin puede ser desde archivos de texto, video, audio, imgenes, emails, aplicaciones, programas, consultas a base de datos, etc.

Por regla general, las mquinas servidoras suelen ser algo ms potentes que un ordenador normal. Sobre todo suelen tener ms capacidad tanto de almacenamiento de informacin como de memoria principal, ya que tienen que dar servicio a muchos clientes. Pero como todo, tambin depende de las necesidades, ya que podemos tener un servidor de menores prestaciones si vamos a tener pocos clientes conectados, o si los servicios que queramos en el servidor no requieren una gran capacidad servidora. A modo de ejemplo, podramos hacer funcionar un ordenador en nuestra casa como si fuera un servidor, aunque esto no es lo ms habitual. Por general, los servidores suelen estar situados en centros de datos de empresas (edificios con grandes salas dedicadas a alojar a los servidores).

TERMINOS

Vamos ahora a introducir algunos trminos que son muy usados cuando nos referimos a servidores. Estos trminos suelen usarse para definir lo que hace un servidor. Por ejemplo, se suele llamar servidor web a aqul cuya actividad principal es enviar pginas web a los usuarios que las solicitan cuando se conectan a internet. Veamos los trminos usados habitualmente cuando se habla de servidores:

Proxy:Es un programa u ordenador que hace de intermediario entre dos ordenadores. Supongamos que nosotros nos identificamos como juanito y queremos hacer una peticin al servidor llamado pepito. Si la peticin la hacemos directamente, pepito sabe que juanito le hizo una peticin. En cambio, si usamos un proxy que sera un intermediario que por ejemplo podemos llamar manolito, la peticin se la haramos a manolito y ste se la hara a pepito. De esta manera, pepito no sabe que quien realmente ha hecho la peticin es juanito. A su vez, el intermediario puede bloquear determinadas peticiones. Por ejemplo, si pedimos a un proxy que tiene bloqueadas las extensiones .xxx, que nos muestre la pgina web amanecer.xxx, dicha pgina web no se nos mostrar porque el proxy acta bloquendola.

DNS:son las siglas de Domain Name System. Es un sistema por el que se asocia una informacin con un nombre de dominio. El ejemplo ms claro es cuando introducimos una ruta url en nuestro navegador de internet del tipohttp://www.aprenderaprogramar.com. Una vez hemos introducido esta ruta, dicha informacin es enviada a un servidor DNS que lo que hace es determinar en qu lugar se encuentra esa pgina web alojada y nos conecta con ella.

WEB:el trmino web va asociado a internet, donde los usuarios utilizan sus navegadores web para visitar sitios web, que bsicamente se componen de pginas web donde los usuarios pueden acceder a informaciones con texto, videos, imgenes, etc y navegan a travs de enlaces o hipervnculos a otras webs.

FTP:acrnimo de File Transfer Protocol o Protocolo de transferencia de archivos. Es un protocolo utilizado para la transferencia de archivos entre un cliente y un servidor, permitiendo al cliente descargar el archivo desde el servidor o al servidor recibir un archivo enviado desde un cliente. Por defecto FTP no lleva ningn tipo de encriptacin permitiendo la mxima velocidad en la transferencia de los archivos, pero puede presentar problemas de seguridad, por lo que muchas veces se utiliza SFTP que permite un servicio de seguridad encriptada.

Dedicacin:normalmente al ser los servidores equipos ms potentes y por tanto ms caros, se suelen compartir entre varias personas o empresas, permitindoles a todos tener un servicio de gran calidad y a un mnimo precio. En este caso se dice que se trata de un servidor compartido. Pero en otros casos puede haber servidores dedicados exclusivamente a una sola persona o empresa si esta puede hacer frente al gasto econmico que supone. En este caso se dice que el servidor es dedicado.

POP3 y SMTP:hay servidores especializados en correos electrnicos o e-mails. Estos utilizan los protocolos POP3 y SMTP para recibir los correos de nuestro servidor en nuestro cliente, o para enviar desde nuestro cliente un correo al servidor de otro cliente. Aunque hay diversos tipos de protocolos estos son los ms utilizados. Un protocolo no es otra cosa que una forma de hacer algo.

DHCP y TCP/IP:cuando un cliente se conecta a un servidor, ste tiene que identificar a cada cliente y lo hace con una direccin IP. Es decir, cuando desde casa entramos en una pgina web estamos identificados por una serie de dgitos que son nuestra IP. Esta direccin ip son 4 pares de nmeros y es nica para cada cliente. As el protocolo TCP/IP permite que cuando nos conectamos a internet se nos asigne una direccin IP que nos identifica. Cada ordenador conectado a internet tiene su direccin IP, aunque en el caso de usuarios de una empresa que da acceso a internet como Telefnica, varios usuarios de la empresa pueden tener la misma IP porque utilizan un mismo servidor para canalizar sus peticiones en internet. Por otro lado, DHCP es un protocolo de asignacin dinmica de host que permite asignar una ip dinmicamente a cada cliente cuando este se conecta con el servidor que le da acceso a internet. Esto significa que si nos conectamos el lunes a internet, nuestra IP, que nos asigna Telefnica, puede ser 82.78.12.52. En cambio, si nos conectamos el jueves nuestra IP podra ser 212.15.23.88. Por qu cambia nuestra IP? Porque la empresa que nos da conexin nos asigna una de sus IPs disponibles. En cambio, los servidores al ser mquinas ms potentes e importantes suelen tener una IP fija.

Una vez introducido estos conceptos, vamos a ver los tipos de servidores, que bsicamente se basan en el uso de estos trminos.

TIPOS DE SERVIDORES

En esta tabla podemos ver los tipos de servidores ms habituales.

DENOMINACIN DEL SERVIDOR

DESCRIPCIN

Servidor de Correo

Es el servidor que almacena, enva, recibe y realiza todas las operaciones relacionadas con el e-mail de sus clientes.

Servidor Proxy

Es el servidor que acta de intermediario de forma que el servidor que recibe una peticin no conoce quin es el cliente que verdaderamente est detrs de esa peticin.

Servidor Web

Almacena principalmente documentos HTML (son documentos a modo de archivos con un formato especial para la visualizacin de pginas web en los navegadores de los clientes), imgenes, videos, texto, presentaciones, y en general todo tipo de informacin. Adems se encarga de enviar estas informaciones a los clientes.

Servidor de Base de Datos

Da servicios de almacenamiento y gestin de bases de datos a sus clientes. Una base de datos es un sistema que nos permite almacenar grandes cantidades de informacin. Por ejemplo, todos los datos de los clientes de un banco y sus movimientos en las cuentas.

Servidores Clster

Son servidores especializados en el almacenamiento de la informacin teniendo grandes capacidades de almacenamiento y permitiendo evitar la prdida de la informacin por problemas en otros servidores.

Servidores Dedicados

Como ya expresamos anteriormente, hay servidores compartidos si hay varias personas o empresas usando un mismo servidor, o dedicados que son exclusivos para una sola persona o empresa.

Servidores de imgenes

Recientemente tambin se han popularizado servidores especializados en imgenes, permitiendo alojar gran cantidad de imgenes sin consumir recursos de nuestro servidor web en almacenamiento o para almacenar fotografas personales, profesionales, etc. Algunos gratuitos pueden ser:www.imgur.com,www.photobucket.com,www.flickr.comde Yahoo, opicasaweb.google.comde Google.

A modo de resumen, un servidor es un ordenador de gran capacidad que atiende las peticiones de cientos o miles de ordenadores a los que enva informacin u ofrece un servicio. El mundo de los servidores es muy complejo. No te preocupes si algunos trminos no te resultan del todo claros pues hay profesionales que llevan muchos aos trabajando con servidores y realmente es difcil conocer la gran variedad de tipos y nomenclatura que se utiliza para referirse a todos ellos.

Tipos de conexiones a Internet

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Internet es un conjunto descentralizado de redes de comunicacin interconectadas. En esta red de redes, existen muchas tecnologas diferentes comunicndose entre s, aunque desde un punto de vista abstracto, o lgico, no haya diferencia entre ellas: todas estn identificadas mediante la correspondiente direccin de red IP.

Sin embargo, desde el punto de vista prctico conectarnos a Internet usando una red ms o menos evolucionada tecnolgicamente tiene consecuencias de muy distinto tipo: econmicas, de tiempo, de eficiencia, etc. Incluso existen, en la prctica, restricciones fsicas al tipo de conexin al que podemos acceder, de modo que cuando se dispone de varias posibilidades no est de ms tener algunos elementos de juicio para seleccionar la ms conveniente.

En esta seccin, proporcionamos informacin bsica sobre los tipos de conexiones disponibles entre el proveedor de servicios de Internet y los usuarios finales, junto con algunos tipos que conexin utilizados para implementar redes locales que despus se conectarn a Internet.

Existen mltiples criterios para clasificar las conexiones a Internet, al menos tantos como tipos de redes a las que podemos conectar nuestro equipo. Dichas diferencias pueden encontrarse en el nivel fsico y el tipo de tecnologa de que se sirven (a nivel de la capa de enlace).

a) Lnea telfnica

a.1) Lnea telefnica convencional

RTB, red telefnica bsica.

a.2) Lnea digital

RDSI

ADSL

b) Cable

c) Satlite

d) Redes inalmbricas

e) LMDS

f) PLC

g) Telefona mvil

GSM, GPRS, UMTS, HSDPA.

Red Telefnica Conmutada (RTC)

Hasta hace pocos aos, el sistema ms extendido para conectar un equipo domstico o de oficina a la Internet consista en aprovechar la instalacin telefnica bsica (o Red Telefnica Bsica, RTB).

Puesto que la RTB transmite las seales de forma analgica, es necesario un sistema para demodular las seales recibidas por el ordenador de la RTB (es decir, para convertirlas en seales digitales), y modular o transformar en seales analgicas las seales digitales que el ordenador quiere que se transmitan por la red. Estas tareas corren a cargo de un mdem que acta como dispositivo de enlace entre el ordenador y la red.

La ventaja principal de la conexin por RTB, y que explica su enorme difusin durante aos, es que no requera la instalacin de ninguna infraestructura adicional a la propia RTB de la que casi todos los hogares y centros de trabajo disponan.

Sin embargo, tena una serie de desventajas, como:

El ancho de banda estaba limitado a 56 Kbps, en un nico canal (half-duplex), por lo que cuando el trfico de Internet comenz a evolucionar y algunos servicios como el streaming se convirtieron en habituales, se puso en evidencia su insuficiencia (por ejemplo, un archivo de 1 MB tardara, en condiciones ptimas de trfico en la red, dos minutos y medio en descargarse).

Se trata de una conexin intermitente; es decir, se establece la conexin cuando se precisa, llamando a un nmero de telfono proporcionado por el proveedor de servicios, y se mantiene durante el tiempo que se precisa. Esto, que podra parecer una ventaja, deja de serlo debido a que el tiempo de conexin es muy alto (unos 20 segundos).

La RTB no soportaba la transmisin simultnea de voz y datos.

Aunque hoy contina utilizndose, la RTB ha quedado desplazada por otras conexiones que ofrecen mayores ventajas.

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Red digital RDSI

La Red Digital de Servicios Integrados (RDSI) naci con la vocacin de superar los inconvenientes de la RTB, lo que sin duda logr en parte.

Se trata de una lnea telefnica, pero digital (en vez de analgica) de extremo a extremo. En vez de un mdem, este tipo de conexin emplea un adaptador de red que traduce las tramas generadas por la el ordenador a seales digitales de un tipo que la red est preparada para transmitir.

A nivel fsico, la red requiere un cableado especial (normalmente un cable UTF con conectores RJ-45 en los extremos), por lo que no puede emplearse la infraestructura telefnica bsica (y esto, naturalmente, encarece su uso).

En cuanto a sus caractersticas tcnicas, la RDSI proporciona diversos tipos de acceso, fundamentalmente acceso bsico y primario. La transmisin de seales digitales permite la diferenciacin en canales de la seal que se transmite. Por ejemplo, en el caso del acceso bsico, se dispone de cinco canales de transmisin: 2 canales B full-duplex, para datos, de 64Kbps cada uno; un canal D, tambin full-duplex, pero de 16 Kbps; ms dos canales adicionales de sealizacin y framing, con una ancho de banda total de 192 Kbps.

El hecho de tener diversos canales permite, por ejemplo, utilizar uno de ellos para hablar por telfono y otro para transmitir datos, superando as una de las deficiencias de la RTB.

Lo ms frecuente es que existan varios canales ms de tipo B (de 23 a 30 segn las zonas donde se implemente), y por tanto se pueden prestar multitud de servicios (fax, llamada a tres, etc.)

Aunque la RDSI mejor sustancialmente la RTB, no lleg a extenderse masivamente debido a la aparicin de otras conexiones ms ventajosas.

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Red digital ADSL

La ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line) conjuga las ventajas de la RTB y de la RDSI, por lo que se convirti pronto en el tipo de conexin favorito de hogares y empresas.

La ADSL aprovecha el cableado de la RTB para la transmisin de voz y datos, que puede hacerse de forma conjunta (como con la RDSI). Esto se consigue estableciendo tres canales independientes sobre la misma lnea telefnica estndar:

Dos canales de alta velocidad, uno para recibir y otro para enviar datos, y

Un tercer canal para la comunicacin normal de voz.

El nombre de asimtrica que lleva la ADSL se debe a que el ancho de banda de cada uno de los canales de datos es diferente, reflejando el hecho de que la mayor parte del trfico entre un usuario y la Internet son descargas de la red.

Desde el punto de vista tecnolgico, la conexin ADSL se implementa aumentando la frecuencia de las seales que viajan por la red telefnica. Puesto que dichas frecuencias se atenan con la distancia recorrida, el ancho de banda mximo terico (8 Mbps en sentido red -> usuario) puede verse reducido considerablemente segn la localizacin del usuario.

Por ltimo comentar que existen mejoras del ADSL bsico, ADSL2 y ADSL2+, que pueden alcanzar velocidades cercanas a los 24 Mbps / 1,2 Mbps de bajada y subida de datos, aprovechando ms eficientemente el espectro de transmisin del cable de cobre de la lnea telefnica.

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Conexin por cable

Utilizando seales luminosas en vez de elctricas es posible codificar una cantidad de informacin mucho mayor, jugando con variables como la longitud de onda y la intensidad de la seal lumnica. La seal luminosa puede transportarse, adems, libre de problemas de ruido que afectan a las ondas electromagnticas.

La conexin por cable utiliza un cable de fibra ptica para la transmisin de datos entre nodos. Desde el nodo hasta el domicilio del usuario final se utiliza un cable coaxial, que da servicio a muchos usuarios (entre 500 y 2000, tpicamente), por lo que el ancho de banda disponible para cada usuario es variable (depende del nmero de usuarios conectados al mismo nodo): suele ir desde los 2 Mbps a los 50 Mbps.

Desde el punto de vista fsico, la red de fibra ptica precisa de una infraestructura nueva y costosa, lo que explica que an hoy no est disponible en todos los lugares.

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Conexin va satlite

En los ltimos aos, cada vez ms compaas estn empleando este sistema de transmisin para distribuir contenidos de Internet o transferir ficheros entre distintas sucursales. De esta manera, se puede aliviar la congestin existente en las redes terrestres tradicionales.

El sistema de conexin que generalmente se emplea es un hbrido de satlite y telfono. Hay que tener instalada una antena parablica digital, un acceso telefnico a Internet (utilizando un mdem RTC, RDSI, ADSL o por cable), una tarjeta receptora para PC, un software especfico y una suscripcin a un proveedor de satlite.El cibernauta enva sus mensajes de correo electrnico y la peticin de las pginas Web, que consume muy poco ancho de banda, mediante un mdem tradicional, pero la recepcin se produce por una parablica, ya sean programas informticos, vdeos o cualquier otro material que ocupe muchos megas. La velocidad de descarga a travs del satlite puede situarse en casos ptimos en torno a 400 Kbps.

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Redes inalmbricas

Las redes inalmbricas o wireless difieren de todas las vistas anteriormente en el soporte fsico que utilizan para transmitir la informacin. Utilizan seales luminosas infrarrojas u ondas de radio, en lugar de cables, para transmitir la informacin.

Con tecnologa inalmbrica suele implementarse la red local (LAN) q se conecta mediante un enrutador a la Internet, y se la conoce con el nombre de WLAN (Wireless LAN).

Para conectar un equipo a una WLAN es preciso un dispositivo WIFI instalado en nuestro ordenador, que proporciona una interfaz fsica y a nivel de enlace entre el sistema operativo y la red. En el otro extremo existir un punto de acceso (AP) que, en el caso de las redes WLAN tpicas, est integrado con el enrutador que da acceso a Internet, normalmente usando una conexin que s utiliza cableado.

Cuando se utilizan ondas de radio, stas utilizan un rango de frecuencias desnormalizadas, o de uso libre, dentro del cual puede elegirse. Su alcance vara segn la frecuencia utilizada, pero tpicamente vara entre los 100 y 300 metros, en ausencia de obstculos fsicos.

Existe un estndar inalmbrico, WiMAX, cuyo alcance llega a los 50 Km, que puede alcanzar velocidades de transmisin superiores a los 70 Mbps y que es capaz de conectar a 100 usuarios de forma simultnea. Aunque an no est comercializado su uso, su implantacin obviamente podra competir con el cable en cuanto a ancho de banda y nmero de usuarios atendidos.

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LMDS

El LMDS (Local Multipoint Distribution System) es otro sistema de comunicacin inalmbrico pero que utiliza ondas de radio de alta frecuencia (28 GHz a 40 GHz). Normalmente se utiliza este tipo de conexiones para implementar la red que conecta al usuario final con la red troncal de comunicaciones, evitando el cableado.

El LMDS ofrece las mismas posibilidades en cuanto a servicios que el cable o el satlite, con la diferencia de que el servicio resulta mucho ms rentable (no es necesario cableado, como con la fibra ptica, ni emplear grandes cantidades de energa para enviar las seales, como con la conexin satlite).

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PLC

La tecnologa PLC (Power Line Communications) aprovecha las lneas elctricas para transmitir datos a alta velocidad. Como las WLAN, se utiliza en la actualidad para implementar redes locales, que se conectaran a la Internet mediante algn otro tipo de conexin.

El principal obstculo para el uso de esta tecnologa en redes no locales consiste en que la informacin codificada en la red elctrica no puede atravesar los transformadores de alta tensin, por lo cual requerira adaptaciones tcnicas muy costosas en stos.

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Conexiones para telfonos mviles

Hablamos de conexiones para telfonos mviles (en contraposicin a conexiones a travs de telfonos mviles, en las que el mvil actuara como mdem) para designar el tipo de tecnologas especficas para acceder a Internet navegando desde el propio dispositivo mvil.

El sistema GSM (Global System Mobile) fue el primer sistema estandarizado en la comunicacin de mviles. Se trata de un sistema que emplea ondas de radio como medio de transmisin (la frecuencia que se acord inicialmente fue 900 MHz, aunque se ampli despus a 1800 MHz). Hoy en da, el ancho de banda alcanza los 9,6 Kbps.

GSM establece conexiones por circuito; es decir, cuando se quiere establecer una comunicacin se reserva la lnea (y, por tanto, parte del ancho de banda de que dispone la operadora para realizar las comunicaciones), y sta permanece ocupada hasta que la comunicacin se da por finalizada. Una evolucin de este sistema consisti en utilizar, en su lugar, una conexin por paquetes, similar a la que se utiliza en Internet. Este estndar evolucionado se conoce con el nombre de GPRS (General Packet Radio Service) y est ms orientado (y mejor adaptado) al trfico de datos que GSM. Por ejemplo, permite la facturacin segn la cantidad de datos enviada y recibida, y no segn el tiempo de conexin.