medios transmisión de los medios de comunicación electrónica
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República Bolivariana de Venezuela Ministerio del Poder Popular para la Educación Superior
Instituto Universitario de Tecnología Antonio José de Sucre
Extensión GuayanaCátedra: TeleprocesosCarrera: Informática (I-78)
Profesora: Bachiller:Soto, Fany Yusmary Valerio
C.I 16.393.223.
Ciudad Guayana, Febrero 2016.
MEDIOS TRANSMISIÓN DE LOS MEDIOS DE COMUNICACIÓN ELECTRÓNICA
Introducción
El medio de transmisión constituye el soporte físico a través del cual
emisor y receptor pueden comunicarse en un sistema de transmisión de
datos. Distinguimos dos tipos de medios: guiados y no guiados. Los medios
de transmisión guiados son los pares trenzados: consiste en dos alambres
de cobre aislados, en general de 1mm de espesor. Cable coaxial: es de un
alambre de cobre duro en su parte central, es decir, que constituye el núcleo,
el cual se encuentra rodeado por un material aislante. Fibra óptica: consta de
tres secciones concéntricas. la más interna, el núcleo, consiste en una o más
hebras o fibras hechas de cristal o plástico. Cada una de ellas lleva un
revestimiento de cristal o plástico.
Las tecnologías son los medios por los que el ser humano controla o
modifica su ambiente natural, con el objetivo de facilitar algunos aspectos de
su vida. Comunicar significa intercambiar información; por lo tanto, al decir
"tecnologías de la comunicación" nos referimos a los medios que el ser
humano ha creado con el fin de hacer mas fácil el intercambio de información
con otros seres humanos. Innovaciones del siglo xix tendremos que
retroceder mucho antes del siglo xix, en donde comienzan los estudios de la
electricidad. Esto porque la electricidad va a ser la base de los innovaciones
tecnológicas más importantes.
Medios de transmisión
El medio de transmisión constituye el soporte físico a través del cual
emisor y receptor pueden comunicarse en un sistema de transmisión de
datos. Distinguimos dos tipos de medios: guiados y no guiados. En ambos
casos la transmisión se realiza por medio de ondas electromagnéticas. Los
medios guiados conducen (guían) las ondas a través de un camino físico,
ejemplos de estos medios son el cable coaxial, la fibra óptica y el par
trenzado. Los medios no guiados proporcionan un soporte para que las
ondas se transmitan, pero no las dirigen; como ejemplo de ellos tenemos el
aire y el vacío.
La naturaleza del medio junto con la de la señal que se transmite a través
de él constituye los factores determinantes de las características y la calidad
de la transmisión. En el caso de medios guiados es el propio medio el que
determina el que determina principalmente las limitaciones de la transmisión:
velocidad de transmisión de los datos, ancho de banda que puede soportar y
espaciado entre repetidores. Sin embargo, al utilizar medios no guiados
resulta más determinante en la transmisión el espectro de frecuencia de la
señal producida por la antena que el propio medio de transmisión.
Medios De Transmisión Guiados
Pares trenzados: Consiste en dos alambres de cobre aislados, en
general de 1mm de espesor. Los alambres se entrelazan en forma
helicoidal, como en una molécula de DNA. La forma trenzada del cable
se utiliza para reducir la interferencia eléctrica con respecto a los pares
cercanos que se encuentran a su alrededor. Los pares trenzados se
pueden utilizar tanto para transmisión analógica como digital, y su ancho
de banda depende del calibre del alambre y de la distancia que recorre;
en muchos casos pueden obtenerse transmisiones de varios megabits,
en distancias de pocos kilómetros. Debido a su adecuado
comportamiento y bajo costo, los pares trenzados se utilizan
ampliamente y es probable que se presencia permanezca por muchos
años.
Cable coaxial: es de un alambre de cobre duro en su parte central, es
decir, que constituye el núcleo, el cual se encuentra rodeado por un
material aislante. Este material aislante está rodeado por un conductor
cilíndrico que frecuentemente se presenta como una malla de tejido
trenzado. El conductor externo está cubierto por una capa de plástico
protector. La construcción del cable coaxial produce una buena
combinación y un gran ancho de banda y una excelente inmunidad al
ruido. El ancho de banda que se puede obtener depende de la longitud
del cable; para cables de 1km, por ejemplo, es factible obtener
velocidades de datos de hasta 10Mbps, y en cables de longitudes
menores, es posible obtener velocidades superiores. Se pueden utilizar
cables con mayor longitud, pero se obtienen velocidades muy bajas. Los
cables coaxiales se emplean ampliamente en redes de área local y para
transmisiones de largas distancia del sistema telefónico.
fibra óptica: consta de tres secciones concéntricas. La más interna, el
núcleo, consiste en una o más hebras o fibras hechas de cristal o
plástico. Cada una de ellas lleva un revestimiento de cristal o plástico con
propiedades ópticas distintas a las del núcleo. La capa más exterior, que
recubre una o más fibras, debe ser de un material opaco y resistente.
Un sistema de transmisión por fibra óptica está formado por una fuente
luminosa muy monocromática (generalmente un láser), la fibra
encargada de transmitir la señal luminosa y un fotodiodo que reconstruye
la señal eléctrica.
Medios No Guiados: Radio enlaces de VHF y UHF: Estas bandas cubren aproximadamente
desde 55 a 550 Mhz. Son también omnidireccionales, pero a diferencia
de las anteriores la ionosfera es transparente a ellas. Su alcance máximo
es de un centenar de kilómetros, y las velocidades que permite del orden
de los 9600 bps. Su aplicación suele estar relacionada con los
radioaficionados y con equipos de comunicación militares, también la
televisión y los aviones.
Microondas: Además de su aplicación en hornos, las microondas nos
permiten transmisiones tanto terrestres como con satélites. Dada sus
frecuencias, del orden de 1 a 10 Ghz, las microondas son muy
direccionales y sólo se pueden emplear en situaciones en que existe una
línea visual que une emisor y receptor. Los enlaces de microondas
permiten grandes velocidades de transmisión, del orden de 10 Mbps.
Medios De Comunicación Electrónicos
Las tecnologías son los medios por los que el ser humano controla o
modifica su ambiente natural, con el objetivo de facilitar algunos aspectos de
su vida. Comunicar significa intercambiar información; por lo tanto, al decir
"tecnologías de la comunicación" nos referimos a los medios que el ser
humano ha creado con el fin de hacer mas fácil el intercambio de información
con otros seres humanos.
Evolución De Las Tecnologías De La Comunicación
Las tecnologías son los medios por los que el ser humano controla o
modifica su ambiente natural, con el objetivo de facilitar algunos aspectos de
su vida. Comunicar significa intercambiar información; por lo tanto, al decir
"tecnologías de la comunicación" nos referimos a los medios que el ser
humano ha creado con el fin de hacer mas fácil el intercambio de información
con otros seres humanos.
Innovaciones Del Siglo XIX
Tendremos que retroceder mucho antes del siglo XIX, en donde
comienzan los estudios de la electricidad. Esto porque la electricidad va a ser
la base de los innovaciones tecnológicas más importantes.
Tales de Mileto fue el primero, que cerca del 600 a.C., descubrió que el
ámbar, al ser frotado adquiere el poder de atracción sobre algunos objetos;
sin embargo, fue el filósofo griego Theophrastus el primero que estableció
que otras sustancias tienen este mismo poder, y deja constancia del primer
estudio científico sobre la electricidad. A partir de ese descubrimiento, se
sigue estudiando el comportamiento de la electricidad; ya en el siglo XIX:
En 1800, Alejandro Volta construye la primera celda electrostática y
la batería capaz de producir corriente eléctrica.
Desde 1801 a 1815, Sir Humphry Davy desarrolla la electroquímica
(nombre asignado por él mismo), explorando el uso de la pila de Volta o
batería, y tratando de entender como ésta funciona. En 1801 observa el
arco eléctrico y la incandescencia en un conductor energizado con una
batería. En 1807 fabrica una pila con más de 2000 placas dobles.
En 1817 Jakob Berzelus descubre el selenio, que mucho tiempo después
será utilizado como "los ojos" de la televisión.
En 1819, el científico danés Hans Christian Oersted descubre
el electromagnetismo, cuando en un experimento para sus estudiantes,
la aguja de la brújula colocada accidentalmente cerca de un cable
energizado por una pila voltaica, se movió. Este descubrimiento fue
crucial en el desarrollo de la electricidad, ya que puso en evidencia la
relación existente entre la electricidad y el magnetismo.
En 1823, Andre-Marie Ampere establece los principios de
la electrodinámica, cuando llega a la conclusión de que la fuerza
electromotriz es producto de dos efectos: La tensión eléctrica y la
corriente eléctrica. Experimenta con conductores, determinando que
estos se atraen si las corrientes fluyen en la misma dirección, y se
repelen cuando fluyen en contra.
En 1831, Michael Faraday a los 14 años trabajaba como encuadernador,
lo cual le permitió tener el tiempo necesario para leer y desarrollar su
interés por la física y química. A pesar de su baja preparación formal, dio
un paso fundamental en el desarrollo de la electricidad al establecer que
el magnetismo produce electricidad a través del movimiento.
En 1835, Samuel F.B. Morse, mientras regresaba de uno de sus viajes,
concibe la idea de un simple circuito electromagnético para transmitir
información, el telégrafo.
También, en 1835 Michael Faraday aporta las bases para la ciencia de la
televisión con el principio electro - óptico.
En 1862 Abbe Castelli transmite por alambre la primera imagen eléctrica
de un dibujo, que va de Amiens a Paris, Francia.
El científico belga Zénobe-Théophile Gramme construyó la primera
máquina de corriente continua el dinamo punto de partida de la nueva
industria eléctrica. En 1870 patentó la teoría de la máquina magneto-
eléctrica para producir corriente continua.
En 1873, James Clerk Maxwell, matemático Inglés, formuló las cuatros
ecuaciones que sirven de fundamento de la teoría electromagnética.
Dedujo que la Luz es una onda electromagnética, y que la energía se
transmite por ondas electromagnéticas a la velocidad de la Luz.
En 1876 Alexander Graham Bell, escocés-americano, patentó el teléfono.
En 1884 Paul Nipkow inventa el primer sistema práctico de televisión con
un disco analizador de imágenes.
En 1888 Hertz recibió el reconocimiento por sus trabajos sobre las ondas
electromagnéticas: propagación, polarización y reflexión de ondas.
Innovaciones Del Siglo XX
Durante el siglo XX, los cambios parecen darse de una manera mucho mas
apresurada.
En 1901, Guillermo Marconi transmite la primera señal radio eléctrica
intercontinental por aire a través del Océano Atlántico.
En 1923, John Logie Baird y Charles F. Jenkins realizan las primeras
transmisiones de televisión por alambre.
En 1924 el Dr. Vladimir Kosma Zworkyn patenta el iconoscopio, que fue
el primer tubo de imagen para cámara de televisión.
En 1925 se desarrolla la válvula de filamento que da origen al primer
radio - receptor electrónico.
En 1927 se hacen las primeras transmisiones de televisión por línea
telefónica entre Nueva York y Washington DC.
En 1935, Edwin H. Amstrong realiza una demostración de un radio de
FM con gran éxito, ya que era una gran calidad de recepción (para la
época).
En 1936, con la máquina de Turing, el matemático inglés Alan Turing,
establece los principios teóricos del computador.
En 1940, Bell Labs y Western Digital fueron contratadas por el gobierno
para desarrollar sistemas de computación en el campo de batalla (los
tanques, aviones y navíos contaban con radios de FM), logrando con ello
que los radios se convirtieran una opción económicamente viable. En el
mismo período, se crean los tubos de vacio.
En 1941, Conrad Zuse construye el primer computador electrónico
programable.
1943 es la fecha en que se construye COLOSSUS, el primer computador
electrónico del mundo.
En 1946, la Federal Communications Comisión permite que AT&T instale
el primer sistema de telefonía móvil en la ciudad de St. Louis.
En 1947, Bell Labs presenta el concepto de Telefonía Móvil Celular.
En 1948, William Shockley inventa el transistor.
En 1957, el primer satélite orbital, el Sputnik I, es lanzado por los
soviéticos.
En 1961, el ingeniero Guillermo González Camarena obtiene en México y
Estados Unidos la patente de un nuevo sistema de TV a color,
llamado kaleidoscopio.
En 1962, el Telstart de los Bell Laboratories inició las primeras
transmisiones regulares de voz e imágenes.
En 1963 se fabrican los circuitos integrados.
En 1966, Corning Glass, patenta la fibra óptica.
En 1969 se conectaron cuatro computadoras, tres en California y una en
UTA, en la red que se conoció como ARPANET.
En 1971, el microprocesador de 4 bits es fabricado por INTEL
Corp. También, en ese año, se creó el primer programa para
enviar correo electrónico.
En 1973, Robert Metcalfe crea el estándar Eternet para conectar
ordenadores en redes de área local.
En 1980, el ejército norteamericano adopta como estándar el
protocolo TCP/IP. El ARPANET se separa de la red militar que lo originó
y nace el Internet.
En 1985 se establece firmemente el Internet como una tecnología que
ayudaba ampliamente a la comunidad de investigadores y
desarrolladores.
Comunicación Por Medio De Señales Eléctricas
La forma elemental para la generación de una señal electrónicamente
sobre una línea de comunicación de grado de voz es conocida como onda
sinusoidal. La cual también puede ser representada como una onda de tipo
cuadrada; ambas señales se muestran en la siguiente figura:
La onda senosoidal a una particular frecuencia (el número completo de
ciclos por unidad de tiempo) es aquella que empieza en un nivel cero y
alcanza gradualmente un nivel máximo y va decreciendo hasta llegar al nivel
mínimo y continuo así hasta completar el ciclo completo. A mayor número de
ciclos por unidad de tiempo, más alta será la frecuencia. La onda cuadrada
sigue el mismo proceso que la onda senosoidal, excepto que alcanza el
máximo nivel (y el mínimo) en forma instantánea y permanece por un
instante de tiempo, después cambia al mínimo nivel y permanece por un
instante de tiempo hasta completar el ciclo completo. Este nivel máximo y
mínimo representa un cero y uno ( 0 y 1) respectivamente. Para
comunicaciones sobre redes telefónicas por ejemplo en donde se emplean
frecuencias en el orden de 300 y 3,330 Hz, no es posible transmitir
información empleando directamente ondas senosoidales, debido a que las
señales se atenúan muy fácilmente a esas frecuencias. Para contrarrestar
esto, existen técnicas para permitir una mejor transmisión de la señal sobre
dichas frecuencias.
Modulación
La manipulación de esos cambios de las ondas senosoidales es un
proceso conocido como modulación/demodulación. La modulación es la
capacidad inherente de tomar la información digital (ondas cuadradas) y
modificar las frecuencias específicas de la señal portadora para que la
información pueda ser transmitida de un punto a otro sin ningún problema. La
demodulación es el proceso de regresar la información a su forma original.
Canal De Transmisión
Es el medio que soporta la propagación de señales acústicas,
electromagnéticas, de luz u ondas. Los canales de transmisión son
típicamente cables metálicos o fibra óptica que acotan (confinan) la señal por
si mismos, las radio transmisiones, la transmisión por satélite o por
microondas por línea de vista.
Los medios físicos que acarrean la información pueden ser de dos Tipos:
confinados (bounded) o limitados y no confinados (unbounded). En un medio
confinado, las señales se ven limitadas por el medio y no se salen de él -
excepto por algunas pequeñas pérdidas. Los medios no-confinados utilizan
el aire como medio de transmisión, y cada medio de transmisión viene siendo
un servicio que utiliza una banda del espectro de frecuencias. A todo el rango
de frecuencias se le conoce como espectro electromagnético. El espectro
electromagnético ha sido un recurso muy apreciado y como es limitado, tiene
que ser bien administrado y regulado. Los administradores del espectro a
nivel mundial son la WRC (World Radiocommunication Conference) de la
ITU-R (International Telecommunications Union Radiocommunications
sector). Esta entidad realiza reuniones mundialmente en coordinación con los
entes reguladores de cada país para la asignación de nuevas bandas de
frecuencia y administración del espectro. La asignación de bandas del
espectro varía de país a país. El objeto de estudio de este trabajo son los
medios no confinados.
Medios No Confinados
Microondas Terrestres
Los sistemas de microondas terrestres han abierto una puerta a los
problemas de transmisión de datos, sin importar cuales sean, aunque
sus aplicaciones no estén restringidas a este campo solamente. Las
microondas están definidas como un tipo de onda electromagnética
situada en el intervalo del milímetro al metro y cuya propagación puede
efectuarse por el interior de tubos metálicos. Es en sí una onda de corta
longitud. Tiene como características que su ancho de banda varia entre
300 a 3.000 MHz, aunque con algunos canales de banda superior, entre
3´5 Ghz y 26 Ghz. Es usado como enlace entre una empresa y un centro
que funcione como centro de conmutación del operador, o como un
enlace entre redes Lan. Para la comunicación de microondas terrestres
se deben usar antenas parabólicas, las cuales deben estar alineadas o
tener visión directa entre ellas, además entre mayor sea la altura mayor
el alcance, sus problemas se dan perdidas de datos por atenuación e
interferencias, y es muy sensible a las malas condiciones atmosféricas.
Otros dos medios utilizados en menor escala, y sólo cuando las
necesidades obligan, son los que componen las redes inalámbricas por
excelencia, las emisiones de infrarrojos y las de microondas terrestres.
Para las dos se precisa unas condiciones ambientales muy concretas,
pues están sujetas a múltiples interferencias, y aunque
las microondas son lógicamente superiores, ni las distancias, ni la
capacidad del medio, ni la velocidad, la convierten en un sistema muy
utilizado. Suelen utilizarse antenas parabólicas. Para conexiones a larga
distancia, se utilizan conexiones intermedias punto a punto entre antenas
parabólicas. Se suelen utilizar en sustitución del cable coaxial o las fibras
ópticas ya que se necesitan menos repetidores y amplificadores, aunque
se necesitan antenas alineadas. Se usan para transmisión de televisión y
voz.
La principal causa de pérdidas es la atenuación debido a que las
pérdidas aumentan con el cuadrado de la distancia (con cable coaxial y
par trenzado son logarítmicas). La atenuación aumenta con las lluvias.
Las interferencias es otro inconveniente de las microondas ya que al
proliferar estos sistemas, pude haber más solapamientos de señales. Por
lo general se utilizan antena parabólica de aproximadamente 3 metros de
diámetro, tienen que estar fijadas rígidamente. Este emite in estrecho
haz que debe estar perfectamente enfocado con la otra antena, en este
caso receptor. Es conveniente que las antenas este a una cierta
distancia del suelo para impedir que algún obstáculo se interponga en las
has. La distancia máxima entre antenas sin ningún obstáculo es de 7,14
Kms, claro que esta distancia se puede aumentar si se aprovecha a la
curvatura de la tierra haciendo refractar las microondas en la atmósfera
terrestre.
El uso principal de este tipo de trasmisión se da en las
telecomunicaciones de largas distancias, se presenta como alternativa
del cable coaxial o la fibra óptica. Este sistema necesita menor numero
de repetidores o amplificadores que el cable coaxial pero necesita que
las antenas estén alineadas. Los principales usos de las Microondas
terrestres son para la transmisión de televisión y vos. También se usan
para enlazar punto a punto dos edificios. La banda de frecuencia va
desde 2 a 40 GHz. Cuanto mayor es la frecuencia utilizada mayor es el
ancho de banda lo que da mayor velocidad virtual de transmisión. La
banda de frecuencia va desde 2 a 40 GHz. Cuanto mayor es la
frecuencia utilizada mayor es el ancho de banda lo que da mayor
velocidad virtual de transmisión.
Servicios de Interés Particular: Son aquellos establecidos por una
persona natural o jurídica para satisfacer sus necesidades internas de
comunicación, utilizando redes privadas. En esta categoría se incluyen
los servicios mediante red privada de telecomunicaciones, ya sea fija o
móvil, o utilizando enlaces multicanales de microondas terrestres o
estaciones terrenas para comunicación vía satélite, o cualquier
combinación de las anteriores, así como la operación de estaciones para
radioexperimentación. El medio de comunicación conocido como
microondas terrestres se compone de todas aquellas bandas de
frecuencia en el rango de 1 GHz en adelante. El término " microondas "
viene porque la longitud de onda de esta banda es muy pequeña
(milimétricas o micrométricas), resultado de dividir la velocidad de la luz
entre la frecuencia en Hertz. Pero por costumbre el término se asocia a la
tecnología conocida como microondas terrestres, que utilizan un par de
radios y antenas de microondas. Tanto los operadores de redes fijas
como los móviles utilizan las microondas para superar el cuello de botella
de la última milla de otros medios de comunicación.
Éste es un medio de transmisión que ya tiene muchas décadas de
uso: en el pasado las compañías telefónicas se aprovechaban de su alta
capacidad para la transmisión de tráfico de voz. Gradualmente, los
operadores reemplazaron el corazón de la red a fibra óptica, dejando
como medio de respaldo la red de microondas. Lo mismo sucedió con el
video, el cual fue sustituido por el satélite. A pesar de todo, las
microondas terrestres siguen conformando un medio de comunicación
muy efectivo para redes metropolitanas para interconectar bancos,
mercados, tiendas departa-mentales y radio bases celulares. Las
estaciones de microondas terrestres consisten en un par de antenas con
línea de vista -conectadas aun radio transmisor- que radian
radiofrecuencia (RF) en el orden de 1 GHz a 50 GHz.
Las principales frecuencias utilizadas en microondas se encuentran
alrededor de los 10-5 GHz, 18, 23 y 26 GHz, las cuales son capaces de
conectar dos localidades de hasta 24 kilómetros de distancia una de la
otra. Los equipos de microondas que operan a frecuencias más bajas,
entre 2-8GHz, puede transmitir a distancias de entre 30 y 45 kilómetros.
La única limitante de estos enlaces es la curvatura de la Tierra, aunque
con el uso de repetidores se puede extender su cobertura a miles de
kilómetros. Debido a que todas las bandas de frecuencias de microondas
terrestres ya han sido subastadas, para utilizar este servicio son
necesarias frecuencias permitidas por las autoridades de
telecomunicaciones; es muy frecuente el uso no autorizado de este tipo
de enlaces en versiones punto-punto y punto-multipunto. En el sitio Web
de la Cofetel se encuentra la lista de los permisionarios autorizados de
esta banda de frecuencias.
Satélite
Es un cuerpo que gira libremente alrededor de otro. Un satélite
terrestre natural es la Luna. Existen satélites terrestres artificiales que
han sido colocados en orbita por el hombre. El primer satélite de esta
clase fue el SPUTNIK (1957), enviado al espacio por los rusos. La
tecnología se fue perfeccionando y divulgando y otros países también lo
lograron. Hoy en día, colocar un satélite en orbita es una operación casi
rutinaria.
1. Satélites De TelecomunicacionesLos satélites artificiales han tenido múltiples usos (estudio de
fenómenos atmosféricos, determinación de zonas geológicas,
identificación de cosechas, inteligencia militar, etc.) pero los han
empleado sobre todo en las telecomunicaciones, para comunicar
grandes áreas. Los satélites hacen las veces de “repetidor”: recibe
la señal que viene de la antena y la retransmite a la Tierra.
Entonces las frecuencias en el enlace de subida (uplink) son
diferentes de la frecuencia de bajada (downlink).
Cuando se vio que los satélites de telecomunicaciones eran
eminentemente de índole internacional, se convoco a los países
para asociarse a una nueva organización especialmente dedicada a
estos satélites; se fundo así INTELSAT en 1965, de la cual
COMSAT tiene una participación el 23%. TELECOM también tiene
una participación en esta importante empresa mundial. En
Colombia se instalo la primera antena terrestre para
telecomunicaciones satelitales en Chocontá en 1970.
2. Orbitas GeoestacionariaLos satélites mantienen en orbita, pues existe equilibrio entre la
fuerza centrifuga, por la velocidad que llevan en la orbita, y la fuerza
de atracción de la gravedad terrestre. Dependiendo de la altura de
la orbita, el satélite toma más o menos tiempo en una
circunvolución: a mayor altura, el satélite toma más tiempo. Cuando
el satélite gira en una orbita situada sobre el plano ecuatorial y una
altura de cerca de 36.000 Kms sobre el nivel del mar, el tiempo de
giro es de 24 horas, con lo cual rota a la misma velocidad y en el
mismo plano que la tierra y por lo tanto parece estático respecto a
ella. A esta orbita se la conoce como orbita geoestacionaria.
Como los satélites deben estar separados los unos a los otros
para evitar interferencias, es obvio que el número de posiciones
geoestacionarias disponible es finito. Una manera sencilla de
diferenciar los diversos sistemas de satélites es por la altura a la
que se encuentran. También es un factor clave para determinar
cuantos satélites necesita un sistema para conseguir una cobertura
mundial y la potencia que debe tener. Dado cierto ancho de haz de
la antena del satélite, el área de cobertura del mismo será mucho
menor estando en una órbita de poca altura que estando en otra de
mayor altura. Sin embargo, la potencia necesaria para emitir desde
una órbita baja es muy inferior a la necesitada en casos de mayor
altura de la órbita.
3. Satélites Geo, Meo Y LeoLos expertos en satélites utilizan cuatro términos básicos para
describir las diversas altitudes, que son los que son: GEO, MEO,
LEO, los satélites colocados en la orbita geoestacionaria se
conocen como satélites GEO (Geostationary Eartht Orbit). Los
satélites en orbitas mas bajas se denominan LEO (Low Eartht Orbit)
y generalmente giran en orbitas del orden de mil Kms de altura.
Algunos con orbitas un poco mayores (del orden de 5.000 hasta
10.000 Kms) se les conoce como MEO (Medium Earth Orbit).
GEO: Abreviatura de Órbita Terrestre Geosíncrona. Los satélites
GEO orbitan a 35848 kilómetros sobre el ecuador terrestre. A
esta altitud, el periodo de rotación del satélite es exactamente 24
horas y, por lo tanto, parece estar siempre sobre el mismo lugar
de la superficie del planeta. La mayoría de los satélites actuales
son GEO. Los GEO precisan menos satélites para cubrir la
totalidad de la superficie terrestre. Sin embargo adolecen de un
retraso (latencia) de 0.24 segundos, debido a la distancia que
debe recorrer la señal desde la tierra al satélite y del satélite a la
tierra. Así mismo, los GEO necesitan obtener unas posiciones
orbítales específicas alrededor del ecuador para mantenerse lo
suficientemente alejados unos de otros (unos 1600 kilómetros o
dos grados).
MEO: Los satélites de órbita terrestre media se encuentran a una
altura de entre 10075 y 20150 kilómetros. A diferencia de los
GEO, su posición relativa respecto a la superficie no es fija. Al
estar a una altitud menor, se necesita un número mayor de
satélites para obtener cobertura mundial, pero la latencia se
reduce substancialmente. En la actualidad no existen muchos
satélites MEO, y se utilizan para posicionamiento.
LEO: Las órbitas terrestres de baja altura prometen un ancho de
banda extraordinario y una latencia reducida. Existen planes para
lanzar enjambres de cientos de satélites que abarcarán todo el
planeta. Los LEO orbitan generalmente por debajo de los 5035
kilómetros, y la mayoría de ellos se encuentran mucho más
abajo, entre los 600 y los 1600 kilómetros. A tan baja altura, la
latencia adquiere valores casi despreciables de unas pocas
centésimas de segundo.
Tres tipos de LEO manejan diferentes cantidades de ancho de
banda. Los LEO pequeños están destinados a aplicaciones de bajo
ancho de banda (de decenas a centenares de Kbps), como los
buscapersonas, e incluyen a sistemas como OrbComm. Los
grandes LEO pueden manejar buscapersonas, servicios de
telefonía móvil y algo de transmisión de datos (de cientos a miles de
Kbps). Los LEO de banda ancha (también denominados megaLEO)
operan en la franja de los Mbps y entre ellos se encuentran
Teledesic, Celestri y SkyBridge.
Saturación De Las Órbitas.
En algunos sectores se ha mostrado cierta preocupación por la gran
cantidad de satélites que podrían juntarse en una porción relativamente
pequeña del espacio, ya que son numerosos los sistemas de satélites LEO
proyectados. La zona de órbitas de baja altura (LEO), parte de la atmósfera
terrestre hasta una zona de alta radiación conocida como el "cinturón de Van
Allen". Son 900 Kilómetros de distancia que pueden albergar una cantidad
inmensa de recorridos. El proyecto de Teledesic no ocuparía más de 10 Km.
Allí podrían colocarse más de 60.000 satélites sin problemas, según George
Gilder, ácido analista de la revolución de la información, quien califica como
absurdo siquiera pensar en la posibilidad de una superpoblación de satélites.
Chatarra Espacial.
Una vez que los LEO se encuentren en órbita, se presenta todo un nuevo
conjunto de dificultades. En primer ligar existe el problema de la llamada
"chatarra espacial", que consiste en restos de las anteriores misiones
espaciales de todos los tamaños, velocidades y peligrosidades.
Pérdida Y Sustitución De Satélites.
Aunque los satélites no resulten alcanzados por los escombros espaciales,
cabe la posibilidad de que caigan a la atmósfera. A diferencia de los GEO,
que cuando acaban su vida útil se desplazan a una órbita de
estacionamiento unos pocos kilómetros más alejada de lo normal, los LEO se
desintegrarán en la atmósfera. Aunque la vida de un satélite oscila entre los
10 y 12 años, con los LEO debe tenerse en cuenta una política de sustitución
de satélites. Existen otras clases de orbitas que son:
Órbita Ecuatorial: En este tipo de órbita la trayectoria del satélite sigue
un plano paralelo al ecuador, es decir tiene una inclinación de 0.
Órbitas Inclinadas: En este curso la trayectoria del satélite sigue un
plano con un cierto ángulo de inclinación respecto al ecuador.
Órbitas Polares: En esta órbita el satélite sigue un plano paralelo al eje
de rotación de la tierra pasando sobre los polos y perpendicular al
ecuador.
Órbitas circulares: Se dice que un satélite posee una órbita circular si
su movimiento alrededor de la tierra es precisamente una trayectoria
circular. Este tipo de órbita es la que usan los satélites geosíncronos.
Órbitas elípticas (Monlniya): Se dice que un satélite posee una órbita
elíptica si su movimiento alrededor de la tierra es precisamente una
trayectoria elíptica. Este tipo de órbita posee un perigeo y un apogeo.
Estaciones Satelitales TerrestresEn general una estación terrestre se compone de los siguientes
elementos.
En El Lado Transmisor:
Un multiplexor
Un MODEM
Un convertidor(UP/DOWN CONVERTER)
Un amplificador de alta potencia(HPA)
Una antena transmisora
En El Lado Receptor Se Tienen Los Mismos Equipos, Los Cuales
Hacen La Función Inversa: Antena receptora
Amplificador de bajo ruido(LNA)
Convertidor de RF a IF
Demodulador
Demultiplexor
Huella Satelital
La zona terrestre en la cual se puede captar la señal que envía el satélite
se llama la Huella o Foot Print. Obviamente la señal se capta mejor en la
zona central, pues hacia los bordes la señal es más difícil de captar y se
requiere de antenas más potentes.
Sistemas Vsat
Se conforma un sistema VSAT (Very Small Apertura Terminal) cuando se
tiene un sitio central (Master o HUB) y un gran numero de estaciones
secundarias que tienen antenas pequeñas (de aproximadamente dos metros
de diámetro). La tecnología permite antenas más pequeñas que entonces se
llamarían USAT (Ultra Small Apertura Terminal).
El sistema VSAT puede ser de una sola vía, para enviar información del HUB
a las estaciones remotas. Si es bidereccional, debe establecerse un método
para que las estaciones envíen su información al HUB.
Ondas De Radio (Radio Frecuencia)
Por convención, la radio transmisión en la banda entre 3 MHz y 30 MHz es
llamada radio de alta frecuencia (HF) u ondas cortas. Las bandas de
frecuencia dentro del espectro de HF son asignadas por tratados
internacionales para servicios específicos como movibles (aeronáutico,
marítimo y terrestre), radiodifusión, radio amateur, comunicaciones
espaciales y radio astronomía. La radio de HF tiene propiedades de
propagación que la hacen menos confiable que otras frecuencias; sin
embargo, la radio de HF permite comunicaciones a grandes distancias con
pequeñas cantidades de potencia radiada.
Las ondas de radio de HF transmitidas desde antenas en la tierra siguen
dos trayectorias. La onda terrestre (groundwave) sigue la superficie de la
tierra y la onda aérea (skywave) rebota de ida y vuelta entre la superficie de
la tierra y varias capas de la ionosfera terrestre. La útil para comunicaciones
de hasta cerca de 400 millas, y trabaja particularmente bien sobre el agua.
La onda aérea propaga señales a distancias de hasta 4,000 millas con una
confiabilidad en la trayectoria de 90 %.
La trayectoria de propagación de las ondas aéreas son afectadas por dos
factores El ángulo y la frecuencia Si la onda radiada entra en la capa
ionizada con un ángulo mayor que él (ángulo crítico) entonces la onda no es
reflejada; pero si el ángulo es menor que la onda será reflejada y regresara a
la tierra. Ambos efectos son mostrados en las siguientes figuras.
El peso de la capa de la ionosfera afectara grandemente la distancia de
salto. La distancia también varia con la frecuencia de la onda transmitida. Ya
que el peso y la densidad de las capas de la ionosfera dependen también la
radiación solar, hay una significante diferencia entre la distancia de salto de
las transmisiones diurnas y las nocturnas. Las ondas terrestres en cambio
tienen un alcance más corto comparadas con las ondas aéreas. Las ondas
terrestres tienen tres componentes: la onda directa, la onda de superficie y la
onda reflejada. Las ondas terrestres son afectadas por la conductividad y las
características de la superficie de la tierra. A más alta conductividad mejor
transmisión, así las ondas terrestres viajan mejor sobre al agua del mar,
agua dulce, aguas pantanosas, etc. Sobre terreno rocoso y desierto la
transmisión es muy pobre, mientras que en zonas selváticas es
prácticamente inutilizable.
Las condiciones de humedad en el aire cercanas a la tierra afectan
grandemente las ondas terrestres. Las características de propagación de la
onda terrestre también son afectadas por la frecuencia de la onda. Como ya
vimos, una carga eléctrica en movimiento genera un campo magnético y un
campo eléctrico. Si en una antena (que pueden ser un par de cables
paralelos) se producen corrientes eléctricas que oscilan de t1 en positivo a t2
en negativo, se producen campos eléctricos y magnéticos que se propagan,
en teoría, hasta el infinito. El campo magnético rodea a la antena como una
piedra arrojada al agua y el campo eléctrico es perpendicular.
A la unión de los dos campos constituyen las ondas electromagnéticas y
su velocidad en el aire es ligeramente inferior a 300,000 Km./s. Cuando estas
ondas llegan a otro par de cables paralelos unidos a un circuito eléctrico
completo, producirá una fuerza electromotriz (fem) a la vez que obligan a los
electrones a moverse generando una corriente eléctrica muy pequeña, pero
suficiente para que los circuitos electrónicos la transformen en una señal de
alta energía que representa la transmisión radiofónica.
Las frecuencias usadas para la transmisión de radio van más allá de los
100 Kilociclos o Kilohertz. Observe la carátula de su receptor de radio para
ver los límites usados en la radio comercial. Las ondas de radio pierden
potencial inversamente proporcional al cubo de la distancia recorrida en el
aire. Pueden pasar obstáculos más fácilmente mientras menor es su
frecuencia, a mayor frecuencia viajan cada vez más en línea recta y son
absorbidas por la lluvia o el agua. En todas las frecuencias sufren
interferencia por campos eléctricos o magnéticos. Las ondas de radio de muy
baja, baja y mediana frecuencia (10 4 -10 7) viaja siguiendo la curvatura
terrestre, mientras que las de alta frecuencia (10 7 -10 8 Hz) pueden enviarse
hacia la ionosfera en donde rebotan como si hubiera una repetidora (sin
regenerar la señal) y tomar el rebote en una retransmisora. Las frecuencias
altas y muy altas son usadas para transmisiones militares.
Infrarrojo/Laser
Las ondas electromagnéticas de frecuencias superiores a las de los
microondas, pero inferiores a las de la luz del orden de los 100.000 GHz,
también se usan para transmisión de información. Las transmisiones de láser
de infrarrojo directo envuelven las mismas técnicas empleadas en la
transmisión por fibra óptica, excepto que el medio en este caso es el aire
libre. El láser tiene un alcance de hasta 10 millas, aunque casi todas las
aplicaciones en la actualidad se realizan a distancias menores de una milla.
Típicamente, las transmisiones en infrarrojo son utilizadas donde la
instalación de cable no es factible entre ambos sitios a conectar. Las
velocidades típicas de transmisión a esas distancias son 1.5 Mbps. La
ventaja del láser infrarrojo es que no es necesario solicitar permiso ante las
autoridades para utilizar esta tecnología. Debe de tenerse mucho cuidado, en
la instalación ya que los haces de luz pueden dañar al ojo humano. Por lo
que se requiere un lugar adecuado para la instalación del equipo. Ambos
sitios deben de tener línea de vista.
La luz infrarroja se comporta similar a la luz visible: se refleja en
superficies brillantes, pasa a través del vidrio y no atraviesa objetos opacos.
Estos rayos que se usan domésticamente en los controles remotos de
nuestros televisores, también se utilizan para redes de computadores con
una pequeña luz infrarroja que es muy útil en las transmisiones en distancias
cortas, la desventaja es que no debe haber ningún obstáculo entre el emisor
y el receptor. Mientras las frecuencias de radio se acercan a las frecuencias
de la luz visible se comportan menos como radio y más como luz. La luz
infrarroja no se puede usar en exteriores porque el sol las anula.
Para resolver el problema de que la brillantez del sol anula la luz infrarroja,
se usan rayos láser en pequeñas distancias. El rayo láser es una luz muy
potente y coherente (que no se dispersa fácilmente con la distancia). Para
distancias cortas las transmisiones vía láser / infrarrojo son una excelente
opción. Lo cual resulta en poco tiempo más económico que el empleo de
estaciones terrenas de microondas. El rayo láser es unidireccional y se utiliza
bastante para conectar LANs localizadas en diferentes edificios, necesitando
dos rayos por cada nodo.
El emisor usa un LED(Light Emitting Diode) para velocidades de hasta 10
Mbp, o un LD(Laser Diode) para velocidades superiores. La señal eléctrica
modula la intensidad de la luz infrarroja; en el extremo receptor, el fotosensor
detecta esas variaciones de intensidad y las convierte nuevamente a la señal
eléctrica. Componentes Básicos De Las Redes
Para poder formar una red se requieren
elementos: hardware, software y protocolos. Los elementos físicos se
clasifican en dos grandes grupos: dispositivos de usuario final (hosts) y
dispositivos de red. Los dispositivos de usuario final incluyen los
computadores, impresoras, escáneres, y demás elementos que brindan
servicios directamente al usuario y los segundos son todos aquellos que
conectan entre sí a los dispositivos de usuario final, posibilitando su
intercomunicación. El fin de una red es la de interconectar los componentes
hardware de una red , y por tanto, principalmente,
las computadoras individuales, también denominados hosts, a los equipos
que ponen los servicios en la red, los servidores, utilizando el cableado o
tecnología inalámbrica soportada por la electrónica de red y unidos por
cableado o radiofrecuencia. En todos los casos la tarjeta de red se puede
considerar el elemento primordial, sea ésta parte de un ordenador, de un
conmutador, de una impresora, etc. y sea de la tecnología que sea (ethernet,
Wi-Fi, Bluetooth, etc.)
Software
Sistema operativo de red: permite la interconexión 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 aplicación: en última instancia, todos los elementos se
utilizan para que el usuario de cada estación, pueda utilizar sus
programas y archivos específicos. Este software puede ser tan amplio
como se necesite ya que puede incluir procesadores de texto,
paquetes integrados, sistemas administrativos de contabilidad y áreas
afines, sistemas especializados, correos electrónico, 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.
HardwarePara lograr el enlace entre las computadoras y los medios de transmisión
(cables de red o medios físicos para redes alámbricas e infrarrojos o
radiofrecuencias para redes inalámbricas), es necesaria la intervención 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 comunicación y convirtiendo a esos datos a
un formato que pueda ser transmitido por el medio (bits, ceros y unos). Cabe
señalar que a cada tarjeta de red le es asignado un identificador único por su
fabricante, conocido como dirección MAC (Media Access Control), que
consta de 48 bits (6 bytes). Dicho identificador permite direccionar el tráfico
de datos de la red del emisor al receptor adecuado.
El trabajo del adaptador de red es el de convertir las señales eléctricas
que viajan por el cable (p.e.: red Ethernet) o las ondas de radio (p.e.: red Wi-
Fi) en una señal que pueda interpretar el ordenador.
Estos adaptadores son unas tarjetas PCI que se conectan en las ranuras
de expansión del ordenador. En el caso de ordenadores portátiles, estas
tarjetas vienen en formatoPCMCIA o similares. En los ordenadores del siglo
XXI, tanto de sobremesa como portátiles, estas tarjetas ya vienen integradas
en la placa base. Adaptador de red es el nombre genérico que reciben los
dispositivos encargados de realizar dicha conversión. Esto significa que
estos adaptadores pueden ser tanto Ethernet, como wireless, así como de
otros tipos como fibra óptica, coaxial, etc. También las velocidades
disponibles varían según el tipo de adaptador; éstas pueden ser, en Ethernet,
de 10, 100, 1000 Mbps o 10000, y en los inalámbricos, principalmente, de 11,
54, 300 Mbps.
Dispositivos de usuario final
Computadoras personales: son los puestos de trabajo habituales de
las redes. Dentro de la categoría de computadoras, y más
concretamente computadoras personales, se engloban todos los que
se utilizan para distintas funciones, según el trabajo que realizan. Se
incluyen desde las potentes estaciones de trabajo para la edición de
vídeo, por ejemplo, hasta los ligeros equipos portátiles, conocidos
como netbooks, cuya función principal es la de navegar por Internet.
Las tabletas se popularizaron al final de la primera década del siglo
XXI, especialmente por el éxito del iPad de Apple.
Terminal: muchas redes utilizan este tipo de equipo en lugar de
puestos de trabajo para la entrada de datos. En estos sólo se exhiben
datos o se introducen. Este tipo de terminales, trabajan unido a un
servidor, que es quien realmente procesa los datos y envía pantallas
de datos a los terminales.
Electrónica del hogar: las tarjetas de red empezaron a integrarse, de
forma habitual, desde la primera década del siglo XXI, en muchos
elementos habituales de los hogares: televisores, equipos
multimedia, proyectores, videoconsolas, teléfonos celulares, libros
electrónicos, etc. e incluso en electrodomésticos, como frigoríficos,
convirtiéndolos en partes de las redes junto a los tradicionales
ordenadores.
Impresoras: muchos de estos dispositivos son capaces de actuar
como parte de una red de ordenadores sin ningún otro elemento, tal
como un print server, actuando como intermediario entre la impresora
y el dispositivo que está solicitando un trabajo de impresión de ser
terminado. Los medios de conectividad de estos dispositivos pueden
ser alambricos o inalámbricos, dentro de este último puede ser
mediante: ethernet, Wi-Fi, infrarrojo o bluetooth. En algunos casos se
integran dentro de la impresora y en otros por medio de convertidores
externos.
Otros elementos: escáneres, lectores de CD-ROM.
ServidoresSon los equipos que ponen a disposición de los clientes los
distintos servicios. En la siguiente lista hay algunos tipos comunes de
servidores y sus propósitos:
Servidor de archivos: almacena varios tipos de archivo y los
distribuye a otros clientes en la red. Pueden ser servidos en distinto
formato según el servicio que presten y el medio: FTP, HTTP, etc.
Servidor de impresión: controla una o más impresoras y acepta
trabajos de impresión de otros clientes de la red, poniendo en cola los
trabajos de impresión (aunque también puede cambiar la prioridad de
las diferentes impresiones), y realizando la mayoría o todas las otras
funciones que en un sitio de trabajo se realizaría para lograr una tarea
de impresión si la impresora fuera conectada directamente con el
puerto de impresora del sitio de trabajo.
Servidor de correo: almacena, envía, recibe, enruta y realiza otras
operaciones relacionadas con el correo-e (e-mail) para los clientes de
la red.
Servidor de fax: almacena, envía, recibe, enruta y realiza otras
funciones necesarias para la transmisión, la recepción y la distribución
apropiadas de los fax, con origen y/o destino una computadora o un
dispositivo físico de telefax.
Servidor de telefonía: realiza funciones relacionadas con la telefonía,
como es la de contestador automático, realizando las funciones de un
sistema interactivo para la respuesta de la voz, almacenando los
mensajes de voz, encaminando las llamadas y controlando también la
red o Internet, etc. Pueden operan con telefonía IP o analógica.
Servidor proxy: realiza un cierto tipo de funciones en nombre de
otros clientes en la red para aumentar el funcionamiento de ciertas
operaciones (p. ej., prefetching y depositar documentos u otros datos
que se soliciten muy frecuentemente). También «sirve» seguridad;
esto es, tiene un firewall (cortafuegos). Permite administrar el acceso
a Internet en una red de computadoras permitiendo o negando el
acceso a diferentes sitios web, basándose en contenidos,
origen/destino, usuario, horario, etc.
Servidor de acceso remoto (Remote Access Service, RAS): controla
las líneas de módems u otros canales de comunicación de la red para
que las peticiones conecten una posición remota con la red,
responden las llamadas telefónicas entrantes o reconocen la petición
de la red y realizan los chequeos necesarios de seguridad y otros
procedimientos necesarios para registrar a un usuario en la red.
Gestionan las entradas para establecer la redes virtuales
privadas (VPN).
Servidor web: almacena documentos HTML, imágenes, archivos de
texto, escrituras, y demás material web compuesto por datos
(conocidos normalmente como contenido), y distribuye este contenido
a clientes que la piden en la red.
Servidor de streaming: servidores que distribuyen multimedia de
forma continua evitando al usuario esperar a la descarga completa del
fichero. De esta forma se pueden distribuir contenidos tipo radio,
vídeo, etc. en tiempo real y sin demoras.
Servidor de reserva (standby server): tiene el software de reserva de
la red instalado y tiene cantidades grandes de almacenamiento de la
red en discos duros u otras formas del almacenamiento disponibles
para que se utilice con el fin de asegurarse de que la pérdida de un
servidor principal no afecte a la red. El servidor de reserva lo puede
ser de cualquiera de los otros tipos de servidor, siendo muy habituales
en los servidores de aplicaciones y bases de datos.
Servidor de autenticación: es el encargado de verificar que un
usuario pueda conectarse a la red en cualquier punto de acceso, ya
sea inalámbrico o por cable, basándose en el estándar 802.1x y puede
ser un servidor de tipo RADIUS.
Servidores para los servicios de red: estos equipos gestionan
aquellos servicios necesarios propios de la red y sin los cuales no se
podrían interconectar, al menos de forma sencilla. Algunos de esos
servicios son: servicio de directorio para la gestión d elos usuarios y
los recursos compartidos, Dynamic Host Configuration
Protocol (DHCP) para la asignación de las direcciones IP en redes
TCP/IP, Domain Name System (DNS) para poder nombrar los equipos
sin tener que recurrir a su dirección IP numérica, etc.
Servidor de base de datos: permite almacenar la información que
utilizan las aplicaciones de todo tipo, guardándola ordenada y
clasificada y que puede ser recuperada en cualquier momento y sobre
la base de una consulta concreta. Estos servidores suelen utilizar
lenguajes estandarízados para hacer más fácil y reutilizable la
programación de aplicaciones, uno de los más populares es SQL.
Servidor de aplicaciones: ejecuta ciertas aplicaciones. Usualmente
se trata de un dispositivo de software que proporciona servicios de
aplicación a las computadoras cliente. Un servidor de aplicaciones
gestiona la mayor parte (o la totalidad) de las funciones de lógica de
negocio y de acceso a los datos de la aplicación. Los principales
beneficios de la aplicación de la tecnología de servidores de aplicación
son la centralización y la disminución de la complejidad en el
desarrollo de aplicaciones.
Servidores de monitorización y gestión: ayudan a simplificar las
tareas de control, monitorización, búsqueda de averías, resolución de
incidencias, etc. Permiten, por ejemplo, centralizar la recepción de
mensajes de aviso, alarma e información que emiten los distintos
elementos de red (no solo los propios servidores). El SNMP es un de
los protocolos más difundidos y que permite comunicar elementos de
distintos fabricantes y de distinta naturaleza.
Y otros muchos dedicados a múltiples tareas, desde muy generales a
aquellos de una especifidad enorme.
Almacenamiento en redEn las redes medianas y grandes el almacenamiento de datos principal no
se produce en los propios servidores sino que se utilizan dispositivos
externos, conocidos como disk arrays (matrices de discos) interconectados,
normalmente por redes tipo SAN o Network-Attached Storage (NAS). Estos
medios permiten centralizar la información, una mejor gestión del
espacio, sistemas redundantes y de alta disponibilidad. Los medios de copia
de seguridad suelen incluirse en la misma red donde se alojan los medios de
almacenamiento mencionados más arriba, de esta forma el traslado de datos
entre ambos, tanto al hacer la copia como las posibles restauraciones, se
producen dentro de esta red sin afectar al tráfico de los clientes con los
servidores o entre ellos.
Dispositivos de redLos equipos informáticos descritos necesitan de una determinada
tecnología que forme la red en cuestión. Según las necesidades se deben
seleccionar los elementos adecuados para poder completar el sistema. Por
ejemplo, si queremos unir los equipos de una oficina entre ellos debemos
conectarlos por medio de un conmutador o unconcentrador, si además hay
un varios portátiles con tarjetas de red Wi-Fi debemos conectar un punto de
acceso inalámbrico para que recoja sus señales y pueda enviarles las que
les correspondan, a su vez el punto de acceso estará conectado al
conmutador por un cable. Si todos ellos deben disponer de acceso a Internet,
se interconectaran por medio de un router, que podría ser ADSL, ethernet
sobre fibra óptica, broadband, etc.
Los elementos de la electrónica de red más habituales son:
Conmutador de red (switch),
Enrutador (router),
Puente de red (bridge),
Puente de red y enrutador (brouter),
Punto de acceso inalámbrico (Wireless Access Point, WAP).
Protocolos de redesExisten diversos protocolos, estándares y modelos que determinan el
funcionamiento general de las redes. Destacan el modelo OSI y el TCP/IP.
Cada modelo estructura el funcionamiento de una red de manera distinta. El
modelo OSI cuenta con siete capas muy definidas y con funciones
diferenciadas y el TCP/IP con cuatro capas diferenciadas pero que combinan
las funciones existentes en las siete capas del modelo OSI.3 Los protocolos
están repartidos por las diferentes capas pero no están definidos como parte
del modelo en sí sino como entidades diferentes de normativas
internacionales, de modo que el modelo OSI no puede ser considerado una
arquitectura de red.4
Modelo OSIEl modelo OSI (Open Systems Interconnection) fue creado por la ISO y se
encarga de la conexión entre sistemas abiertos, esto es, sistemas abiertos a
la comunicación con otros sistemas. Los principios en los que basó su
creación eran: una mayor definición de las funciones de cada capa, evitar
agrupar funciones diferentes en la misma capa y una mayor simplificación en
el funcionamiento del modelo en general.
Este modelo divide las funciones de red en siete capas diferenciadas:
# Capas Unidad de intercambio
7
.Capa de aplicación APDU
6
.Capa de presentación PPDU
5
.Capa de sesión SPDU
4
.Capa de transporte TPDU
3
.Capa de red Paquete de red
2
.
Capa de enlace de
datos
Trama de red (Marco /
Trama)
1
.Capa física Bit
Modelo TCP/IPEste modelo es el implantado actualmente a nivel mundial: fue utilizado
primeramente en ARPANET y es utilizado actualmente a nivel global
en Internet y redes locales. Su nombre deriva de la unión de los nombres de
los dos principales protocolos que lo conforman: TCP en la capa de
transporte e IP en la capa de red.5 Se compone de cuatro capas:
# CapasUnidad de
intercambio
4
.Capa de aplicación no definido
3
.Capa de transporte Paquete de red
2
.Capa de red (red / interred)
no
definido (Datagrama)
1
.
Capa de enlace de datos (enlace / nodo a
red)??
Otros estándaresExisten otros estándares, más concretos, que definen el modo de funcionamiento
de diversas tecnologías de transmisión de datos. La siguiente lista no es completa,
sólo muestra algunos ejemplos:
Tecnología EstándarAño de primera
publicaciónOtros detalles
EthernetIEEE
802.31983 -
Token RingIEEE
802.519706 -
WLANIEEE
802.1119977 -
BluetoothIEEE
802.1520028 -
FDDI ISO 1987 Reúne un
9314-xconjunto de
estándares.
PPPRFC
166119949 -
Clasificación de las redesUna red puede recibir distintos calificativos de clasificación sobre la base
de distintas taxonomías: alcance, tipo de conexión, tecnología, etc.
Por alcance
Red de área personal (Personal Area Network, PAN) es una red de
computadoras usada para la comunicación entre los dispositivos de la
computadora cerca de una persona.
Red inalámbrica de área personal (Wireless Personal Area
Network, WPAN), es una red de computadoras inalámbrica para la
comunicación entre distintos dispositivos (tanto computadoras, puntos
de acceso a internet, teléfonos celulares, PDA, dispositivos de
audio, impresoras) cercanos al punto de acceso. Estas redes
normalmente son de unos pocos metros y para uso personal, así
como fuera de ella. El medio de transporte puede ser cualquiera de los
habituales en las redes inalámbricas pero las que reciben esta
denominación son habituales en Bluetooth.
Red de área local (Local Area Network, LAN), es una red que se
limita a un área especial relativamente pequeña tal como un cuarto, un
solo edificio, una nave, o un avión. Las redes de área local a veces se
llaman una sola red de localización. No utilizan medios o redes de
interconexión públicos.
Red de área local inalámbrica (Wireless Local Area
Network, WLAN), es un sistema de comunicación de datos
inalámbrico flexible, muy utilizado como alternativa a las redes de área
local cableadas o como extensión de estas.
Red de área de campus (Campus Area Network, CAN), es una red
de computadoras de alta velocidad que conecta redes de área local a
través de un área geográfica limitada, como un campus universitario,
una base militar, hospital, etc. Tampoco utiliza medios públicos para la
interconexión.
Red de área metropolitana (Metropolitan Area Network, MAN) es
una red de alta velocidad (banda ancha) que da cobertura en un área
geográfica más extensa que un campus, pero aun así limitado. Por
ejemplo, un red que interconecte los edificios públicos de un municipio
dentro de la localidad por medio de fibra óptica.
Red de área amplia (Wide Area Network, WAN), son redes
informáticas que se extienden sobre un área geográfica extensa
utilizando medios como: satélites, cables interoceánicos, Internet,
fibras ópticas públicas, etc.
Red de área de almacenamiento (Storage Area Network, SAN), es
una red concebida para conectar servidores, matrices (arrays) de
discos y librerías de soporte, permitiendo el tránsito de datos sin
afectar a las redes por las que acceden los usuarios.
Red de área local virtual (Virtual LAN, VLAN), es un grupo de
computadoras con un conjunto común de recursos a compartir y de
requerimientos, que se comunican como si estuvieran adjuntos a una
división lógica de redes de computadoras en la cual todos los nodos
pueden alcanzar a los otros por medio de broadcast (dominio
debroadcast) en la capa de enlace de datos, a pesar de su diversa
localización física. Este tipo surgió como respuesta a la necesidad de
poder estructurar las conexiones de equipos de un edificio por medio
de software, permitiendo dividir un conmutador en varios virtuales.
Por tipo de conexiónMedios guiados
Cable de par trenzado: es una forma de conexión en la que dos
conductores eléctricos aislados son entrelazados para tener menores
interferencias y aumentar la potencia y disminuir la diafonía de los
cables adyacentes. Dependiendo de la red se pueden utilizar, uno,
dos, cuatro o más pares trenzados.
Cable coaxial: se utiliza para transportar señales electromagnéticas
de alta frecuencia, el cual posee un núcleo sólido (generalmente de
cobre) o de hilos, recubierto por un material dieléctrico y una malla o
blindaje, que sirven para aislar o proteger la señal de información
contra las interferencias o ruido exterior.
Fibra óptica: es un medio de transmisión empleado habitualmente en
redes de datos; un hilo muy fino de material transparente, vidrio o
materiales plásticos, por el que se envían pulsos de luz que
representan los datos a transmitir.
Medios no guiados
Red por radio es aquella que emplea la radiofrecuencia como medio
de unión de las diversas estaciones de la red.
Red por infrarrojos (Infrared Data Association, IrDA), permiten la
comunicación entre dos nodos, usando una serie
de ledes infrarrojos para ello. Se trata de emisores/receptores de
ondas infrarrojas entre ambos dispositivos, cada dispositivo necesita
al otro para realizar la comunicación por ello es escasa su utilización a
gran escala. No disponen de gran alcance y necesitan de visibilidad
entre los dispositivos.
Red por microondas, es un tipo de red inalámbrica que
utiliza microondas como medio de transmisión. Los protocolos más
frecuentes son: el IEEE 802.11b y transmite a 2,4 GHz, alcanzando
velocidades de 11 Mbps (Megabits por segundo); el rango de 5,4 a
5,7 GHz para el protocolo IEEE 802.11a; el IEEE 802.11n que permite
velocidades de hasta 600 Mbps; etc.
Por relación funcional
Cliente-servidor es la arquitectura que consiste básicamente en un
cliente que realiza peticiones a otro programa (el servidor) que le da
respuesta.
Peer-to-peer, o red entre iguales, es aquella red de computadoras en
la que todos o algunos aspectos funcionan sin clientes ni servidores
fijos, sino una serie de nodos que se comportan como iguales entre sí.
Por tecnología
Red punto a punto (point to point, PtP) es aquella en la que existe
multitud de conexiones entre parejas individuales de máquinas. Este
tipo de red requiere, en algunos casos, máquinas intermedias que
establezcan rutas para que puedan transmitirse paquetes de datos. El
medio electrónico habitual para la interconexión es el conmutador,
o switch.
Red de Difusión (broadcast) se caracteriza por transmitir datos por
un sólo canal de comunicación que comparten todas las máquinas de
la red. En este caso, el paquete enviado es recibido por todas las
máquinas de la red pero únicamente la destinataria puede procesarlo.
Los equipos unidos por un concentrador (hub), forman redes de este
tipo.
Red multipunto, dispone de una línea o medio de comunicación cuyo
uso está compartido por todas las terminales en la red. La información
fluye de forma bidireccional. Los terminales pueden estar separados
geográficamente.
Por topología física
Topologías físicas de red.
Red en bus (bus o “conductor común”) o Red lineal (line): se
caracteriza por tener un único canal de comunicaciones (denominado
bus, troncal o backbone) al cual se conectan los diferentes
dispositivos.
Red en anillo' (ring) o Red circular: cada estación está conectada a la siguiente y la última está conectada a la primera. Además, puede compararse con la Red en cadena margarita (dDaisy chain).
Red en estrella (star): las estaciones están conectadas directamente
a un punto central y todas las comunicaciones se han de hacer
necesariamente a través de éste.
Red en malla (mesh): cada nodo está conectado a todos los otros.
Red en árbol (tree) o Red jerárquica: los nodos están colocados en
forma de árbol. Desde una visión topológica, la conexión en árbol es
parecida a una serie de redes en estrella interconectadas salvo en que
no tiene un nodo central.
Red híbrida o Red mixta: se da cualquier combinación de las
anteriores. Por ejemplo, circular de estrella, bus de estrella, etc.
Por la direccionalidad de los datos
Simplex o unidireccional: un equipo terminal de datos transmite y otro
recibe.
Half-duplex o semidúplex: el método o protocolo de envío de
información es bidireccional pero no simultáneo bidireccional, sólo un
equipo transmite a la vez.
Full-duplex o dúplex: los dos equipos involucrados en la
comunicación lo pueden hacer de forma simultánea, transmitir y
recibir.
Por grado de autentificación[editar]
Red privada: es una red que solo puede ser usada por algunas
personas y que está configurada con clave de acceso personal.
Red de acceso público: una red pública se define como una red que
puede usar cualquier persona y no como las redes que están
configuradas con clave de acceso personal. Es una red de
computadoras interconectados, capaz de compartir información y que
permite comunicar a usuarios sin importar su ubicación geográfica.
Por grado de difusión
Una intranet es una red privada de computadoras que utiliza
tecnología de Internet para compartir dentro de una organización parte
de sus sistemas de información y sistemas operacionales.
La Internet es un conjunto descentralizado de redes de comunicación
interconectadas que utilizan la familia de protocolos TCP/IP,
garantizando que las redes físicas heterogéneas que la componen
funcionen como una red lógica única, de alcance mundial.
Por servicio o función
Red comercial proporciona soporte e información para una empresa
u organización con ánimo de lucro.
Red educativa proporciona soporte e información para una
organización educativa dentro del ámbito del aprendizaje.
Red para el proceso de datos proporciona una interfaz para
intercomunicar equipos que vayan a realizar una función de cómputo
conjunta.
Conclusión
Componentes Básicos De Las Redes Para poder formar una red se
requieren elementos: hardware, software y protocolos. Los elementos físicos
se clasifican en dos grandes grupos: dispositivos de usuario final (hosts) y
dispositivos de red. Los dispositivos de usuario final incluyen los
computadores, impresoras, escáneres, y demás elementos que brindan
servicios directamente al usuario y los segundos son todos aquellos que
conectan entre sí a los dispositivos de usuario final, posibilitando su
intercomunicación.
Internet es un método de interconexión de redes de computadoras
implementado en un conjunto de protocolos llamados TCP/IP y garantiza que
redes físicas heterogéneas función en como una red (lógica) única. Hace su
aparición por primera vez en 1969, cuando ARPAnet establece su primera
conexión entre tres universidades en California y una en Utah. Ha tenido la
mayor expansión en relación a su corta edad comparada por la extensión de
este medio. Su presencia en todo el mundo, hace de Internet un medio
masivo, donde cada uno puede informarse de diversos temas en las
ediciones digitales de los periódicos, o escribir según sus ideas en blog o
subir material audiovisual como en el popular sitio YouTube.