modulo redes y servicios telematicos v1

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD

ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA CONTENIDO DIDÁCTICO DEL CURSO: 208017 – REDES Y SERVICIOS TELEMATICOS

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA

ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA

PROGRAMA DE INGENIERÍA DE SISTEMAS

208017 – REDES Y SERVICIOS TELEMÁTICOS

GERARDO GRANADOS ACUÑA

EDGAR RODRIGO ENRIQUEZ ROSERO Director de Curso

BUCARAMANGA Diciembre - 2010



ASPECTOS DE PROPIEDAD INTELECTUAL Y VERSIONAMIENTO

El presente módulo fué diseñado en el año 2010 por el Ing. Gerardo Granados Acuña, docente de la UNAD, y ubicado en el CEAD de Bucaramanga, el Ing. Granados es Ingeniero de Sistemas de la Universidad Industrial de Santander y Especialista en Telecomunicaciones de la Universidad Autónoma de Bucaramanga; se ha desempeñado como tutor y docente en la UNAD desde el 2004 hasta el presente y ha sido catedrático de diversas universidades del departamento de Santander.



INTRODUCCIÓN

El ser humano siempre ha sentido la necesidad de comunicarse, bien sea para expresar un punto de vista, para aprender algo o simplemente para ser escuchado.

La evolución del hombre ha estado marcada por la necesidad expandirse y de alcanzar todos los puntos del orbe. Para esto ha ideado mecanismos de comunicación, que en su acelerado proceso de desarrollo se han convertido en las tecnologías de las telecomunicaciones.

El campo de las telecomunicaciones es una enorme mezcla de estándares, tecnologías, arquitecturas y servicios. Tan vasto que se necesitarían cientos de textos para resumirlo y dada la premura de las necesidades del hombre actual, es conveniente ser concreto y conciso para presentar una visión aproximada del mismo.

Es por ésta razón, que he invertido buena parte de motivación y de tiempo para contribuir, con este documento, al entendimiento de las principales redes y servicios de telecomunicaciones de mayor impacto en la actualidad.

Muchas de las facilidades de nuestra vida diaria están siendo soportadas por las redes y los servicios de telecomunicaciones. Por citar algunos casos tenemos que el uso de la tecnología de comunicación celular se fundamenta en una red distribuida de celdas de procesamiento de llamadas, los sistemas de cajeros electrónicos se apoyan en bases de datos distribuidas sobre redes de ordenadores, y el correo electrónico es un servicio de almacenamiento y envío de información de manera transparente. Sin olvidar además la importancia de tecnologías emergentes como la telefonía IP, las redes de almacenamiento, las redes de contenido y los sistemas de acceso a internet inalámbrico de alta velocidad, por decir algunas.



El curso de Redes y servicios de Telecomunicaciones, ofrecido por la Escuela de Ciencias Básicas e Ingenierías de la UNAD, tiene asignados 2 créditos académicos y corresponde al campo de formación del Programa de Ingeniería de Telecomunicaciones. Es de carácter teórico ya que se espera que el estudiante asimile los elementos conceptuales y adquiera un buen nivel de conocimiento y comprensión acerca de las tecnologías y servicios de telecomunicaciones más relevantes en la actualidad.

El presente módulo se ha estructurado en dos unidades temáticas que resumen los aspectos más importantes e implícitos en el campo de las redes y servicios de telecomunicaciones. Estas unidades son en su orden: fundamentos de redes de telecomunicación - redes de telefonía y redes de datos.

En la primera unidad se abordan los aspectos conceptuales necesarios para iniciar el estudio de las Telecomunicaciones. Se presenta en detalle un panorama de las telecomunicaciones junto con su importancia global. También se analizan las redes de telefonía fijas y las redes de telefonía inalámbrica, base de las comunicaciones del presente y del futuro.

La segunda unidad expone los elementos claves que conforman las redes de datos. Se abordan las redes de computación, las redes inalámbricas y un conjunto de redes especiales de gran auge actualmente. La unidad finaliza con la exposición del fenómeno de la convergencia.

Teniendo en cuenta que la mayoría de los desarrollos en las tecnologías que soportan las telecomunicaciones, tienen su origen en los países industrializados y en especial en los países angloparlantes, se han incluido los términos en inglés de uso común para referirse a las tecnologías que se utilizan en las redes y servicios expuestos. Es por esto que se encontrarán palabras como mainframe, router, access point, switch, trunk, roaming y muchas otras que están referenciadas a largo del módulo, con la consideración de haber incluido la traducción correspondiente y un glosario de ampliación de conceptos tanto en los pie de página como al final del módulo.

Igualmente, considerando la cantidad de siglas, abreviaturas y acrónimos que constantemente se manejan al profundizar en los diversos tópicos de las telecomunicaciones, se ha incluido un glosario de siglas con aproximadamente setenta (70) ítems con su correspondiente traducción. Todo lo anterior con el fin de familiarizar y facilitar el uso de los términos, así como evitar emplear tiempo valioso en búsquedas externas.



Para dar una mayor claridad a los temas tratados, en el presente módulo se han incluido más de cuarenta (40) figuras ilustrativas, en su mayor parte de autoría personal, con su correspondiente explicación dentro del texto.

A través del desarrollo de las diferentes unidades temáticas se pretende que el estudiante asimile los fundamentos conceptuales de los sistemas de telecomunicaciones, su uso y los requerimientos para su desarrollo. Además, el módulo tiene la finalidad de que el estudiante adquiera las destrezas necesarias para reconocer las tecnologías y servicios mas apropiados de implementar en las organizaciones.

El Autor.



INDICE DE CONTENIDO

Página UNIDAD 1. FUNDAMENTOS DE REDES DE TELECOMUNICACIÓN - REDES DE TELEFONÍA 10 CAPITULO 1: INTRODUCCIÓN A LAS TELECOMUNICACIONES 12 Lección 1: Que son las telecomunicaciones ? 12 Lección 2: Telecomunicaciones abarcarán el mundo 13 Lección 3: Usuarios finales, nodos y conectividades 15 Lección 4: Marcación telefónica y enrutamiento 19 Lección 5: Necesidades de telecomunicación en las organizaciones 21 CAPITULO 2: REDES TELEFÓNICAS 23 Lección 6: Propagación del sonido y tecnología telefónica 23 Lección 7: Sistemas de transmisión analógica metálica 25 Lección 8: Sistemas de transmisión digital metálica 26 Lección 9: Sistemas de transmisión digital óptica 28 Lección 10: Telefonía IP 29 CAPITULO 3: TELEFONÍA INALÁMBRICA 31 Lección 11: Ondas de radio 31 Lección 12: Tecnología celular 35 Lección 13: Técnicas de multiplexación 38 Lección 14: Redes GSM 40 Lección 15: Redes 1G, 2G, 2.5 y 3G 42 UNIDAD 2. REDES DE DATOS 45 CAPITULO 1: REDES DE COMPUTACIÓN 47 Lección 1: Evolución de la computación en red 47 Lección 2: Computación cliente/servidor 50 Lección 3: Modelo de referencia OSI - ISO 52 Lección 4: Protocolos TCP-IP 55 Lección 5: Redes de pequeñas empresas y redes corporativas

58

CAPITULO 2: REDES INALÁMBRICAS 61 Lección 6: Redes inalámbricas de área local 61 Lección 7: Beneficios de las redes inalámbricas 63



Lección 8: Elementos de una red inalámbrica 65 Lección 9: Topologías inalámbricas 74 Lección 10: Escenarios de aplicación de las redes inalámbricas 76

CAPITULO 3: REDES ESPECIALES Y CONVERGENCIA 80 Lección 11: Redes de televisión por cable (CATV) 80

Lección 12: Redes de Contenido 82 Lección 13: Redes de Almacenamiento (SAN) 85 Lección 14: Redes LMDS 86 Lección 15: Convergencia en telecomunicaciones 88 Glosario de Acrónimos 91 Glosario de Términos 94



LISTADO DE GRÁFICOS Y FIGURAS

Pág.

Figura 1. Telecomunicaciones 13

Figura 2. Globalización de las telecomunicaciones 14

Figura 3. Integración de la RPTC 16

Figura 4. Funciones de los usuarios finales, nodos y conectividad 17

Figura 5. Loop del Suscriptor 17

Figura 6. Loops de Suscriptor y Enlaces Troncales (Trunks) 18

Figura 7. Conectividad suscriptor a suscriptor con dos oficinas centrales 20

Figura 8. Funcionamiento del teléfono 24

Figura 9. Canales y multiplexación 25

Figura 10. Función de un repetidor 27

Figura 11. Jerarquía de canales SONET 29

Figura 12. Modelos de Telefonía Convencional y Telefonía IP 30

Figura 13. Espectro Electromagnético 33

Figura 14. Patron de 7 celdas sin reuso de frecuencias 36

Figura 15. Modelo de Sistema de Telefonía Célular 36

Figura 16. Técnicas de Multiplexación 39

Figura 17. La red GSM 41

Figura 18. Necesidades de comunicación en red 47

Figura 19. Comunicación Cliente/Servidor 51



Figura 20. Funcionamiento del modelo OSI 55

Figura 21. Correspondencia entre los modelos OSI y TCP/IP 56

Figura 22. Ambiente de red con direcciones IP 57

Figura 23. Red SOHO 58

Figura 24. Red de pequeña compañia 60

Figura 25. Red WLAN 61

Figura 26. Movilidad 63

Figura 27. Áreas difíciles de cablear 64

Figura 28. Diferentes modelos de tarjetas inalámbricas 67

Figura 29. Estación Base 68

Figura 30. Conexiones Punto-a-Punto y Punto-a-Multipunto 69

Figura 31. Punto de acceso y Enrutador Inalámbrico 69

Figura 32. Computadores portátiles, Notebooks, Tablets 72

Figura 33. Periféricos Inalámbricos 73

Figura 34. Configuración IBSS 74

Figura 35. Configuración BSS 75

Figura 36. Configuración ESS 76

Figura 37. Red CATV completamente coaxial 81

Figura 38. Red CATV híbrida Fibra / Coaxial 82

Figura 39. Estructura de una Red de Contenido 83

Figura 40. Estructura de una Red SAN 85

Figura 41. Arquitectura de Red LMDS 87

Figura 42. Convergencia 89



UNIDAD 1

Nombre de la Unidad FUNDAMENTOS DE REDES DE TELECOMUNICACIÓN - REDES DE TELEFONÍA

Introducción La presente unidad se compone de tres capítulos introductorios, organizados de manera que se inicie con un conjunto de conceptos claves y poco a poco se incremente el nivel de complejidad. En el primer capítulo se presenta una visión concisa de las telecomunicaciones en el panorama actual y se dan algunas definiciones básicas de los elementos relacionados con las telecomunicaciones a nivel general. Además se destaca el papel que cumplen las telecomunicaciones en las organizaciones. El siguiente capitulo expone de manera detallada la estructura y los componentes de la tecnología telefónica. Se presentan los diferentes sistemas de transmisión que se usan en modelos de telefonía, así como un análisis general de la telefonía IP. La unidad finaliza con un capítulo dedicado a la telefonía inalámbrica. Se exponen los fundamentos de la transmisión inalámbrica y se abordan los aspectos relacionados con tecnicas de multiplexación y las redes celulares. Bienvenido a esta primera unidad y se espera que sus contenidos sean de interés para su desarrollo profesional en el campo de las telecomunicaciones..

Justificación Al igual que con cualquier nuevo tema, para abordar el conocimiento de las redes de telecomunicaciones y de las redes de telefonía se debe hacer a partir de los fundamentos. Sólo así se obtienen las bases necesarias para ir profundizando en este tema tan interesante.

Intencionalidades Formativas

Que el estudiante describa los aspectos inherentes a las telecomunicaciones a nivel global, sus elementos constitutivos así como su importancia en las



organizaciones. Que el estudiante conozca e identifique de manera clara el concepto, propiedades y características de una red telefónica, los sistemas de transmisión analógicos y digitales junto con la telefonía IP. Que el estudiante comprenda la importancia de la telefonía inalámbrica para el desarrollo de la sociedad a través plataformas como las redes GSM y las redes 3G.

Denominación de capítulos

Cap. 1. Introducción a las Telecomunicaciones Cap. 2. Redes Telefónicas Cap. 3. Telefonía Inalámbrica



CAPITULO 1: INTRODUCCIÓN A LAS TELECOMUNICACIONES

Introducción

En éste primer capítulo se abordan los aspectos conceptuales necesarios para iniciar el estudio de las redes y servicios de telecomunicaciones. Se presenta un paronama global de las telecomunicaciones, resaltando los elementos claves como usuarios, nodos y conectividades. Adicionalmente, se incluye una lección dedicada a explorar las diversas necesidades de telecomunicación en las organizaciones.

Lección 1: Que son las Telecomunicaciones

Mucha gente denomina “Telecomunicaciones” a la industria mas lucrativa del mundo. En muchos países millones de hogares cuentan con servicio telefónico y en algunos hasta un 50% poseen acceso a Internet. De igual manera, cada vez se incrementa mas el número de teléfonos móviles llegando, en la mayor parte de los países, a superar la cantidad de teléfonos fijos existentes. Las redes de televisión por cable así como las redes datos permanentemente se extienden por todo el orbe hasta alcarzar una cobertura total en muchas áreas. En los países desarrollados las empresas de telecomunicaciones se constituyen en las corporaciones de mayor tamaño tanto en activos e ingresos como en número de empleados.

Según el diccionario Webster’s las telecomunicaciones son definidas como “comunicaciones a distancia”. El diccionario de estándares de la IEEE1 las define como “transmisión de señales sobre largas distancias mediante telégrafo, radio o televisión”. Otro término que a menudo se escucha es el de “comunicación eléctrica”, el cual se considera un término descriptivo con una extensión más amplia.

1 El Instituto de Ingenieros Electricos y Electrónicos (IEEE / Institute of Electrical and Electronics Engineers) es una organización fundada en 1963 que incluye estudiantes, ingenieros y científicos. Es el principal organismo de coordinación de estándares a nivel mundial.



Figura 1. Telecomunicaciones

Fuente: El Autor

Algunos tienen la apreciación de que las telecomunicaciones son un servicio que está relacionado únicamente con la telefonía de voz y que el proveedor típico de éste servicio es la compañía de teléfonos. Aquí se quiere presentar una visión más amplia, asociando el fenómeno de las telecomunicaciones con la comunicación eléctrica a distancia de voz, datos e imágenes (TV y fax2). Estos medios por lo tanto se considerarán en la mayor parte del módulo. La palabra medio es también usada para describir “lo que transporta las señales de telecomunicaciones”. Actualmente los medios de transmisión utilizados son de cuatro tipos básicos: cable de pares, cable coaxial, fibra óptica y ondas de radio.

Lección 2: Telecomunicaciones abarcarán el mundo

En las naciones industrializadas, el teléfono es aceptado como una forma de vida. El teléfono fijo se conecta a la Red Pública Telefónica Conmutada (RPTC) para comunicaciones de voz locales, nacionales e internacionales. Estas mismas conexiones telefónicas pueden transportar datos e información de imágenes (i.e. televisión).

El computador personal (PC / Personal Computer) está comenzando a tomar un papel similar al del teléfono y la fusión de estas dos tecnologiás es un hecho contundente. En muchos casos el PC utiliza la conectividad telefónica para acceder a Internet y a los servicios de correo electrónico. Las redes de televisión por cable (CATV / Community Antenna Television) ofrecen otras formas de conectividad suministrando tanto comunicación telefónica como servicios de

2 Fax es la abreviatura de Facsímil y es una tecnología de transmisión de texto o gráficos sobre líneas telefónicas en forma digitalizada.



Internet. En el caso del acceso a Internet, las redes CATV pueden ser más eficientes que una lína telefónica dado su alta capacidad de ancho de banda.

En otro escenario, se encuentran los sistemas de transmisión por radio3 incorporados al teléfono bajo la tecnología de comunicación celular, la cual está comenzando a ofrecer servicios de comunicación de datos (incluyendo Internet), imágenes (fax) y como voz.

Figura 2. Globalización de las telecomunicaciones

Fuente: El Autor

En otro escenario, se encuentran los sistemas de transmisión por radio4 incorporados al teléfono bajo la tecnología de comunicación celular, la cual está comenzando a ofrecer servicios de comunicación de datos (incluyendo Internet), imágenes (fax) y como voz.

Si se cuenta el número de dispositivos que uno posee en el hogar para transportar algún tipo de señal de control o función de alerta, se encuentran elementos como controles remotos de televisión, controles para portones eléctricos, equipos de sonido, DVDs5, controles inalámbricos para equipos de consolas de juego (Xbox, Wii, etc), controles para sistemas de seguridad casera y teléfonos inalámbricos, entre otros.

En algunos países un suscriptor potencial tiene que esperar meses o años por un teléfono fijo (línea telefónica). Los servicios de telefonía celular, en cambio,

3 Ondas electromagnéticas con una longitud no superior a los 3 mm. Las ondas de radio se usan para transmitir una amplia variedad de señales y servicios mediante múltiples rangos de frecuencias y tipos de modulación como radio AM y FM, transmisiones en microondas, televisión, telefonía inalámbrica, etc. 4 Ondas electromagnéticas con una longitud no superior a los 3 mm. Las ondas de radio se usan para transmitir una amplia variedad de señales y servicios mediante múltiples rangos de frecuencias y tipos de modulación como radio AM y FM, transmisiones en microondas, televisión, telefonía inalámbrica, etc. 5 El video disco digital (DVD / Digital Video Disc) es una tecnología de almacenamiento óptico digital y el acrónimo usado para designar el equipo para ver películas.



pueden ser adquiridos en una hora con el simple hecho de comprar el dispositivo celular y firmar un contrato de servicio.

La RPTC que se utiliza para comunicaciones telefónicas, ha incrementado cada vez más el tráfico de comunicaciones de datos. Las líneas telefónicas (RPTC) pueden ser arrendadas o alquiladas en modo dial-up (marque y use) para conexiones de datos y con esto se expande el fenómeno de comunicaciones de datos sobre líneas de voz. Los servicios de fax también se utilizan sobre RPTC en el modo dial-up. Los sistemas de conferencia sobre RPTC igualmente se han incrementado y son uno de los segmentos de mayor crecimiento. De lo anterior se concluye que la tendencia de conectividad de datos excede el uso del teléfono sobre la RPTC.

Existe otra tendencia creciente por parte de los usuarios hacia el abandono de la RPTC y es el uso de enlaces satelitales6, enlaces de microondas7 y fibra óptica. Además algunas corporaciones desarrollan su propia infraestructura de comunicaciones mediante una combinación de fibra óptica, cableado de cobre, microondas y comunicaciones por satélite contando con múltiples proveedores de servicios de comunicación.

Se concluye que la tendencia de las telecomunicaciones es expandirse y globalizarse de manera que faciliten el transporte de voz y datos en todo el mundo.

Lección 3: Usuarios finales, nodos y conectividades

Toda red de telecomunicaciones (ie. RPTC) está integrada por redes locales interconectadas por una o más redes de larga distancia. Este concepto se ilustra en la figura 3. La RPTC es regulada por el gobierno o puede ser un monopolio del gobierno. En países como Colombia la RPTC es un organismo privado regulado por el gobierno y se denomina TELECOM.

6 Un satélite, ubicado en una órbita espacial, actúa como una estación de retransmisión de señales. Recibe las señales procedente de una estacion terrestre, las amplifica y las restransmite a una o más estaciones ubicadas a grandes distancias. 7 Un enlace de comunicaciones que utiliza transmisiones de ondas de radio punto-a-punto en frecuencias de hasta 1 GHz.



Figura 3. Integración de la RPTC

Fuente: El autor

Los usuarios finales son las entradas en la red y a su vez los destinatarios de la misma. Utilizan dispositivos de entrada y salida como un PC, teléfono fijo, teléfono inalámbrico, fax, equipo de conferencia TV, etc. Para acceder a la red se conectan a través de nodos, los cuales son puntos de unión en un sistema de transmisión donde las líneas o enlaces convergen. Un nodo por lo general desarrolla una función de conmutación8 que genera un enlace de comunicación entre los usuarios.

La conectividad9 enlaza un usuario final a un nodo, y desde allí posiblemente a través de otros nodos con algún otro usuario final para establecer la comunicación. La figura 4 ilustra este concepto.

La IEEE define una conexión como “una asociación de canales, sistemas de conmutación y otras unidades funcionales con la finalidad de proveer los medios para transferir información entre dos o más puntos en una red de telecomunicaciones”. Considerando lo anterior, los usuarios finales se asumen como usuarios telefónicos y se comunican a través de canales10 de voz (también pueden ser canales de datos o video).

8 Es un método de comunicaciones que utiliza conexiones temporales en lugar de conexiones permanentes para establecer un enlace o enrutar las comunicaciones entre dos sitios. 9 Capacidad de un dispositivo hardware o software para trabajar con otros dispositivos a través de una red de comunicaciones. 10 Un canal es un camino o enlace de comunicaciones a través del cual pasa la información entre dos dispositivos. En telecomunicaciones, un canal es un medio para transferir información (datos, sonido, video) en forma analógica o digital. Un canal de comunicaciones puede ser un enlace físico tal como un cable que conecta dos computadores en una red o puede consistir de ondas electromagnéticas, en una frecuencia determinada, viajando por el aire como la radio y la televisión.



Figura 4. Funciones de los usuarios finales, nodos y conectividad

Fuente: El Autor

Existen tres estados secuenciales para desarrollar una llamada telefónica: Instalación de la llamada, intercambio de información y finalización de la llamada.

La instalación de la llamada es el estado donde un circuito es establecido y activado. Para esto se requiere un loop de suscriptor (cables que conectan el teléfono con la central telefónica) y el descolgar el telefóno indica a la RTC que el usuario solicita un servicio. Si hay disponibilidad de circuito la RPTC responde al usuario con un tono audible (dial tone). El usuario que llama entonces reconoce que puede iniciar la marcación de los dígitos en el teléfono. La figura 5 muestra un teléfono conectado a través de un loop de suscriptor a la RPTC. El loop es “alimentado” eléctricamente por una batería en el lado de la RPTC.

Figura 5. Loop del Suscriptor

Fuente: El Autor

Una vez el usuario marque el número telefónico, se establece una conexión con el usuario destino y el switch le envía un tono de “ring” indicándole que alguíen en el otro extremo del circuito desea establecer comunicación telefónica. Tan pronto el usuario destino “descuelga” el teléfono la llamada pasa a la fase de intercambio de información.



Cuando uno de los usarios finales “cuelga” el teléfono la llamada pasa a la fase de finalización, se libera el circuito de comunicación y queda disponible para comunicar otros usuarios.

En el caso que un usuario (suscriptor) desee llamar a otro usuario fuera del servicio de area local de su respectivo switch11, la instalación de la llamada será similiar a lo explicado, excepto que el suscriptor que llama será conmutado (switching) y conectado a un enlace troncal de salida (trunk)12. Como se aprecia en la figura 6, los enlaces troncales son caminos de transmisión que interconectan switches.

Figura 6. Loops de Suscriptor y Enlaces Troncales (Trunks)

Fuente: El Autor

La IEEE define un enlace troncal como “un camino de transmisión entre oficinas centrales” y el medio de transmisión que utiliza puede ser cable de pares, cable de fibra óptica, microondas y comunicaciones satelitales.

11 A lo largo de este capítulo se asume el concepto de Switch como Oficina Central de telefonía. 12 Un enlace troncal es un canal que conecta dos estaciones de conmutación (oficinas centrales) y transporta un gran número de llamadas telefónicas al mismo tiempo.



Lección 4: Marcación telefónica y enrutamiento

Cada suscriptor en el mundo se encuentra identificado por un número el cual se encuentra geográficamente vinculado con una localización física13. El número telefónico está compuesto por siete dígitos. Por Ejemplo:

234-5678

Los últimos 4 dígitos identifican la línea del suscriptor y los primeros tres dígitos (ie: 234) el switch servidor en su area local.

Considerando la capacidad numérica teórica se puede plantear el siguiente argumento: Como el número suscriptor consiste de los últimos 4 dígitos, se tiene una capacidad teórica de 10,000. El primer número usado sería 0000, el segundo 0001 y así sucesivamente hasta el último 9999.

Continuando con el análisis, los primeros tres dígitos identifican al switch servidor (oficina central) y su capacidad máxima teórica es 1,000. Si se asignan estos números en secuencia el primer switch será el 001, el segundo 002 y así sucesivamente hasta el último 999. Pero en el caso particular de los switches hay números bloqueados como el 000 ya que el primer dígito 0 se utiliza en algunos países para marcar al operador.

El sistema de numeración para Norte América (Estados Unidos, Canadá y las Islas del Caribe) es establecido por el Plan de Numeración Norteamericano (NANP / North American Numbering Plan). Allí establece que los códigos de las oficinas centrales (switches) se expresan en la forma “NXX” donde N puede ser cualquier número entre 2 y 9 y X puede ser cualquier número entre 0 y 9. Los números que inician con 0 o 1 son bloqueados en el caso del primer dígito N. Esto reduce el total de oficinas centrales a 800, y dentro de esos 800 números existen 3 números bloqueados como 555 para asistencia técnica, 958 y 959 para pruebas locales en las oficinas centrales.

Cuando se involucra un servicio de larga distancia nacional al número telefónico se le adicionan 3 dígitos, que por lo general se denominan códigos de área y en el Plan de Numeración Norteamericano se denominan “NPA” (números para plan de área) o códigos NPA.

13 Esto cambiará. Actualmente en los países desarrollado se está trabajando en la portabilidad de número telefónico fijo, de manera que si un usario se radica en otra ciudad su línea telefónica se trasladará con el y el número telefónico no cambiará.



Como ejemplo de comunicación entre oficinas centrales se presenta el siguiente caso: Un usuario final desea comunicarse con otro que se encuentra en una oficina central diferente. Si se denomina 234 la oficina central del usuario que llama y 447 la oficina central del usuario llamado, en la figura 7 se aprecia gráficamente la conectividad.

Figura 7. Conectividad suscriptor a suscriptor con dos oficinas centrales

Fuente: El Autor

Suponiendo que el número del usuario destino es 447-8765, para enrutar la llamada, la oficina central del usuario origen sólo trabajará con los primeros 3 dígitos del número destino y buscará en una tabla local por el enrutamiento14 a la oficina central 447, entonces tomará una acción con esa información. Luego se asigna un enlace troncal disponible para esta ruta y se dirige la llamada a la oficina central 447. Allí la oficina central destino identifica el número marcado como propio y lo conecta con el loop de suscriptor correcto (8765), envía un tono de “ring” y con esto alerta al usuario final destino. Tan pronto el usuario destino “descuelga” el teléfono se establece la llamada e inicia la fase de intercambio de información, que junto con la fase de finalización de llamada son similares a lo expuesto en la lección 4.

14 Genéricamente el enrutamiento se conoce como el proceso de enviar información desde un dispositivo origen a un dispositivo destino, atravesando varias redes.



Lección 5: Necesidades de telecomunicación en las o rganizaciones

Cuando se plantea el establecimiento de las telecomunicaciones en una organización, lo primero que de debe analizar es: “Qué se desea que hagan las telecomunicaciones por la organización?“. La respuesta a esta pregunta depende de varios factores:

• El sector en que desempeña la organización (comercio, industria, transporte, etc).

• El tipo de negocios de la organización (venta de servicios, venta de productos, etc).

• El tamaño de los negocios en la organización.

Por ejemplo, si la organización se dedica al alquiler de vehículos y toda la competencia posee números de marcación gratuitos (línea 800) se tendrá que hacer un ajuste y adquirir un número 800. Si la empresa vende productos costosos y exóticos la estrategia podría ser implementar un portal web15 con una base de datos para recopilar la información de los posibles visitantes.

Teniendo en cuenta lo anterior, los servicios de telecomunicaciones que demandan los clientes en las organizaciones se encuentran en las siguientes categorías:

Servicios de Voz

Es el servicio estándar que proveen las RPTC. Si se requiere este servicio, el siguiente aspecto a analizar es si la mayoría de las llamadas son entrantes o salientes, o una combinación de los dos. Si la mayoría de llamadas son salientes y sólo se reciben una pocas llamadas entrantes en una semana, un servicio de voz estándar es todo lo que se requiere. En caso contrario se requiere la instalación de un call center para dar trámite a la gran cantidad de llamadas entrantes.

Servicios de Llamada Gratuita

Un número telefónico gratuíto es un número especial que permite el ingreso de llamadas desde cualquier lugar sin que el usuario origen tenga que incurrir en gastos. El usuario destino es quien cancela el costo de la llamada. Cuánto paga el 15 Un portal web (en inglés site) es un sitio web que ofrece información y servicios sobre Internet. Contiene enlaces de comunicaciones, contenidos de información y computadores servidores que atienden las solicitudes de los usuarios (clientes).



usuario destino es parte de los acuerdos a los cuales llegue con el proveedor del servicio. Si se revisa en el recibo de llamadas y se encuentra que la mayoría de ellas son entrantes, la organización se podría beneficiar con un servicio de llamadas gratuítas. Para muchas empresas el no tener un número de llamadas gratuítas puede ser desastrozo, en especial en casos en los cuales los clientes potenciales solicitan bastante información.

Servicios de Datos

Este servicio por lo general se refiere a las comunicaciones que no son de voz como el correo electrónico, los mensajes de texto y los servicios de fax que son transmitidos a través de redes privadas. Gran parte de las organizaciones necesitan conectar sus sedes mediante redes de datos e intercambiar información de tipo digital. La transmisión de datos puede hacerse de muchas formas y la desición está basada en la ubicación de las oficinas, la frecuencia de transmisión de datos y la cantidad de datos transmitidos.

Servicios de Internet

Cada oficina requiere una conexión a Internet, bien sea para habilitar a los empleados a recibir correo electrónico como para ofrecer sus servicios a través de un portal web. Algunas organizaciones usan Internet para estudiar la competencia o para visitar los sitios web de los proveedores o hacer pedidos, rastrear envíos de mercancía o solicitar servicios de diversa índole. Existe una realidad inherente a la sociedad de la información que consiste en el incremento constante de las comunicaciones a través de Internet.

Servicios inalámbricos

Las empresas que desean mantener contactos con su personal en varias ocasiones lo hacen utilizando servicios de comunicación y acceso inalámbrico. En muchas organizaciones los empleados se conectan a las bases de datos mediante computadores portátiles, agendas electrónicas, teléfonos celulares y demás tecnologías móviles.



CAPITULO 2: REDES TELEFÓNICAS

Introducción

En éste segundo capítulo se exponen en forma específica, los elementos asociados con la propagación del sonido y la tecnología telefónica. Asimismo, se incluye un estudio de los diferentes sistemas de transmisión bajo la modalidad analógica y digital. El capítulo finaliza con el desarrollo de una temática de gran interés actual como es la telefonía IP.

Lección 6: Propagación del sonido y tecnología tele fónica

La telefonía implica la transmisión de sonido sobre distancias. Este sonido es a menudo voz, aunque también puede ser música o datos. La Red Telefónica Pública Conmutada (RPTC) construída en muchos países durante el último siglo tenía la función básica de transportar voz. Pero es un hecho que las empresas e individuos de hoy pueden transmitir voz, datos, imágenes, video y otros tipos de información sobre esta red. Antes de discutir como la transmisión ocurre electrónicamente es importante considerar la naturaleza del sonido humano y como se propaga.

Sonido es producido por las cuerdas vocales, instrumentos musicales, aviones, el viento, y millones de otras fuentes. El sonido es creado por regiones de alta y baja presión en el aire circundante que estimulan el oído interno para generar impulsos que el cerebro reconoce como sonido. El aire es el medio de transmisión de sonido. La transmisión se produce mecánicamente a medida que las regiones de alta y baja presión rápidamente se mueven a través del aire, de la misma manera que ondas de agua se desplazan a través un estanque.

Como en toda transmisión mecánica, sonido incurre en pérdidas a medida que se aleja de la fuente, llegando a ser cada vez más débil. Esto es porque su energía, concentrada en su totalidad al emitirse, se extiende a medida que las ondas se desplazan. Se convierte también en débil y suave debido forma inelástica en que moléculas de aire chocan unas con otras. Estas pérdidas limitan la distancia a la que un discurso inteligible puede ser enviado a través del aire. Se puede, sinembargo, amplificar el sonido que sale de la fuente, pero incluso esto limita la



transmisión de sonido a distancias de 900 metros o menos. Por lo tanto, la transmisión de sonido en distancias más largas requiere mecanismos distintos a la transmisión mecánica por el aire.

La invención del teléfono en 1876 marcó el comienzo de nuestra capacidad para enviar conversaciones de voz en distancias largas. Es un dispositivo para convertir energía mecánica en energía eléctrica de ida y vuelta. Esta conversión técnica significó que una señal que modelaba la onda de presión de voz, podría ser enviada por alambres de cobre y periódicamente podía ser amplificada para superar las pérdidas eléctricas. Con esto se logró la transmisión a través cientos o miles de kilómetros, en lugar de sólo a unos pocos cientos de metros permitidos por sóla transmisión mecánica del aire.

Todo tipo de auricular telefónico contiene un micrófono alimentado por un voltaje constante suministrado por la red telefónica. Este micrófono es llenado con gránulos de carbón y se encuentra en conexión en serie con la potencia de la batería (ver figura 8). Su resistencia varia a medida que las ondas de presión de voz alternativamente comprimen y liberan los gránulos. El circuíto obedece la ley de ohm que relaciona voltaje, corriente y resistencia (Voltage = Corriente x Resistencia). Por lo tanto, las ondas de presión de voz producen una corriente de señal variable (señal eléctrica) que modela las ondas de presión.

Figura 8. Funcionamiento del teléfono

Fuente: El Autor



La señal eléctrica puede transmitirse por la red a otro teléfono conectado, donde se encuentra un ser humano en el receptor. En algunos de estos dispositivos, la señal eléctrica altera la potencia de un electroimán que genera vibraciones en un delgado disco metálico. Estas vibraciones causan ondas de presión variables entre el dispositivo receptor y el oído humano. Estas ondas de presión son convertidas en sonido por el oído y el cerebro.

El dispositivo telefónico nos dá el transductor16 necesario para convertir energía mecánica en energía eléctrica y de ida y regreso. Concluyendo, toda señal que se encuentre en su forma eléctrica puede ser transmitida sobre largas distancias.

Lección 7: Sistemas de transmisión analógica metáli ca

En las primeras redes telefónicas, la información de voz analógica era transportada en banda ancha de extremo a extremo a través de todos los elementos de la red. Las líneas de acceso a la red transportaban representaciones eléctricas de señales de voz en banda ancha. Las oficinas centrales (switches) soportaban miles de conexiones eléctricas para trasmitir señales y los sistemas de transmisión por lo tanto eran optimizados para el transporte de señales en banda ancha entre oficinas centrales. Para ser económicos y eficientes, muchas señales de banda angosta (ie. 4000 Hz), cada una representando una conversación de voz eran multiplexadas17 (intercaladas) en el sistema de transmisión para ser transportadas entre oficinas centrales. Un ejemplo de esto se representa en la figura 9, la cual ilustra como muchos canales de banda angosta eran multiplexados en uno de banda ancha.

Figura 9. Canales y multiplexación

Fuente: El Autor

16 Un transductor es un dispositivo que convierte una forma de energía en otra. 17 La multiplexación es una técnica que se utiliza en comunicaciones y operaciones de entrada/salida para transmitir un número separado de señales simultáneamente sobre una única línea o canal.



Cada canal de 4000 Hz es capaz de transportar una conversación telefónica de voz desde una oficina central a otra y, bajo este criterio, los sistemas de transmisión analógica metálica crecieron de manera jerárquica operando por muchos años pero con sus respectivos inconvenientes. A este esquema de multiplexación se le denominó transmisión por división de frecuencias (FDM / Frequency Division Multiplexing)

Tal vez la desventaja más significativa de la tecnología de transmisión FDM es el problema de la calidad de las señales. A medida que una señal de banda ancha atraviesa un canal de transmisión pierde energía debido al medio (cables de cobre) en un proceso llamado atenuación18. Para compensar esta pérdida de señal se idearon sistemas de amplificación19, pero así como se amplificaban las señales también se amplificaba el ruído inherente a los cables. Esto causó un efecto acumulativo a medida que las señales atravesaban muchos amplificadores, de manera que al final las señales quedaban tan distorsionadas como intelegibles.

Un inconveniente adicional asociado con la tecnología FDM era el costo involucrado en mantener una alta calidad de la señal. Para preservar calidad de la señal sobre la distancia, se requería una lógica electrónica muy costosa. Y los costos crecían a medida que se expandían las redes. Por estas razones, el uso de tecnología FDM en las redes telefónicas analógicas ha ido abandonándose en favor de las técnicas digitales.

Lección 8: Sistemas de transmisión digital metálica

En 1962, AT&T20 encargó el primer sistema de transmisión digital metálica entre una oficina central en el centro de Chicago y otro en Skokie, Illinois. Desde ese momento, migración de la red telefónica hacia la tecnología digital ha sido rápida y completa. Con la excepción de los loops de usuario (los bucles locales), hoy la red telefónica opera enteramente en el reino digital (para conmutación y transmisión). Los sistemas de transmisión digital están optimizados para el transporte de señales en banda base21.

18 La atenuación es el debilitamiento o pérdida de potencia de una señal transmitida desde el origen hasta el destino. 19 Proceso de aumento de la potencia de una señal para que sea transportada eficientemente. 20 American Telegraph & Telephone (AT&T) es una empresa Estadoudinense de telecomunicaciones que suministra servicio de voz, datos e imágenes. 21 Banda base es una tecnología de telecomunicaciones en la cual el medio de transmisión (fibra óptica, cable) transporta un único mensaje a la vez en forma digital (1s y 0s).



El paso de señales de banda ancha22 a señales de banda base puede parecer extraño a primera vista. Después de todo, la voz humana es banda ancha, es decir, las ondas de presión de voz que son emitidas por el tracto vocal varían continuamente entre entre algunos valores mínimos y máximos de intensidad. Porqué entonces convertir una señal de banda ancha a una señal de banda base para transmitir mediante una red ?

La respuesta es simple, las señales en banda base, así como sus homólogas en banda ancha, pierden energía al atravesar un medio físico. En el mundo de la banda ancha el fenómeno de la atenuación es abordado mediante el uso de amplificadores, y como se expuso en la lección anterior esto generó muchos problemas debidos a los altos costos de la lógica electrónica.

En el mundo de la banda base la forma de manejar el fenómeno de la atenuación es diferente. En lugar de amplificar una señal de banda base cuando su energía cae por debajo de un nivel determinado, los sistemas de transmisión digital metálica usan una técnica llamada regeneración para recuperar una señal atenuada. Mediante un dispositivo comúnmente llamado repetidor (o regenerador), una señal de banda base atenuada es literalmente reconstruida a partir de cero en cada ubicación donde se encuentre un repetidor.

La figura 10 muestra el proceso de regeneración gráficamente. La función de entrada del repetidor lee los unos (1s) y los ceros (0s), los cuales, aunque atenuados (y quizás corruptos por el ruído), son aún reconocidos como 1s y 0s.

Figura 10. Función de un repetidor

Fuente: El Autor

En su salida, el repetidor reconstruye el patrón de bits entrantes con perfecta fidelidad. En el proceso cualquier ruído introducido en la señal puede ser “eliminado” en el repetidor. Así, utilizando un sistema de transmisión digital, la señal que llegue al receptor es una copia exacta de la señal enviada por el transmisor, incluso si miles de kilómetros separan a las dos.

22 Banda Ancha es una tecnología en la cual el medio de transmisión (fibra óptica, cable) transporta multiples mensajes al mismo tiempo.



Esta ventaja de la tecnología digital sólo fue suficiente para dar impulso a la conversión de toda red telefónica terrestre a la tecnología digital. Como un beneficio adicional, la electrónica digital tiende a ser más económica en comparación la electrónica analógica.

Lección 9: Sistemas de transmisión digital óptica

Siguiendo con la evolución de los sistemas de telefonía, aunque en el decenio de 1970 los circuítos telefónicos T-323 eran a veces instalados utilizando medios de comunicación coaxial, esto resultó en una problemática en términos de instalación y mantenimiento.

A principios de los 80s, la tecnología de fibra óptica comenzó a utilizarse para entregar servicios telefónicos DS-324 y los sistemas de fibra empleados para éste propósito eran asincrónicos25 en naturaleza. Estos usaban transmisión por división del tiempo (TDM / Time Division Multiplexing) sobre cable de fibra óptica monomodo para transportar múltiples canales DS-3s entre oficinas centrales y las tasas de transferencia digital eran del orden de los 565 Mbpps. El mayor problema con estos sistemas de transmisión digital óptica, es que la totalidad de los equipos utilizados debían ser del mismo proveedor ya que no existía el concepto de compatibilidad entre proveedores.

Para dar solución a éste problema se creó el estándar Red Óptica Sincrónica (SONET / Synchronous Optical Network) el cuál es un estándar para el transporte de telecomunicaciones en redes de fibra óptica.

23 T-3 Es un tipo especial de circuíto de telefonía digital que puede manejar 44Mbps y el equivalente a 672 canales de voz digitales. 24 Acrónimo para Digital Services-3 y consiste en un dispositivo que puede administrar comunicaciones digitales sobre un canal T-3. 25 En un proceso de comunicación asincrónico el dispositivo origen y el dispositivo destino no necesitan una señal de tiempo para enviar y recibir información.



Figura 11. Jerarquía de canales SONET

Fuente: El Autor

La figura 11 presenta la jerarquía de canales SONET. En el ámbito de SONET las señales son referidas como Señales de Transporte Sincrónico (STS / Synchronous Transport Signal).

Como se aprecia en la figura 11, la tasa de transferencia básica para canales en la jerarquía SONET es el nivel STS-1 que opera a 51.84 Mbps. El siguiente nivel en la jerarquía es el STS-3. Nótese que las señales SONET de alta velocidad son múltiplos exactos de las señales de baja velocidad. Así el servicio STS-3 en 155.52 Mbps es exactamente 3 veces el servicio STS-1 tasa de 51.84 Mbps. De igual manera, el servicio STS-12 (en el rango 622.08 Mbps) es exactamente 4 veces el servicio STS-3 y 12 veces el servicio STS-1.

En conclusión SONET surgió como un estándar para unificar las tasas de transferencia de información en comunicaciones digitales facilitando la interoperabilidad entre redes de transmisión óptica.

Lección 10: Telefonía IP

Inicialmente, la atracción de la telefonía IP fue el costo reducido de las llamadas. Hoy, con llamadas de larga distancia relativamente económicas, el ahorro es mínimo. Sinembargo, utilizar voz sobre IP (VoIP26) es aún muy atractivo y continúa la tendencia hacia la globalización de ésta tecnología.

26 Técnicamente VoIP es la utilización de los protocolos de internet (TCP/IP) para transmitir comunicaciones de voz. VoIP entrega audio digitalizado en forma de paquetes y se utiliza para transmisiones sobre intranets, extranets e internet. VoIP incluye las comunicaciones computador-a-computador, computador-a-teléfono e inclusive teléfono-a-teléfono.



La telefonía IP ha ido madurando desde 1995 y la industria poco a poco a comenzado a darse cuenta que el verdadero poder de ésta tecnología no radica en reemplazar los servicios ofrecidos por la RPTC sino brindar nuevas aplicaciones y servicios.

VoIp son las siglas de Voz sobre IP (Internet Protocol) y esta tecnología funciona muy similar al teléfono tradicional. Sin embargo, en lugar de conexión a la Red Telefónica Pública Conmutada (RPTC), el sistema telefónico se conecta directamente a Internet. Para hacer un paralelo de VoIP vs RPTC se analiza el siguiente caso:

Cuando se usa un teléfono normal para hacer una llamada de larga distancia, la voz se transmite (generalmente en forma digital) sobre la RPTC y debido a esto el proveedor del servicio telefónico factura de acuerdo a las tarifas establecidas por minuto de llamada tanto si la comunicación es local, nacional o internacional.

Figura 12. Modelos de Telefonía Convencional y Telefonía IP

Fuente: El Autor

Cuando se usa VoIP, la voz es convertida en forma digital. Sin embargo, en lugar de ser enviado por redes privadas propiedad de compañías telefónicas, es enviada por Internet. Debido a que el Internet utiliza el protocolo IP, los datos digitales que representa su voz deben ser convertidos en paquetes que pueden ser enviados de manera fiable usando el protocolo IP. De ahí el nombre, Voz sobre IP, o VoIP.

Considerando el paralelo anterior, la telefonía IP puede potencialmente brindar beneficios a los usuarios finales, los proveedores de servicios de Internet y a las empresas telefónicas.



Los usuarios finales pueden beneficiarse de una reducción de los costes de las llamadas porque los proveedores de Internet pueden evitar pagar tarifas de interconexión. La Telefonía IP dá a los proveedores de servicios una ventaja competitiva sobre las compañías telefónicas porque les ofrece opciones más flexibles para el despliegue de sus servicios. Además permite a los nuevos proveedores de servicios para evitar muchas de las barreras regulatorias de voz estándar. Por supuesto, se estima que los usuarios finales también se beneficiarán de este escenario de aumento de la competencia.

Para las empresas de telecomunicaciones la telefonía IP tiene la capacidad de integrar voz y datos sobre la misma infraestructura de red. Con esto se logra que las tareas de instalación y administración de la red sean mucho más fáciles y económicas.

La telefonía IP ofrece nuevas oportunidades por medio de una nueva clase de servicios que van más allá de la telefonía fija como videotelefonía e integración de telefonía móvil y fija. Desde el punto de vista técnico la principal ventaja de la telefonía IP es que permite la integración de voz y datos.

CAPITULO 3: TELEFONÍA INALÁMBRICA

Introducción

Gran parte de las comunicaciones que se dan en la actualidad se realizan empleando el médio aéreo como base de transmisión. Con esto se evita el uso de cableado telefónico y se hace más flexible la expansión de las redes. El presente capítulo integra los conceptos y aspectos necesarios para comprender la telefonía inalámbrica, desde el conocimiento de las ondas de radio hasta la implementación de redes de tercera generacion.

Lección 11: Ondas de radio

Nosotros utilizamos aire para respirar y para comunicarmos. De hecho, la palabra hablada que es transportada como ondas de aire a presión, que es la forma más básica de comunicación inalámbrica. El proceso comienza en las cuerdas vocales



del hablante y termina en el tímpano. Lamentablemente, la atenuación de la onda de presión hace que esta forma de comunicación no sea muy práctica para largas distancias.

En 1876, Alexander Graham Bell resolvió el problema de la comunicación a larga distancia cuando inventó el teléfono. En el teléfono, la onda de presión de voz es convertida en una señal eléctrica que es transportada sobre un par de líneas de cobre. Cuando la señal se atenua a cierto nivel, es amplificada y continua hacia su destino.

En 1896, Guglielmo Marconi logró enviar las ondas electromagnéticas durante varios kilómetros. La información enviada fueron señales de telegrafía (código Morse27) y Marconi denominó este procedimiento como radio. En 1901, Marconi transmitió el primer mensaje de radio de manera transatlántica.

En 1905, Reginald Fessenden utilizó la radio por primera vez para la transmisión de voz y música y muchas personas aficionadas al uso del código morse de manera inalámbrica se sorprendieron al escuchar la voz de Fessenden describiendo los resultados de las competencias de yates en Nueva York. En 1921, se produjo la primera transmisión de una emisora de radio en el mundo y ocurrió en los Estados Unidos.

Con ésta acelerada evolución del fenómeno de las ondas de radio, las personas pronto se dieron que si usaban frecuencias de radio de forma no regulada pronto vendría el caos. Por esta razón en 1912 se emitió en los Estados Unidos la primera regulación sobre las ondas de radio, obligando a todo el tuviera un transmisor de radio a registrarlo con el Departamento de Comercio; pero no se estableció regulación alguna con respecto al uso del espectro electromagnético28.

Hacia 1934 se expidió la ley de comunicaciones y se estableció la Comisión Federal de Comunicaciones (FCC / Federal Communications Commission), organismo gubernamental con amplia potestad reglamentaria para controlar el uso del espectro electromagnético en los Estados Unidos.

Dentro del espectro electromagnético se ubican todos los tipos de emisiones de ondas electrómagnéticas, desde las que poseen baja frecuencia hasta aquellas en alta frecuencia. Por esta razón, allí se encuentran clasificadas las ondas en ondas infrarrojas, rayos X, ondas de luz, ondas ultravioleta y ondas de radio entre otras.

27 El Código Morse es un método de transmitir información textual en una serie de tonos o señales ON-OFF. 28 El espectro electromagnético es la clasificación de las ondas de radiación electromagnéticas de acuerdo con la su respectiva frecuencia. Allí se encuentran clasificadas las ondas de luz, las ondas de radio, los rayos-X, los rayos gamma, etc.



Las ondas de radio se ubican en la franja que vá desde los 30 KHz hasta los 300 MHz.

Figura 13. Espectro Electromagnético

Fuente: http://static.newworldencyclopedia.org/thumb/8/8a/Electromagnetic-Spectrum.png/

Toda transmisión de ondas de radio, sin importar que frecuencias sean usadas, utiliza un procedimiento denominado modulación29 que se constituye en la base de este tipo de transmisiones. Cuando un locutor de radio habla en un micrófono, un diafragma dentro del micrófono vibra en respuesta a los cambios de presión de aire ocasionados por la voz del locutor. La vibración del diafragma provoca una débil señal eléctrica; la amplitud de la señal corresponde a la amplitud de las ondas de sonido. Esta débil señal eléctrica se amplifica y se envía a un dispositivo denominado modulador. El modulador combina una onda portadora, (una onda

29 Proceso de transformar o modificar las características (amplitud, frecuencia) de una onda portadora para adicionar una señal o mensaje a ser transmitido.



senoidal de alta frecuencia) y la voz señal, alterando bien sea la amplitud, la frecuencia o la fase de la señal transportada.

Una vez que la señal portadora ha sido modificada por la señal de voz en el modulador, es enviada a un transmisor, donde su nivel de potencia es ajustado y aplicado a una antena. La vibración de electrones en la antena crean un campo electromagnético a su alrededor de ese campo electromagnético irradia a través espacio a la velocidad de la luz.

El campo electromagnético irradiado llega a una antena receptora y genera una corriente eléctrica. La corriente es proporcional a la fluctuación en el campo electromagnético. El dispositivo receptor toma esta débil corriente, la amplifica, remueve la porción de señal portadora y extrae la señal de voz a travez de un proceso llamado demodulación. La señal demodulada es amplificada y enviada a los parlantes del radio receptor y escuchada por el oyente.

Para concluir con este interesante tema hay que destacar que las ondas de radio son extremadamente útiles y están sometidas a diversos fenómenos físicos, algunos descritos a continuación:

Pérdidas en el espacio libre: La potencia de las ondas de radio disminuye a medida que se alejan del transmisor de acuerdo con la ley del cuadrado inverso. Por ejemplo: Una señal con una potencia de 100 Vatios en un kilómetro llega a estar en 25 Vatios en dos kilómetros (es decir una cuarta parte de la potencia).

Bloqueo / Atenuación: La señal de radio puede ser bloqueada o absorbida por alguna característica del medioambiente. La cantidad de señal que se pierde está muy relacionada con la frecuencia de la señal.

Propagación multicamino: Las ondas de radio pueden se reflejadas por el medioambiente de manera que se generen muchos caminos entre el transmisor y el receptor. Esto ocasiona que el dispositivo receptor tiene que diferenciar entre las ondas que llegan por los múltiples caminos y reconstruir la señal original.

Desplazamiento Doppler: La frecuencia de ondas de radio puede desplazarse debido al movimiento relativo entre el transmisor y receptor. El radar de la Policia utiliza esta propiedad para detectar la velocidad de los automóviles infractores.



Lección 12: Tecnología celular

Se puede decir que la tecnología de transmisión celular nació en 1940 y se comenzó a difundir en 1980. Evoluciónó para solucionar los inconvenientes ocasionadas por las fallas en las transmisiones de dispositivos en movimiento y actualmente es de las tecnologías en mayor expansión. Los principios esenciales de las transmisiones de radio celular son los siguientes:

• Baja potencia de los dispositivos transmisores y cobertura de pequeñas zonas.

• Reuso de Frecuencias para aumentar la eficiencia del espectro de radio.

• División de las áreas geográficas en celdas para incrementar la cantidad de usuarios.

La tecnología celular aumentó la capacidad de sistemas de telefonía móvil pero nunca solucionó los problemas asociados con la capacidad de un simple canal de radio analógico. Para aumentar la capacidad de un canal analógico la radio celular rápidamente se está transformando de analógica a digital.

Estructura de una Red de Telefonía Celular

La característica esencial de la telefonía celular es la cobertura geográfica y bajo esta consideración el área a cubrir por la red celular es dividida en pequeñas áreas llamadas celdas. Cada celda consta de unos pocos kilómetros y posee un trasmisor de baja potencia. El transmisor utiliza una frecuencia particular en la celda y las frecuencias usadas en las celdas adyacentes son diferentes para asegurar la “no interferencia” de señales.

Reducir el área de cobertura era posible para reutilizar las frecuencias en las celdas no adyacentes y crear así más canales de usuarios simultáneos. Existen patrones de reuso de celdas en configuraciones 4, 7 y 12.

En la figura 14 se presenta un patrón de 7 celdas sin reuso de frecuencias en las celdas adyacentes. El número 7 representa la cantidad de frecuencias disponibles en el área geográfica.



Figura 14. Patron de 7 celdas sin reuso de frecuencias

Fuente: El Autor

A pesar de este enfoque muy inteligente para ampliar la cobertura y cantidad de usuarios del sistema Celular, los actuales sistemas se encuentran muy saturados en muchas zonas, y es por esto que la creación de capacidad adicional ha motivado la migración de la tecnología analógica a la tecnología digital en estos sistemas. Los nuevos sistemas de transmisión Celular digital pueden incrementar la capacidad dentro de una celda entre 3 y 8 veces.

En la figura 15 se muestra un sistema de telefonía celular genérico.

Figura 15. Modelo de Sistema de Telefonía Célular

Fuente: El Autor



En el centro del sistema se encuentran un conjunto de celdas que conforman el área de cobertura del servicio. Cada celda posee una estación base con una antena que comunica al usuario móvil usando las técnicas de trasmisión de radio. La estación base es conectada por un enlace troncal “cableado” con el Centro de Conmutación de telefonía Móvil (MSC / Mobile Switching Center), algunas veces llamado Oficina de Conmutación de TeléfonÍa Móvil (MTSO / Telephone Mobile Switching Center).

El centro de conmutación (MSC) es el corazón y el cerebro del sistema de telefonía celular. En esta oficina los usuarios son autenticados, las llamadas son completadas y se registra la información de facturación. También provee servicios correo de voz, identificación de llamada, reenvío de llamadas. El MSC es el sitio donde el sistema Móvil se conecta con el resto del mundo. Existe un enlace troncal desde el MSC a una oficina central (switch) de la Red Telefónica Pública Conmutada para comunicar los usuarios móviles con usuarios en el resto del mundo (fijos o móviles). Una conexión con la red de Sistemas de Señalización 7 (SS730) se usa para la comunicación con diversos usuarios móviles suscritos en otras compañías de telefonía móvil.

El tamaño de la celda está determinado por la potencia del transmisor usado en la antena. El máximo tamaño de celda para un sistema de telefonía celular de 800 MHz es casi 50 Kilómetros y para un sistema de 1800 MHz es casi 10 Kilómetros. Las celdas que cubren grandes áreas se denominan macroceldas y dado que las señales inalámbricas deben estar en línea de vista31 entre el origen y el destino, las antenas de las macroceldas son usualmente instaladas en lugares muy altos como montañas y edificios altos.

En el centro de cada celda se encuentra la Estación Base la cual es responsable por la transmisión y recepción de señales aéreas, por la asignación de canales, la conexión al MSC y el manejo de los errores de comunicación local. El equipo necesario para realizar estas tareas consiste de una o más antenas, un sistema de energía, transmisores y receptores, un controlador y un enlace de comunicaciones con el MSC. Parte de estos elementos se describen a continuación:

30 El sistema de señalización por canal común n.º 7 (SS7) es un conjunto de protocolos de señalización telefónica empleado en la mayor parte de redes telefónicas mundiales. Su principal propósito es el establecimiento y finalización de llamadas. 31 Línea de vista es un término usado en comunicaciones por frecuencias de radio para designar un enlace de radio con visibilidad directa entre antenas. Se aplica pricipalmente en tecnologías de comunicación por microondas terrestres.



Transmisor: Este subsistema consta principalmente de un modulador y un amplificador; toma las señales recibidas desde el MSC, la modula en un canal de frecuencia asignado, y aplica la señal modulada a la antena.

Receptor: Este subsistema consta de un receptor de radio y un demodulador; recibe la señal de un transmisor en un canal asignado y desmodula esa señal para la transmisión en el enlace de comunicaciones de la estación base.

Controlador: Este subsistema es el cerebro de la estación de base; monitorea el estado de la totalidad del equipo de la estación base, establece la asignación de canales, monitorea los canales de control y la comunicación con el MSC. También convierte todas las llamadas al estándar de telefonía cableada de 64Kbps.

Enlace de Comunicaciones: Es el vínculo entre la estación de base y el MSC. Puede ser un enlace de microondas punto a punto o un enlace de fibra óptica.

Es importante reconocer el papel predominante que está teniendo la tecnología de la telefonía celular en el contexto social y su gran penetración en todo tipo de usuarios y organizaciones.

Lección 13: Técnicas de multiplexación

Las frecuencias de señales de radio en algunas ocasiones pueden ser muy difíciles de obtener, llegando a ser muy costosas cuando se encuentran disponibles. Ante este panorama la industria que maneja tecnologías inalámbricas como la telefonía celular, utiliza tres diferentes técnicas para permitir que múltiples usuarios utilicen eficientemente las frecuencias asignadas. Las técnicas son FDMA, TDMA y CDMA. Se presentan en la figura 16 y se describen a continuación:

FDMA

Se denomina acceso múltiple por división de frecuencias (FDMA / Frequency Division Multiple Access). El ancho de banda disponible es dividido en una serie de canales que son asignados bien sea para trasportar señales de control o señales de voz. Cada canal asignado a un usuario es de 30 KHz y opera bajo la modalidad simplex32. Tanto el receptor como el emisor utilizan la misma frecuencia y por lo general esta tecnología es usada en los sistemas de radio comercial y televisión.

32 Simplex es un tipo de comunicación que toma lugar únicamente desde el emisor hacia el receptor y no de manera inversa (ejp: televisión y radio)



Figura 16. Técnicas de Multiplexación

Fuente: El Autor

TDMA

El acceso múltiple por división del tiempo (TDMA / Time Division Multiple Access) es el proceso por el cual a un usuario se le asigna una porción de tiempo para su conversación. En sistemas celulares digitales, la infomación debe ser convertida desde su origen análogo (Voz humana) en datos digitales (1s y 0s). Un dispositivo codificador/decodificador realiza la conversión analógica-a-digital-a-analógica. Entre más eficiente sea este dispositivo, puede asignar mas porciones de tiempo para ser compartidas por los usuarios. Por ejemplo, si la voz humana puede ser comprimida a una tasa de 5:1, entonces 5 porciones de tiempo podrían estar disponibles. Por lo general TDMA asigna tres porciones de tiempo en cada canal de 30 KHz.

CDMA

El acceso múltiple por división de código (CDMA / Code Division Multiple Access) es el más eficiente de los sistemas de acceso y está desplazando significativamente los sistemas FDMA y TDMA. En lugar de dividir los usuarios en tiempo o frecuencia cada usuario obtiene todo el espectro de radio en todo momento. Las actuales implementaciones de la técnica CDMA utilizan un ancho de banda de canal de 1.25 MHz comparados con los 30 MHz usados por FDMA y TDMA. Un tamaño de canal de 1.25 MHz permite la propagación de 128 llamadas simultáneas gracias a la codificación digital. Múltiples conversaciones pueden



ocurrir sobre el mismo canal y todas se transmiten codificadas en forma digital. Debido al amplio uso de esta tecnología en los sistemas de telefonía celular, las estaciones base poseen toda la infraestructura necesaria para manipular (extraer) las conversaciones individuales codificadas. CDMA cuenta con beneficios muy atractivos como mayor capacidad, mayor seguridad y mejor calidad de las llamadas.

Lección 14: Redes GSM

El sistema global para comunicaciones móviles (GSM / Global System for Mobile communications) es el estándar más extendido para comunicaciones de telefonía celular en el mundo, con un 82% de los terminales mundiales en uso33. GSM cuenta con más de 3.000 millones de usuarios en 212 países distintos, siendo el estándar predominante en Europa, América del Sur, Asia y Oceanía, y con gran extensión en América del Norte.

La ubicuidad del estándar GSM ha sido una ventaja tanto para consumidores (beneficiados por la capacidad de itinerancia34 y la facilidad de cambio de operador sin cambiar de terminal, simplemente cambiando la tarjeta SIM) como para los operadores de red (que pueden elegir entre múltiples proveedores de sistemas GSM, al ser un estándar abierto que no necesita pago de licencias).

En GSM se implementó por primera vez el servicio de mensajes cortos de texto (SMS), que posteriormente fue extendido a otros estándares. Además, en GSM se define un único número de emergencias a nivel mundial, el 112, que facilita que los viajeros de cualquier parte del mundo puedan comunicar situaciones de emergencia sin necesidad de conocer un número local.

El GSM utiliza TDMA y opera con canales de 200 KHz a una velocidad digital de 270.8 Kbps. Además facilita la itinerancia35 (roaming) y utiliza la mensajería de datos en mensajes cortos (SMS / Small Messages System) de hasta 160

33 Ver estadísticas de GSM en Asociación GSM World (http://www.gsmworld.com) 34 Itinerancia (más conocido en inglés como roaming) es un término usado en comunicaciones inalámbricas para referirse a la extensión del servicio de conectividad en un lugar diferente al lugar donde el servicio fue registrado (adquirido). En telefonía celular, es la capacidad de un cliente de hacer y recibir llamadas cuando sale del área de cobertura de su red. 35 En telefonía móvil, la itinerancia (roaming en inglés) es la capacidad de enviar y recibir llamadas en redes móviles fuera del área de servicio local de la propia compañía, es decir, dentro de la zona de servicio de otra empresa del mismo país, o bien durante una estancia en otro país diferente, con la red de una empresa extranjera.



caracteres. Los mensajes pueden ser almacenados por el MSC y reenviados cuando el teléfono celular los pueda aceptar.

GSM opera en las frecuencias de los 900 MHz, 1800 MHz, y 1900 MHz. En la frecuencia de los 1800 MHz es llamado Sistema Digital Celular 1800 (DCS / Digital Cellular System), y en la frecuencia de los 1900 MHz sistema se denomina Servicios de Comunicaciones Personales 190036 (PCS / Personal Communications Services).

En la figura 17 se ilustra la red GSM. La red GSM consta de tres partes básicas: la estación móvil o dispositivo de usuario final (tales como teléfono móvil o asistente personal digital (PDA / Personal Digital Assistant); el subsistema de estación base, compuesto por los controladores de la estación base (BSC / Base Station Controllers) y las torres; y el subsistema de red, constituidos principalmente por el MSC (Centro de conmutación móvil), que realiza la conmutación de llamadas.

Figura 17. La red GSM

Fuente: El Autor

Los teléfonos móviles poseen una tarjeta inteligente conocida como el módulo de identidad del suscriptor (SIM / Subscriber Indentity Module). La SIM tiene el propósito de proporcionar a los usuarios el acceso a los servicios suscritos aún cuando no tengan un teléfono móvil específico. Insertando la tarjeta SIM en otro 36 También se conoce como como PCS 1900 o GSM 1900



teléfono móvil el usuario puede acceder a los servicios del proveedor de telefonía celular y recibir llamadas. La tarjeta SIM hace que sea difícil robar números telefónicos o hacer llamadas fraudulentas.

La estación base consta de dos partes: El transceptor37 de la estación base (BTS / Base Transceiver Station) y el BSC (controlador de la estación base). El BTS define las celdas y maneja los protocolos de radio enlace con los teléfonos móviles. El BSC sirve para la conexión entre el teléfono móvil y el MSC. Cuando el usuario realiza una llamada el teléfono móvil busca la estación base local, la cual maneja los recursos de frecuencia en su área (asigna y controla canales) y se conecta con ella.

El subsistema de red (NMC / Network Management Controller) actúa como un nodo de conmutación de la Red Telefónica Pública Conmutada (RPTC) y maneja funciones como registro, autenticación, actualización de la localización y enrutamiento de llamada. El MSC provee la conexión a la RPTC usando SS738. El subsistema de red también se compone del registro de ubicación residencial (HLR / Home Location Register), el registro de ubicación visitante (VLR / Visitor Location Register), el registro de identidad de equipo (EIR / Equipment Identity Register) y el centro de autenticación (AuC / Authentication Center).

Lección 15: Redes 1G, 2G, 2.5 y 3G

La evolución de las redes de telefonía celular ha estado marcada por una serie de generaciones (1G, 2G, 2.5G, 3G) que se caracterizan por una mejora en la tecnología y una oferta cada vez mayor de nuevos servicios.

La primera generación de la telefónia celular (1G) se inició en 1979 y se caracterizó por ser analógica y sólo para transmisión de voz. Los enlaces de radio operaban a bajas velocidades y la calidad de la señal era muy pobre. Además utilizaban FDMA y no contenían elementos de seguridad. El sistema de telefonía representativo de esa generación era AMPS (Advanced Mobile Phone System / Sistema de telefonía móvil avanzado).

La segunda generación (2G) se caracterizó por ser digital e inició en 1990. En ésta generación se comenzaron a usar protocolos de comunicación más sofisticados 37 En redes de computadoras y telecomunicación, el término transceptor se aplica a un dispositivo que realiza, dentro de una misma caja o chasis, funciones tanto de trasmisión como de recepción, utilizando componentes de circuito comunes para ambas funciones. 38 El sistema de señalización por canal común n.º 7 (SS7) es un conjunto de protocolos de señalización telefónica empleado en la mayor parte de redes telefónicas mundiales. Su principal propósito es el establecimiento y finalización de llamadas.



para soportar mayores velocidades de transmisión de voz pero con limitaciones en transmisión de datos. La tecnología 2G incorporó servicios como fax y mensajería corta39 (SMS / Short Messaging System). El sistema de telefonía representativo de esa generación es PCS (Personal Communications Services).

La generación 2.5 define al conjunto de tecnologías que se encuentran a medio camino entre la 2G y la 3G. Se caracteriza por que adicionó un conjunto de servicios y mejoras a los sistemas 2G como transferencia de datos a velocidad moderada usando canales TDMA, velocidades de transferencia de datos de 144 Kbps etc. Los sistemas de telefonía representativos de esta generación son GPRS (General Packet Radio System / Servicio general de paquetes vía radio), HSCSD (High Speed Circuit Switched / Sistema de transmisión de datos a alta velocidad mediante circuitos conmutados) y EDGE (Enhanced Data Rates for Global Evolution / Tasas de datos incrementadas para la evolución global).

En los comienzos del siglo XXI se dio inicio a la tercera generación (3G) caracterizada por sistemas completamente digitales con servicios de comunicación en banda ancha en especial los relacionados con transmisión de videollamadas, acceso a Internet a alta velocidad y televisión por celular entre otros. Los sistemas 3G utilizan CDMA y las velocidades de transmisión de datos son del orden de los 2Mbps.

39 Servicio para teléfonos inalámbricos que permite a los usuarios enviar y recibir mensajes breves (menos de 180 caracteres) consistentes de texto y números.



Fuentes Documentales de la Unidad 1

SISTEMAS DISTRIBUIDOS – Conceptos y Diseño. COULOURIS George, DOLLIMORE Jean y KINDBERG Tim, Pearson – Addison Wesley, Madrid, 2001, 3ª Ed.

REDES DE COMPUTADORES, TANENBAUM, Andrew S., Prentice – Hall, Madrid, 2003, 4ª Ed.

REDES DE COMPUTADORES – Un enfoque descendente basado en Internet. KUROSE James F. y ROSS Keith W., Pearson – Addison Wesley, Madrid, 2004, 2ª Ed.

COMUNICACIONES Y REDES DE COMPUTADORES. STALLINGS, William, Prentice-Hall, Madrid, 2000. 2ª Ed.

COMUNICACIÓN DE DATOS, REDES DE COMPUTADORES Y SISTEMAS ABIERTOS, HALSALL, Fred, Pearson – Addison Wesley, México, 1998, 4ª Ed.

DISTRIBUTED COMPUTING: Fundamentals, Simulations and Advanced Topics, ATTIYA, Hagit y WELCH, Jennifer, John Wiley & Sons, New Jersey, 2004.

MIDDLEWARE NETWORKS: Concept, Design and Deployment of Internet Infrastructure, LERNER, Michach y Vanecek George, Kluwer Academic Publishers, New York, 2002.

TOOLS AND ENVIRONTMENTS FOR PARALLEL AND DISTRIBUTED COMPUTING, HARIRI, Salim y PARASAR, Manish, John Wiley & Sons, New Jersey, 2004

A NETWORKING APPROACH TO GRID COMPUTING, MINOLI, Daniel, John Wiley & Sons, New Jersey, 2005.

GRID COMPUTING: Making the Global Infrastructure a Reality, BERMAN, Frank, HEY, Anthony y Fox Geoffrey, John Wiley & Sons, England, 2005.



UNIDAD 2

Nombre de la Unidad REDES DE DATOS Introducción Es una realidad inherente al desarrollo actual de la

tecnología, el hecho que las redes de comunicación se han extendido alrededor del mundo y una mención especial en éste contexto lo reciben las redes de datos. Es por esto que la segunda unidad busca abordar de una manera muy didáctica, gran parte de los aspectos referentes a este tipo particular de redes. El primer capítulo se dedica a las redes de computación iniciando con un vistazo general de la evolución de la computación en red. Se analiza la importancia del paradigma cliente/servidor así como el modelo de redes OSI y los protocolos TCP-IP. Considerando los avances y la expansión de las redes inalámbricas como elemento que facilita la movilidad, se ha incluído un capítulo que plantea ésta tecnología incluyendo los beneficios y elementos de las redes inalámbricas, así como las topologías y escenarios de aplicación de las mismas. La unidad finaliza con un capitulo dedicado a las redes especiales y a la convergencia. Bajo este criterio se analizan en su orden las redes de televisión por cable (CATV), las redes de contenido, las redes de almacenamiento y las redes de acceso a Internet inalámbrico banda ancha. Para concluir se incluye el tema de la convergencia, de gran vigencia en la actualidad. Con un estudio apropiado de está unidad, se espera que los temas vistos generen un gran impacto en el desarrollo del futuro ingeniero en telecomunicaciones y se constituyan en la base de su proyección como profesional.

Justificación Para ahondar apropiadamente en el dominio de un tema es necesario conocer sus características intrínsecas y las redes de datos no son la excepción. Por lo tanto, ésta unidad se orienta en profundizar acerca de las redes de



computación, las redes inalámbricas y las redes especiales.

Intencionalidades Formativas

Que el estudiante conozca los fundamentos y componentes de las redes de computación y determine su campo de aplicación en los diversos tipos de organizaciones. Que el estudiante comprenda la importancia de tecnología inalámbrica como elemento fundamental para incorporar la movilidad en sociedad y en las empresas en particular. Que el estudiante determine los diferentes tipos de redes especiales de datos que se implementan dia a dia en las organzaciones y valore la importancia de la convergencia de medios, servicios y tecnologías de comunicación.

Denominación de capítulos

Cap. 1. Redes de computación Cap. 2. Redes inalámbricas Cap. 3. Redes especiales y convergencia



CAPITULO 1: REDES DE COMPUTACIÓN

Introducción

Es indiscutible que el fenómeno de Internet se constituye en uno de los pilares de la sociedad de la información, y la consecuencia anterior se deriva de la gran expansión que han tenido las redes de computación. De acuerdo con lo anterior, éste tipo particular de redes se analizará en detalle en el presente capítulo. Para comenzar se expone una sinopsis de la evolución de la computación en red, desde los primeros equipos aislados hasta la arquitectura cliente/servidor. Igualmente se presenta el modelo de referencia para ISO para las redes de datos y la importancia de los protocolos TCP-IP. El capítulo finaliza con el conocimiento de las redes de computación en las pequeñas empresas como en las grandes corporaciones.

Lección 1: Evolución de la computación en red

Es difícil imaginar la vida sin computadores. Los computadores se encuentran en todas partes, desde pequeños microprocesadores en los relojes, autos, calculadoras, PCs, portátiles etc. Esta revolución ha sido posible gracias a los desarrollos del hardware y software y en especial al desarrollo del microchip40.

Figura 18. Necesidades de comunicación en red

Fuente: Autor

40 Tambien llamado circuito integrado, es un pequeño circuito semiconductor que contiene miles de transistores electrónicos.



Las computadores de hoy rara vez son dispositivos que trabajan de manera aislada. La mayoría están conectados a redes que se extienden por todo el mundo para permitir el acceso a una riqueza de información. Actualmente los conceptos computadoras y telecomunicaciones se han convertido cada vez más en interdependientes.

La naturaleza y la estructura de las redes de computadores han evolucionado en conjunto con la evolución del hardware y del software. Los computadores y las redes han cambiado desde los sistemas mainframe41 altamente centralizados de 1950 y 1960 a los sistemas distribuídos42 en el nuevo milenio. Hoy las redes corporativas incluyen una variedad de dispositivos de computación como terminales, PCs, estaciones de trabajo, minicomputadores, mainframes y supercomputadores. Estos dispositivos pueden ser conectados a través de tecnologías de redes en las siguientes configuraciones:

• Redes de área local (LAN / Local Area Network) Interconecta equipos de cómputo en un área inferior a 1 Km en oficinas, edificios, colegios, universidades etc. Se caracterizan por utilizar conexiones de muy alta velocidad.

• Redes de área metropolitana (MAN / Metropolitan Area Network) Son una versión mayor de las redes LAN e interconectan equipos en un área metropolitana (2-10 Km). Utilizan tecnologías de redes similares a las redes LAN y por esto esta configuración ha entrado en desuso.

• Redes de amplia cobertura geográfica (WAN / Wide Area Network) Son redes abarcan un área geográfica extensa, como una gran ciudad, un departamento, un país o un continente. Utilizan conexiones de baja velocidad.

Mainframes

El padre de todas las computadoras es el mainframe. Los primeros computadores mainframe fueron desarrollados en la década de 1940, y estaban dedicados principalmente a la investigación y el desarrollo. Más allá de 1950, sinembargo, el gobierno y algunos entornos corporativos comenzaron a usar computadoras. Estas máquinas eran enormes, en tamaño y en el precio. Junto con los 41 Un mainframe es un enorme sistema de computación que procesa los datos en grandes organizaciones. 42 Un Sistema Distribuido consiste en una colección de computadores autónomos enlazados por una red y equipadas con un sistema de software distribuido que luce a los usuarios como si fuera en sistema único y centralizado.



dispositivos de entrada/salida ocupaban enormes cuartos. Estos sistemas eran también altamente especializados y fueron diseñados para tareas específicas como las aplicaciones militares, desarrollo de censos, etc. No es de extrañar que pocas organizaciones pudieran permitirse adquirir y mantener estos costosos dispositivos.

Los sistemas de la década de 1950 fueron dispositivos que operaban de manera aislada (no estaban conectados a otros mainframes). El procesador se comunicaba sólo con los dispositivos de entrada y salida como lectoras de tarjetas e impresoras, sobre cortas distancias y en bajas velocidades.

En ese mundo, el concepto de procesamiento de transacciónes, en que las transacciones son ejecutadas inmediatamente después de que son recibidos por el sistema, era desconocido. En su lugar, estos primeros sistemas de computación procesaban una colección o del lote de transacciones que que se acumulaban durante un largo periodo de tiempo. Esto dio lugar a la expresión procesamiento por lotes (batch).

Minicomputadores

En la década de 1950 y principios de los 60, los distintos departamentos dentro de una corporación no solían comprar su propios mainframes debido a que tener un mainframe era muy costoso. Ademas estos sistemas centralizados tenían altos costos de comunicación que desaparecían cuando se comparaban con el precio de un computador. Por lo anterior, comprar líneas de conexión dedicada para conectar muchos usuarios a un gran mainframe era mucho más económico que comprar varios computadores y distribuir el procesamiento en varios sitios de la empresa.

Todo esto cambió cuando la empresa Digital Equipment Corporation (DEC) presentó en 1963 el primer sistema minicomputador (el modelo PDP5). La minicomputadora, o sistema intermedio, tiene los mismos componentes básicos que un mainframe; sinembargo, es más pequeña, menos poderosa, y menos costosa. La construcción de minicomputadoras fue posible gracias a los avances de la tecnología de circuitos integrados ya que los componentes electrónicos de un computador pasaron a ser más pequeños, más rápidos y baratos de producir. La minicomputadora no puede manejar la amplia gama de dispositivos de entrada y salida asociados con los mainframes centralizados, pero es perfecta para manejar las necesidades de computación de empresas más pequeñas que no pueden permitirse un mainframe.



Los minicomputadores iniciaron la revolución de los sistemas centralizados a hacia los sistemas distribuidos donde no hay computador central controlando todas las actividades. Empresas como bancos y grandes cadenas de almacenes adquirieron múltiples minicomputadores y los colocaron en sus sedes y sucursales. Cada minicomputador ejecutaba aplicaciones relevantes al área donde se encontraba, realizaba el procesamiento muy rápido y los usuarios obtenían tiempos de respuesta muy cortos al consultar las bases de datos.

El minicomputador cambió el costo de la estructura de computación en forma tal que el precio de un computador era igual al precio de la red. Costaba menos distribuir toda la potencia de procesamiento sobre varios minicomputadores que mantener un mainframe centralizado.

Computadores personales

En 1981 IBM desarrolló el primer computador personal (PC / Personal Computer) y desde ese instante el PC llegó a las organizaciones revolucionando los estilos de trabajo. Los PCs son sistemas pequeños y económicos diseñados para soportar las necesidades de computación de cada individuo en una empresa.

Con el PC, el poder de la computadora es llevado directamente al escritorio y los usuarios ya no dependen del tiempo de un mainframe de o una minicomputadora. El PC proporciona a los usuarios el acceso a un nuevo conjunto de aplicaciones ejecutadas localmente sin variación en la calidad de ejecución de un dia a otro. Existe abundancia de software disponible para PCs desde procesadores de palabra, hojas electrónicas, bases de datos, sistemas graficadores hasta juegos. El hardware y software de un PC es muy económico permitiendo a los individuos o pequeñas empresas la inversión en tecnología y llevar el concepto de computación distribuída un paso más allá.

Lección 2: Computación cliente/servidor

Un PC operando de manera aislada es extremadamente ineficiente. El caso más relevante es la impresión ya que no es eficiente que cada PC tenga una impresora para desarrollar impresiones ocasionales, cuando se podría utilizar una única impresora para varios PCs. Igualmente, el software es otro recurso que no puede



ser compartido en sistemas aislados y es muy costoso comprar programas separados y bases de datos para cada PC en una empresa.

Rápidamente llegó a ser evidente que se requería un nivel de interconexión entre los PCs para operar con mayor eficiencia y por esta razón se comenzaron a desarrollar las primeras redes de área local (LAN) que se convirtieron en el medio para que los PCs compartieran recursos. Sinembargo, la simple conexión de recursos y PCs no era la panacea. Compartir recursos eficientemente requiere un servidor y en el siguiente párrafo se desarrolla una situación donde se expone su utilidad.

Figura 19. Comunicación Cliente/Servidor

Fuente: COULOURIS George, SISTEMAS DISTRIBUIDOS, Addison Wesley, Madrid, 2001, 3ª Ed.

En muchos sistemas diferentes usuarios tienen diversos privilegios asociados con el acceso a bases de datos. A algunos se les puede permitir acceder y leer ciertos archivos, a otros se les puede permitir modificar la información en los archivos e inclusive otros pueden eventualmente borrar información en los archivos. Cuando múltiples usuarios actualizan simultáneamente información en un archivo el sistema debe comportarse como un “portero” de manera que cuando un usuario (A) accede al archivo, al usuario (B) se le deniega el acceso hasta que el usuario (A) haya finalizado. De otra forma el usuario (B) podría borrar los datos mientras que el usuario (A) está actualizando y esto ocasionaría un grave problema. El portero en la situación descrita de denomina técnicamente servidor de archivos y los usuarios (A) y (B) se denominan clientes.

Entre los tipos de servidores más comunes se encuentran:

• Servidores de Aplicaciones: son usados en entornos LAN y WAN para compartir información y aplicaciones corporativas (inventarios, contabilidad, nomina, producción, aplicaciones misionales, etc). También incluyen servidores de correo y servidores de bases de datos.



• Servidores de archivo e impresión: Proveen a los usuarios espacio digital para almacenamiento de archivos y acceso a los dispositivos de impresión

• Servidores de autenticación: Validan a los usuarios (mediante Usuario y Contraseña) para que se registren y accedan a los recursos de la red.

• Servidores Web: Usados para desplegar contenido y servicios web especialmente en plataformas de comercio electrónico.

Los servidores algunas veces son simples PCs pero existen servidores altamente especializados y que operan a grandes velocidades, se denominan estaciones de trabajo. En algunos entornos corporativos los servidores pueden ser minicomputadores o mainframes. Por otra parte, los clientes son cualquier tipo de dispositivos que solicita información o servicios de los servidores y pueden ser PCs, portátiles, agendas electrónicas, teléfonos celulares, consolas de juegos, ipads, etc.

Lección 3: Modelo de referencia OSI - ISO

En todas las redes de computadores se requiere que exista compatibilidad entre dispositivos para que la transmisión de información se dé eficientemente. Una forma de lograr esta compatibilidad es mediante el uso de normas y estándares comunes regulados por organismos de normalización como la Organización Internacional de estándares (ISO / International Standards Organization).

La ISO desarrolló el modelo de interconexión de sistemas abiertos OSI (Open Systems Interconnection) para asegurar que en todo el mundo exista compatibilidad en las redes de computadores y que los equipos diferentes tecnologías, plataformas y fabricantes logren comunicarse y transferir información.

El modelo OSI plantea que para desarrollar efectivamente un intercambio de información entre dispositivos, usa secuencia de acuerdos se deben producir para permitir el avance del proceso de comunicación. Estos “acuerdos” se denominan protocolos43.

La meta del modelo OSI es permitir la interconexión abierta de computadoras, lo cual incluye conectar computadores de diferentes fabricantes, con diversos niveles 43 Un protocolo es un conjunto de reglas usadas por computadoras para comunicarse unas con otras a través de una red. Un protocolo es una convención o estándar que controla o permite la conexión, comunicación, y transferencia de datos entre dos puntos finales.



de complejidad y utilizando tecnologías varias. El modelo consiste de siete (7) capas con funciones y servicios independientes. Las principales normas del modelo de capas son las siguientes:

• Una apropiada cantidad de modularización: No deben existir muchas capas que hagan complejo el diseño y la implementación de las redes de computadores.

• Transparencia: La operación de una capa debería permanecer transparente a las otras capas de manera que no conozcan sus operaciones internas.

• Mínima transferencia: Para asegurar la transparencia una mínima cantidad de información debe ser transportada entre capas.

• Tareas definidas: Cada capa debe realizar un conjunto específico de funciones y tareas bien definidas.

Las capas del modelo OSI son respectivamente Fisica, Enlace, Red, Transporte, Sesion, Presentación y Aplicación. Cada capa del modelo tiene funciones bien definidas que se resumen a continuación:

Aplicación • Es la capa más cercana al usuario final • Interactúa directamente con el software de aplicación44 Presentación • Transforma los datos en una forma en que la capa de aplicación los pueda

aceptar • Formatea y encripta los datos para ser enviados a través de la red Sesión • Controla las conexiones entre los computadores • Establece, administra y finaliza las conexiones entre la aplicación local y la

aplicación remota Transporte • Provee una trasferencia de datos transparente entre usuarios • Suministra servicios de tranaferencia de datos confiables a las capas

superiores

44 Los programas de aplicación son utilizados por los usuarios para acceder a los servicios de las redes. Ejp: Navegadores web, programas de correo electrónico, etc.



• Administra la confiabilidad del enlace de comunicaciones mediante el control de flujo45, la segmentación46 y el control de errores.

Red • Suministra los medios funcionales para transferir secuencias de datos desde el

origen al destino a través de una o varias redes (enrutamiento) • Ensambla y desensambla los datos en paquetes para que viajen por la red Enlace • Detecta y corrige errores que puedan ocurrir en la capa física Física • Transforma los datos en señales adecuadas (ondas electromagnéticas, ondas

de luz) para ser enviados por el medio de transmisión.

La operación del modelo OSI se representa en la figura 20. Cuando un usuario A desea enviar un mensaje a un usuario B, el modelo debe garantizar que el proceso de comunicación de datos se produzca sin errores.

Los programas de la capa de aplicación del usuario A (i.e. navegador web) inician el proceso tomando los datos del mensaje y enviándolos a la capa de presentación. La capa de presentación añade información de presentación a los datos (i.e. tipo y tamaños de letra) y le adelanta la información a la capa de sesión. La capa de sesión adiciona el encabezamiento de usuario a los datos y le envía la información a la capa de transporte. La capa de transporte adiciona información acerca del proceso y del tipo de aplicación a los datos y la envía a la capa de red. La capa de red adiciona información acerca de las rutas que deben tomar los datos y envía la información a la capa de enlace.

45 Es el manejo del flujo de datos en una red para asegurar que el receptor pueda manejar todos los datos entrantes. Los mecanismos de control de flujo evitan que el emisor envie los datos mucho más rápido de lo que el receptor lo pueda procesar. 46 Proceso de descomponer un mensaje en varios segmentos de tamaño pequeño para que puedan se enviados a través de una red.



Figura 20. Funcionamiento del modelo OSI

Fuente: El Autor

La capa de enlace adiciona información acerca de los dispositivos de red que tiene el usuario A y envía los datos a la capa física. La capa física transforma los datos en código binario y los envía por el medio de transmisión (cable de red, línea telefónica, fibra óptica, etc). Los datos viajan a través del medio de transmisión y llegan al equipo del Usuario B. Allí se inicia el proceso inverso donde cada capa, desde la capa física hasta la capa de aplicación, le extrae a los datos la información adicionada por la capa homóloga, hasta presentar el mensaje final al Usuario B sin errores y exactamente igual a como fue enviado.

Lección 4: Protocolos TCP-IP

A finales de los 80s se ofrecían en el mercado equipos y plataformas de redes de tipo propietario, de manera que si una corporación adquiría equipos de empresas como IBM y DEC, únicamente podía comunicarlos si pertenecían al mismo fabricante. Ante esta situación, los administradores de sistemas comenzaron a investigar por un modelo de intexconexión de computadores que fuera



multivendedor y pronto decubrieron que el modelo de Internet47 y sus protocolos bases (TCP / IP) era el mas apropiado.

El protocolo de Internet (IP / Internet Protocol) y protocolo de control de transmisión (TCP / Transmission Control Protocol) se caracterizan por que realizan funciones equivalentes a las capas de Red y Transporte del modelo OSI.

Todos los equipos que se conectan y comunican en Internet deben tener instalados los protocolos TCP/IP y con esto se logran comunicaciones transparentes desde cualquier tipo de platarma de computación. Así encontramos por ejemplo que un equipo cliente con el sistema operativo Windows 7 puede acceder y consultar las bases de datos de un equipo servidor con sistema operativo Linux. También se puede dar el caso de un usuario con iphone consultando en correo electrónico que reside en un equipo minicomputador con Windows 2003 server.

Miles de computadores en el mundo permanentemente se están conectando a redes LAN y redes WAN mediante los protocolos TCP/IP, accediendo a infinidad de servicios telemáticos que van desde el correo electrónico, la mensajería instantánea, la transferencia de archivos, el acceso a bases de datos remotas, la banca electrónica, la educación virtual y la navegación web entre otros.

La suite de protocolos TCP/IP se compone de 4 capas que tienen correspondencia con las capas del modelo OSI según se aprecia en la figura 21.

Figura 21. Correspondencia entre los modelos OSI y TCP/IP

Fuente: El Autor

47 Internet, que inicialmente fue un desarrollo militar norteamericano, es un conjunto de redes, redes de computadores y equipos físicamente unidos mediante cables que conectan puntos de todo el mundo. Estos cables se presentan en muchas formas: desde cables de red local (varias máquinas conectadas en una oficina o campus) a cables telefónicos convencionales, digitales y canales de fibra óptica que forman las "carreteras" principales. Esta gigantesca Red se difumina en ocasiones porque los datos pueden transmitirse vía satélite, o a través de servicios como la telefonía celular.



La capa inferior del modelo es la Interfase a la red física y define el hardware y software usado para transportar el tráfico TCP/IP a través de una LAN o una WAN. Esta capa facilita el acceso a las redes y permite la conectividad entre diferentes tipos de redes LAN y WAN.

La capa de red utiliza el protoco IP para proporcionar y administrar el direccionamiento de equipos y realizar las funciones de enrutamiento desde el equipo fuente al equipo destino. El protocolo IP maneja direcciones de 32 bits (4 números decimales) asignadas tanto para los equipos (hosts) como para las redes. En la figura 22. se presentan las direcciones IP asignadas a equipos y redes. Un paquete IP puede tener un tamaño máximo de hasta 64KB.

Figura 22. Ambiente de red con direcciones IP

Fuente: El Autor

La capa de transporte utiliza el protocolo TCP que se encarga de establecer una conexión confiable entre el equipo origen y el equipo destino, proporcionando control de flujo y control de errores. Es muy útil para asegurar que los datos transmitidos no se perderán ni llegarán corruptos.

La capa de aplicación provee algunos servicios básicos de red mediante aplicaciones varias como programas de navegación (web browsers), programas



de transferencia de archivos (clientes FTP48), programas correo (clientes email), etc. Es la capa “tangible” a los usuarios finales ya que a través de ella se inician y finalizan los procesos de comunicación.

Lección 5: Redes de pequeñas empresas y redes corpo rativas

Las redes de computadores existen en diversas configuraciones, que van desde dos PCs conectados por un cable hasta una configuración de red multinacional mundial compuesta de cientos de servidores, mainframes, enlaces intercontinentales y miles de PCs. En ésta lección se presentan dos configuraciones modelo de conexión de red desde pequeñas empresas hasta redes corporativas.

La red SOHO

El término red SOHO engloba el concepto de pequeña oficina / oficina residencial (Small Office / Home Office) y es un tipo de red que incluye menos de 10 PCs y no necesariamente requiere de servidores.

Figura 23. Red SOHO

Fuente: El Autor

48 Acrónimo que representa File Transfer Protocol (Protocolo de Transferencia de Archivos). Es un protocolo utilizado para transferir archivos entre computadores de manera confiable y a través de una red.



El acceso de ésta red a Internet se realiza mediante un proveedor de tecnología de cable, DSL49 o fibra óptica y se utilizan equipos de enrutamiento muy económicos. El enrutador50 por lo general se utiliza como cortafuegos51 para proteger la red de ataques externos. Al interior de esta LAN se utilizan dispositivos concentradores como Hubs52 o Switches53 para conectar los PCs y dispositivos adicionales como impresoras de red. Adicionalmente a esta red se pueden conectar equipos con acceso inalámbricos (portátiles) a través de puntos de acceso54. Las tecnologías de conexión usadas son el estándar Ethernet55 para el segmento cableado y el estándar IEEE 802.11b56 para el segmento inalámbrico. Los servicios pueden obtener los clientes son acceso a Internet, correo electrónico, transferencia de archivos, impresión remota, etc.

Red de pequeña compañía

La mayoría de redes corporativas en el mundo pertenecen a empresas de pequeño y mediano tamaño que poseen una oficina central y una o más oficinas remotas. Los empleados típicamente trabajan desde la oficina y sin embargo debido al auge del teletrabajo ya empiezan a soportar conexiones SOHO.

49 DSL es el acrónimo de Línea de Abonado Digital (Digital Subscriber Line) y corresponde a una tecnología de telecomunicaciones que proporciona conexiones de alta velocidad sobre cableado telefónico. 50 (del inglés Router). Dispositivo hardware o software de interconexión de redes de computadores que opera en la capa tres (nivel de red) del modelo OSI. Este dispositivo interconecta segmentos de red o redes enteras. Hace pasar paquetes de datos entre redes tomando como base la información de la capa de red. El router toma decisiones lógicas con respecto a la mejor ruta para el envío de datos a través de una red interconectada y luego dirige los paquetes hacia el segmento y el puerto de salida adecuados. 51 Del inglés Firewall. Elemento de hardware o software utilizado en una red de computadores para prevenir algunos tipos de comunicaciones prohibidos según las políticas de red que se hayan definido en función de las necesidades de la organización responsable de la red. 52 Concentrador. Equipo de redes que permite conectar entre sí otros equipos y retransmite los paquetes que recibe desde cualquiera de ellos a todos los demás. Los hubs han dejado de ser utilizados, debido al gran nivel de colisiones y tráfico de red que propician. 53 Conmutador. Dispositivo de interconexión de redes de computadores que opera en la capa 2 (nivel de enlace de datos) del modelo OSI (Open Systems Interconection). Un switch interconecta dos o más segmentos de red, pasando datos de un segmento a otro, de acuerdo con la dirección de destino de los datagramas en la red. Un switch en el centro de una red en estrella. Los switches se utilizan cuando se desea conectar múltiples redes, fusionándolas en una sola. Dado que funcionan como un filtro en la red, mejoran el rendimiento y la seguridad de las LANs. 54 Equipo usado en redes inalámbricas para interconectar conectar dispositivos portátiles. Se comporta como un concentrador de comunicaciones. 55 Protocolo de comunicaciones para redes LAN cableadas con velocidades de transmisión de 10, 100 y 1000 Gbps desarrollado por Xerox en 1970. 56 Estándar desarrollado por IEEE para redes inalámbricas. Opera en la frecuencia de los 2.4GHz y permite velocidades de transmisión de hasta 11 Mbps. También se conoce como el estándar Wi-Fi (Wireless Fidelity)



La figura 23 muestra la red de pequeña compañía conectada a Internet mediante un enrutador sofisticado que maneja conexiones DSL, ATM57 o Frame Relay58. Los recursos y servicios de red suministrados por la compañía son mucho mayores que los de una red SOHO. En la granja de servidores59 se puede encontrar el servidor web corporativo, servidores de archivos, servidores de impresión, servidores de bases de datos y demás tipos de servidores que se pueden acceder desde el interior de la red y desde el exterior (usuarios VPN60 remotos).

Figura 24. Red de pequeña compañia

Fuente: El Autor

57 Acrónimo para Asynchronous Transfer Mode (Modo de Transferencia Asincrónico). Es una tecnología de red capaz de transmitir voz, audio, datos y video en tiempo real. Los datos a transmitir se descomponen en paquetes de 53 bytes los cuales son transmitidos sobre la red a velocidades que varian entre 1.5 y 622 Mbps. 58 Del inglés retransmisión de tramas. Es un protocolo usado en redes WAN para transmitir datos a una velocidad de hasta 2 Mbps sobre enlaces de comunicación denominados Circuítos Virtuales Permanentes. 59 Es un grupo de servidores, normalmente mantenidos por una empresa o universidad para ejecutar tareas que van más allá de la capacidad de una sola máquina corriente, como alternativa, generalmente más económica, a un mainframe. 60 Acrónimo para red privada virtual (Virtual Private Network). Red de comunicaciones que opera sobre internet y es administrada por una empresa. Utiliza técnicas de encriptamiento para proteger la información transmitida sobre internet.



Debido a lo sofisticado de éste tipo de redes se cuenta con sistemas cortafuegos y sistemas de detección de intrusos para evitar accesos inapropiados. Las oficinas remotas se conectan a través de canales de comunicación dedicados y mediante equipos enrutadores.

CAPITULO 2: REDES INALÁMBRICAS

Introducción

Las redes inalámbricas, y en especial las de área local, han venido convirtiéndose en un medio práctico de conectividad debido a sus grandes ventajas en lo referente a la movilidad de los equipos conectados y a su facilidad de instalación y uso. En las siguientes lecciones se presentan, de manera clara y concisa, los elementos, beneficios, topologías y escenarios que caracterizan una red Inalámbrica de datos.

Lección 6: Redes inalámbricas de área local

Una red Inalambrica de Áreal local (WLAN / Wireless Local Area Network) es una red que utiliza señales de radio en lugar de conexiones cableadas, para interconectar los dispositivos de cómputo en un área de cobertura similar al de una red LAN (un edificio o área de oficinas).

Figura 25. Red WLAN

Fuente: El Autor



Un computador en una WLAN se comporta de manera similar a un teléfono celular. Del mismo modo en que no es necesario estar conectado a una línea telefónica para realizar llamadas a través del Celular, un computador (u otro dispositivo de cómputo) conectado a la red WLAN no requiere ningún tipo de cables para enviar y recibir información.

Como opera una Red Inalámbrica

Cuando un computador se conecta a una LAN lo hace mediante una conexión cableada hacia un concentrador (Hub), un conmutador (Switch) o un Enrutador (Router). La tarjeta de red del computador envía unos (1s) y ceros (0s) mediante el cambio de los voltajes en los cables (desde -5v hasta +5v).

En la red inalámbrica, el computador se conecta a la misma mediante una tarjeta de red inalámbrica la cual es un radio-transmisor de baja potencia en doble vía. En lugar de cambiar voltajes en un cable, la tarjeta de red inalámbrica codifica los (1s) y ceros (0s) alternando los niveles de una señal de radio sobre una señal portadora constante existente. Las señales de radio utilizadas son ondas electromagnéticas que tienen un conjunto de propiedades muy importantes para la transmisión a través del espacio.

Al igual que en las redes LAN, se requiere un conjunto de protocolos de transmisión para enviar información a la red inalámbrica. Estos protocolos utilizan las frecuencias disponibles en el rango de los 2.4 GHz (banda de frecuencias libre) para transmitir los datos en áreas que van desde unos pocos metros hasta cientos de metros. La distancia cubierta por la red WLAN depende de factores como cantidad de repetidores inalámbricos (Access Points / Puntos de Acceso) usados, ubicación de los Puntos de Acceso, cantidad de muros o paredes y tipo de material del que están hechos.

La instalación de una red WLAN requiere de uno o más Puntos de Acceso los cuales son dispositivos hardware con antenas especiales para dar cobertura de acceso a la red WLAN en un área determinada.

Todos los dispositivos en una WLAN pueden transmitir información sobre cualquiera de varios canales (frecuencias) y para que dos o más dispositivos puedan “dialogar” en la WLAN deben transmitir en el mismo canal. Por último toda red WLAN tiene un nombre conocido como SSID (Set Service ID / Identificador del Servicio de Grupo) y la totalidad de los dispositivos que operan en la WLAN deben tener el mismo SSID.



Lección 7: Beneficios de las redes inalámbricas

El uso de las tecnologías inalámbricas para la implementación de redes de área local (WLANs) representa ventajas significativas como la reducción de los costos asociados con la infraestructura de red y el soporte de aplicaciones móviles que ofrecen eficiencia y exactitud en los procesos de la organización. En los siguientes párrafos se explican los principales beneficios obtenidos con la implementación de redes WLANs:

Movilidad

La movilidad permite a los usuarios desplazarse físicamente mientras utilizan una aplicación desde un dispositivo portátil (Pocket PC, PC portátil, PDA61, etc). Existen múltiples trabajos que requieren que los individuos se desplacen como chequeos de inventarios, atención a pacientes, recepción de un pedido de comida, desarrollo de presentaciones, etc.

Figura 26. Movilidad

Fuente: El Autor

Las aplicaciones móviles comprenden aquellas basadas en el acceso a la información, almacenada en bases de datos centralizadas, en tiempo real y permiten una actualización inmediata de los datos que se hacen disponibles a otros usuarios móviles.

61 Acrónimo para Asistente Personal Digital (PDA). Comúnmente llamadas agendas electrónicas, son dispositivos de procesamiento portátiles con procesador y memoria limitados.



Instalación en áreas difíciles de cablear

La implementación de redes inalámbricas permite elevados ahorros en costos cuando se realiza en áreas de difícil acceso. Si existen ríos, avenidas, construcciones u otros obstáculos entre los edificios que se desean conectar una solución inalámbrica puede resultar más económica que instalar un cableado físico o arrendar enlaces de comunicaciones a empresas telefónicas.

Figura 27. Áreas difíciles de cablear

Fuente: El Autor

Incremento de la confiabilidad

Un problema inherente a las redes cableadas es el tiempo perdido debido a fallas en los cables. Muchas veces las tormentas causan inundación en los conductos de cableado lo cual da origen a pérdida de conectividad. De igual manera los usuarios son causa de accidentes en las redes ya que muchas veces accidentalmente rompen o desconectan los cables de red. En estos casos la utilización de redes inalámbricas conlleva a la supresiónn de los cables y reduce el tiempo perdido por fallas de conectividad o el dinero invertido en reemplazo de cables dañados.

Reducción de los tiempos de instalación

La instalación de cableado es una actividad que a menudo consume tiempo. Para las LANs los instaladores deben tender cables de pares trenzados o de fibra óptica



sobre el techo y a través de las paredes. Estas tareas pueden tomar días o semanas dependiendo del tamaño de la instalación. La instalación de fibra óptica entre edificios dentro de la misma área geográfica consiste en cavar fosos para colocar la fibra y tirar la fibra a través de los conductos existentes, tarea que puede tomar semanas o meses.

El uso de redes inalámbricas reduce enormemente las necesidades de cable y permiten una rápida instalación. Por esto en muchos lugares la falta de una infraestructura de red cableada ha sido solucionada con redes WLANs como método para proveer conectividad entre computadores sin gastos de tiempo y dinero asociados con la instalación de un medio físico.

Lección 8: Elementos de una red inalámbrica

Las redes WLAN está integradas por usuarios, dispositivos de acceso al medio y dispositivos de usuario final cuya interacción permite la conectividad y facilita la transmisión de datos. En el presente capítulo se abordará cada uno de estos aspectos con la finalidad de dar claridad y comprensión en el conocimiento esta moderna tecnología.

Medio Aéreo

Un primer elemento que a pesar de su intangibilidad, debe ser considerado al implementar WLANs es el medio aéreo ya que es el elemento fundamental para la propagación de las señales inalámbricas. El aire es el “conducto” a través del cual la información fluye entre los dispositivos de usuario y la infraestructura de red. Similar al comportamiento en las comunicaciones “habladas”, a medida que los dispositivos se alejan es difícil mantener la comunicación especialmente en ambientes de alto ruido e interferencia.

Las señales con información inalámbrica atraviesan el aire y tienen características especiales que permiten su propagación en largas distancias. Además, las señales inalámbricas no pueden ser escuchadas por los humanos y se pueden amplificar a mayores niveles sin causar molestia. La calidad de la transmisión sin embargo depende de los obstáculos en el medio aéreo que disminuyen o dispersan la potencia y rango de las señales inalámbricas.



Usuarios

Un usuario puede ser cualquier ente que hace uso de la red inalámbrica. Uno de los tipos de usuario más comunes es una persona, como por ejemplo un empresario de negocios que accede a Internet desde una WLAN pública en un aeropuerto, o un analista de crédito que consulta una aplicación de cartera en la WLAN corporativa. Otro tipo de usuario puede ser un ente no humano como por ejemplo un robot que recibe intrucciones (mediante la WLAN) por parte de un computador que controla un proceso automatizado de manufactura; o una cámara de video que es controlada en forma inalámbrica desde una ubicación remota.

Los usuarios de las redes WLANs tienen a ser móviles y por lo tanto se encuentran en constante desplazamiento en un área determinada que puede ser un campus, un hotel, una empresa, una planta de producción etc. La movilidad es la característica por excelencia de una red inalámbrica y uno de los principales beneficios obtenidos al implementarla. Por ejemplo, un individuo caminando a través de un lobby de un hotel mientras envía y recibe emails desde su agenda electrónica, está ejecutando movilidad. La agenda en este caso debe tener una conexión continua con la infraestructura inalámbrica.

Dispositivos usados en la WLAN

Las redes inalámbricas utilizan componentes similares a las redes LANs cableadas. Estos componentes comprenden dos diferentes clases de dispositivos:

• Dispositivos de acceso al medio como tarjetas inalámbricas y estaciones base (puntos de acceso, enrutadores inalámbricos).

• Dispositivos de usuario final como computadores personales, portátiles, agendas digitales, cámaras web, impresoras, etc.

En los siguientes párrafos se profundizará en las principales características de los dispositivos mencionados y su utilización en las WLANs.

Dispositivos de Acceso al Medio

Para acceder a una red WLAN se requiere una infraestructura tecnológica adecuada que facilite conectarse a la red e intercambiar información. Esto se logra usando elementos como tarjetas de red y dispositivos que actúen como estaciones



base como puntos de acceso y enrutadores inalámbricos. A continuación se presentan estos equipos en detalle:

Tarjetas de red inalámbrica

La tarjeta de red inalámbrica también conocida como NIC (Network Interfase Card) provee la interfase y el radio que comunica el dispositivo de usuario final con la infraestructura de red WLAN. La hay en varias configuraciones, y es así como algunas NIC inalámbricas van en el interior de los dispositivos como computadores de escritorio o portátiles y otras se conectan exteriormente a través de puertos USB o ranuras PCMCIA62 (portátiles). Existen diversos tipos de tarjetas inalámbricas dependiendo del modo como se conectan a los dispositivos de usuario final:

Figura 28. Diferentes modelos de tarjetas inalámbricas

Fuente: El Autor

Los protocolos estándar para tarjetas inalámbricas definen como opera la tarjeta. Por ejemplo, una tarjeta de red inalámbrica podría implementar el estándar IEEE 802.11b o el IEEE 802.11g o incluso operar con ambos. Igualmente se pueden encontrar tarjetas inalámbricas compatibles con IEEE 802.11n. Es importante considerar que debe existir compatibilidad entre los protocolos con los cuales trabajan las tarjetas inalámbricas y los protocolos utilizados por otros dispositivos de acceso al medio como puntos de acceso o enrutadores inalámbricos.

La tarjeta de red inalámbrica tiene incorporada una antena que convierte las señales eléctricas en ondas de radio o luz para su propagación en el medio aéreo. Las antenas comprenden muchas estructuras y pueden ser externas, internas, permanentes o desmontables. Las antenas de las tarjetas inalámbricas

62 Acrónimo de Personal Computer Memory Card International Association (Asociación Internacional de Tarjetas de Memoria para Computador Personal). Es una asociación Internacional centrada en el desarrollo de tarjetas de memoria para ordenadores personales que permiten añadir al ordenador nuevas funciones. Existen muchos tipos de dispositivos disponibles en formato de tarjeta PCMCIA: módems, tarjeta de sonido, tarjeta de red, etc.



incorporadas en computadores portátiles por lo general van distribuidas en el marco o carcaza de la pantalla.

Estaciones Base

Una estación base es un componente común de la infraestructura de red que sirve especialmente para dos propósitos:

Figura 29. Estación Base

Fuente: El Autor

• Comunicar los dispositivos inalámbricos en un área determinada y realizar las funciones de repetidor y amplificador de las señales inalámbricas.

• Permitir la conectividad entre la red inalámbrica y la red cableada para que los usuarios puedan utilizar un amplio rango de servicios de red como navegación web, consulta de email, acceso a la intranet corporativa, consulta de bases de datos, impresión remota, etc.

Las estaciones base están en capacidad de soportar comunicaciones punto-a-punto y punto-a-multipunto . Las comunicaciones punto a punto permiten que las señales inalámbricas fluyan directamente desde una estación base particular hacia un dispositivo de usuario final o hacia otra estación base. Se utilizan para soportar enlace de comunicaciones de gran distancia especialmente entre edificios.

Las comunicaciones punto-a-multipunto facilitan a la estación base a comunicarse con varios dispositivos de usuario o con varias estaciones base. Esta facilidad de comunicación es implementada principalmente por los puntos de acceso, cuyas características se detallarán más adelante.



Figura 30. Conexiones Punto-a-Punto y Punto-a-Multipunto

Fuente: El Autor

Hay diversos tipos de estaciones base dependiendo de su tecnología interna y el propósito para el cual se requieran. Según estas características se tienen puntos de acceso y enrutadores inalámbricos.

Punto de Acceso

Es un equipo que asume las funciones de repetidor de señales y permite la conectividad de los dispositivos inalámbricos. Se comporta de manera similar a la de un concentrador cableado (hub) y maneja un ancho de banda por equipo que disminuye en la medida en que más dispositivos se comuniquen a través de el.

Figura 31. Punto de acceso y Enrutador Inalámbrico

Fuente: El Autor



Por lo general el punto de acceso suministra cobertura y conectividad en un área geográfica determinada pero si se desea proveer cobertura a un área mayor, se deben conectar varios puntos de acceso y configurar el servicio de roaming. El roaming en una red WLAN trabaja de la siguiente manera: la tarjeta inalámbrica del dispositivo usuario le permite conectarse al punto de acceso más cercano, el cual le permite comunicarse con usuarios conectados a otros puntos de acceso. A medida que un usuario se desplaza y sale del área de cobertura de un punto de acceso e ingresa al área de otro punto de acceso, la facilidad de roaming le permite a su tarjeta inalámbrica conectarse (de manera transparente) sin pérdida de la comunicación.

Las tarjetas inalámbricas de los dispositivos de usuario se conectan al punto de acceso más cercano.

Enrutador Inalámbrico

Son dispositivos utilizados en hogares y pequeñas oficinas para conectarse a una red Internet o a una red corporativa. Además de comportarse como puntos de acceso (con funciones de concentración, amplificación y repetición) son dispositivos más inteligentes tienen la función primaria de permitir que los equipos cableados e inalámbricos en una red accedan a otra red.

A diferencia de los puntos de acceso, los enrutadores inalámbricos permiten entre otras las siguientes funciones:

• Permiten o deniegan la conexión de dispositivos de usuario final a las redes.

• Facilitan la conexión a la red tanto a dispositivos inalámbricos como a dispositivos cableados.

• Asignan direcciones de red (IP) a los dispositivos que los requieran.

• Proveen funciones de calidad de servicio para mejorar las comunicaciones.

Dispositivos de Usuario Final

También se denominan dispositivos cliente y son los elementos más visibles de una red inalámbrica. Suministran la plataforma física para que las aplicaciones inalámbricas provean servicios de red como captura y despliegue de datos, procesamiento de información, detección de ubicación y además comunicaciones



de voz. Estos dispositivos pueden ser transportados por los usuarios finales o ubicados en sitios determinados dentro de las instalaciones de la organización (con la característica de la movilidad). Los más destacados dispositivos cliente encontrados en las empresas son los siguientes:

Computadores de Escritorio

Esta categoría incluye equipos que residen en una ubicación fija dentro de la organización y su desplazamiento es reducido. Comprende equipos como:

Computadores Personales (PC / Personal Computer): Equipos diseñados para ser utilizados por una sola persona a la vez en funciones de procesamiento de datos local.

Estaciones de Trabajo: Son computadores usados por una persona a la vez pero con mejores especificaciones técnicas que un PC. Son útiles en aplicaciones que demandan grandes capacidades de memoria, procesador y disco duro. Por lo general se usan en ambientes de computación gráfica, autoedición, diseño e ingeniería asistida por computador, simulación de procesos, control y automatización industrial, etc.

Servidores: Equipos conectados a una red con la finalidad de proveer servicios y recursos a los usuarios.

Los computadores de escritorio requieren de tarjetas de red inalámbrica para el acceso a la WLAN corporativa y configuración adecuada de los protocolos de red.

Computadores portátiles

Estos equipos se caracterizan por ser dispositivos de procesamiento de datos hechos específicamente para transportar fácilmente de un lugar a otro. Por lo general se agrupan en tres categorías:

• Laptops: Computador lo suficientemente ligero para transportar pero no lo suficientemente pequeño para guardarlo en un bolsillo.

• Notebooks: Computador más pequeño que un Laptop lo cual facilita su transporte.



• Tablets: Computador a medio camino entre una computadora portátil y una agenda digital, en el que se puede escribir con una pluma electrónica y posee una pantalla táctil y giratoria.

Figura 32. Computadores portátiles, Notebooks, Tablets

Fuente: Hewlett Packard Corporation

Los computadores portátiles permiten el acceso a Internet desde ubicaciones diversas y sin necesidad de cables ya que poseen tarjetas de red inalámbricas con capacidad de conexión con redes Wi-Fi, Bluetooth y comunicaciones mediante infrarrojos.

Asistentes personales digitales (PDA / Personal Dig ital Assistant)

Son computadoras de mano originalmente diseñadas como agendas electrónicas (calendario, lista de contactos, bloc de notas y recordatorios) con un sistema de reconocimiento de escritura. Hoy día se pueden usar como una computadora doméstica (acceder a bases de datos, ver películas, crear documentos, juegos, correo electrónico, navegar por Internet, reproducir archivos de audio, etc.). Las PDAs posen un hardware que les facilita su comunicación con redes WLANs y soportan tecnologías como Wi-Fi63, Bluetooth64 y comunicaciones mediante infrarrojos.

63 Acrónimo para Wireless Fidelity (Fidelidad Inalámbrica). Es un estándar de redes inalámbricas de area local (WLAN) que opera en velocidad de que van desde los 2 hasta los 105 Mbps. 64 Protocolo usado para conectar dispositivos electrónicos inalámbricos en un área inferior a 10 metros.



Impresoras

Dispositivos que hacen una impresión en un medio como el papel y se conectan a un computador de manera cableada o inalámbrica. Estos equipos varían desde una simple impresora en una caja registradora hasta sofisticada impresora de calidad fotográfica. En las empresas usualmente se encuentran impresoras con tecnología de inyección de tinta, impresoras láser y de diodos de emisión de luz (LED / Light Emittion Diodes)

Escáneres de código de barras

Son dispositivos utilizados para la captura, exacta y confiable, de información de almacenada en códigos de barras. Estos equipos se utilizan bien sea de manera portátil o de manera fija en un puesto de trabajo. Se utilizan ampliamente en organizaciones o centros de acopio, donde se mantienen inventarios de productos eficientemente codificados mediante tecnología de código de barras. Al incorporar escáneres de códigos de barras en redes WLANs se gana movilidad, eficiencia y actualización en tiempo real de la información de productos.

Figura 33. Periféricos Inalámbricos

Fuente: El Autor

Cámaras web

Son cámaras de video cuya salida es desplegada en una página web o en una aplicación de video. Generalmente se utilizan para funciones de televigilacia o de monitoreo remoto y aquellas que poseen conectividad WLAN facilitan su desplazamiento y ubicación permitiendo monitorear un área geográfica determinada.



Teléfonos inteligentes

Son dispositivos híbridos entre teléfonos inalámbricos y PDAs. Integran características de comunicación telefónica inalámbrica y de conectividad WLAN con funciones PDA como calendario, calculadora, acceso a bases de datos, consulta de email, navegación web, etc.

Dentro de esta categoría de dispositivos se encuentran los teléfonos Wi-Fi que emplean la red WLAN para realizar llamadas telefónicas y se usan para localizar empleados que trabajan en un área grande y no tienen ubicación fija. También se usan con aplicaciones de Voz sobre IP, para establecer conectividad con redes LANs cableadas y redes de telefonía tanto convencional como celular.

Lección 9: Topologías inalámbricas

Las redes WLANSs se pueden configurar de diferentes maneras dependiendo del modo en que operan. La organización de la forma como están conectados los dispositivos a la red se denomina Topología y comprende las siguientes configuraciones: IBSS (Independent Basic Service Set / Grupo de Servicios Básicos Independientes), BSS (Basic Service Set / Grupo de Servicios Básicos) y ESS (Extended Service Set / Grupo de Servicios Extendidos).

Figura 34. Configuración IBSS

Fuente: El Autor

La configuración IBSS consiste en equipos conectados de forma igual a igual (peer-to-peer) sin necesidad de que ningún equipo actue como servidor. Las WLANs IBSS consisten de un número de nodos o estaciones inalámbricas que se comunican una con otra de manera independiente en modo igual a igual.



Generalmente este tipo de redes cubre un área limitada y no están conectadas a una red más grande.

El modo BSS requiere como mínimo un concentrador inalámbrico (Access Point) conectado a la red cableada y permite ofrecer conectividad los dispositivos inalámbricos cercanos. Debido a que la mayoría de empresas requieren acceso a la red LAN para servicios como acceso a Internet, acceso a archivos, acceso a servicios de impresión, utilizan el Punto de Acceso como punto de entrada a la red.

Figura 35. Configuración BSS

Fuente: El Autor

En el modo BSS, las comunicaciones entre dos equipos, A y B, fluyen del nodo A hacia el Punto de Acceso y éste al Nodo B. El Punto de Acceso es necesario para hacer las funciones de puente y conectar múltiples canales WLANs dependiendo de los equipos inalámbricos conectados.

El servicio extendido ESS se utiliza cuando dos o más BSS forman una subred de trabajo. Las configuraciones ESS consisten de múltiples celdas BSS que pueden ser conectadas mediante medios cableados o inalámbricos.

El modo ESS permite extender la red WLAN a diferentes áreas de la organización y permitir el acceso de los dispositivos móviles que allí se encuentren.



Figura 36. Configuración ESS

Fuente: El Autor

Lección 10: Escenarios de aplicación de las redes i nalámbricas

Existen múltiples usos específicos de las tecnologías WLAN relacionados principalmente con aplicaciones de transferencia de datos, comunicaciones de voz y de video. En esta sección se hace un compendio de los diferentes escenarios de aplicación de las WLANs incorporando ejemplos prácticos de uso.

Acceso a datos corporativos y movilidad de usuarios

A partir del uso de Internet y de Intranet corporativa por parte de los empleados de una organización surge la necesidad de permitir el acceso a estas redes de una manera flexible. Esto se logra con las redes WLANs.

Hoy en día los empleados, sin necesidad de cables y utilizando sus agendas digitales (PDA / Personal Digital Asistant / Asistente Personal Digital) acceden a la WLAN para revisar su correo Web. De igual manera los administradores de sistemas de información y de redes pueden monitorear el estado de las aplicaciones y los dispositivos de red ya que cuentan con equipos portátiles que permanentemente están revisando el estado de la infraestructura cableada desde



cualquier parte de las instalaciones de la empresa, gracias a que acceden a la red de manera inalámbrica.

Otra aplicación interesante de las redes WLAN para el acceso a datos corporativos se manifiesta en el caso de aquellos empleados que en sus dispositivos móviles (PDAs) o equipos portátiles, llevan una porción de la base de datos de la empresa para realizar transacciones con los clientes. Una vez regresan a las instalaciones de la compañía, acceden a WLAN y de manera automática realizan el descargue de sus transacciones y actualizan la porción de la base de datos que manejan.

Extender la red LAN a sitios remotos de la organiza ción

Muchas veces en las empresas se encuentran áreas algo alejadas, dentro de las instalaciones de la organización, a las cuales es difícil llevar conectividad LAN con medios cableados debido al incremento de los costos que esto demanda. Sin embargo mediante la utilización de WLANs se puede evitar tender cables e instalar una infraestructura hardware costosa, extendiendo la red a una fracción del costo. La reducción de costos se presenta gracias a la eliminación de costos de cableado, costos de tiempo y costos de hardware adicional.

Conectividad edificio a edificio

Hay varias formas de conectar un edificio a la red LAN corporativa. Se puede tender un cable o fibra entre los dos edificios o se puede arrendar una línea de la compañía telefónica. Estas dos posibilidades tienen altos costos iniciales tanto en dinero como en tiempo y la segunda opción implica costos fijos mensuales. Un problema adicional, inherente al tendido de cable o fibra es el relacionado con la existencia de propiedades de terceros entre los edificios de la compañía que se van a conectar.

La conectividad edificio a edificio se puede lograr instalando un Puente (Bridge) inalámbrico en ambos edificios y estableciendo un enlace de datos inalámbrico basado en el usos de frecuencias libres de licencia. Al usar Puentes inalámbricos en los edificios se pueden crear enlaces punto a punto o multipunto. En el enlace punto a punto se tienen dos puentes “hablando” uno con el otro y usando antenas direccionales. En el enlace multipunto un Puente actúa como centro o concentrador (Hub) de comunicaciones para que se puedan comunicar múltiples Puentes de otros edificios.



Recepción de datos en el último kilómetro: WISP In alámbrico

Un proveedor de servicio de Internet inalámbrico (WISP / Wireless Internet Service Provider) es un proveedor de Internet que se accesa mediante tecnologías inalámbricas y provee conectividad de último kilómetro. El término último kilómetro se refiere al último tramo que debe ser atravesado para alcanzar clientes remotos. Este tramo cableado puede resultar muy costoso y para esto se recomienda utilizar tecnologías inalámbricas lo que conlleva a la instalación de antenas direccionales tanto en las oficinas del WISP y el cliente.

Uso en hogares y pequeña oficinas

En entornos de hogares o pequeñas oficinas es común tener menos de 25 o aún menos de 10 computadores en total, lo cual permite que una WLAN pueda ser utilizada como red principal. La creación de éste tipo de WLANs se basa en la instalación de un Enrutador (Router) inalámbrico. Este dispositivo es muy flexible y permite conectar a la red computadores con tarjeta de red inalámbrica y dispositivos concentradores, como switches o hubs, para la conexión de múltiples equipos con tarjeta de red para tecnologías Ethernet cableadas. Con esto a partir de una red WLAN se obtiene una red híbrida muy práctica, económica y eficiente.

El enrutador inalámbrico además puede utilizarse como punto de entrada para la conectividad a Internet del hogar o la pequeña oficina. Para esto se puede contratar el acceso a la Web con cualquier proveedor de servicio de Internet (ISP) sin importar la tecnología que utilice (línea telefónica, DSL, TV Cable, fibra, etc.)

Conectividad de oficina móvil

Similar al uso de redes en pequeñas oficinas, es la aplicación de WLANs para conectividad de oficina móvil. Las oficinas móviles son de aplicación práctica en casos de construcción o en zonas de desastres, o en aquellos casos en los que se requiere acceso a la red en forma rápida y provisional sin incurrir en altos costos. Utilizando un Enrutador inalámbrico con conectividad a un proveedor de servicios de Internet (ISP / Internet Service Provider) se puede instalar rápidamente una WLAN con acceso a Internet en muy corto tiempo.



Educación – Uso en aulas de clase

Las instituciones educativas han sido las primeras en instalar WLANs y permitir a los docentes trabajar desde cualquier sitio sin estar “atados” a sus escritorios. Los equipos portátiles con acceso a Internet, de manera inalámbrica, pueden ser utilizados en auditorios sin necesidad de conexiones cableadas. En los colegios y universidades, los estudiantes tienen la posibilidad de acceder a Internet desde sus equipos portátiles gracias a las tecnologías WLAN. Esto flexibiliza el esquema educativo dando múltiples posibilidades de accesos a los contenidos digitales de los servidores de la Institución educativa o de Internet.

Servicios de Salud – Hospitales y Oficinas

Las instituciones de salud como clínicas y hospitales pueden beneficiarse de las tecnologías WLANs para acceder a las historias clínicas de los pacientes y las servicios de farmacia. Las prescripciones médicas pueden ser enviadas a las farmacias, directamente desde las habitaciones de los pacientes, y los tanto los médicos como las enfermeras pueden obtener información vital de los pacientes a través de sus computadores portátiles o PDAs. Las WLANs pueden ser configuradas para conectar equipos de monitoreo de las condiciones físicas de los pacientes y reportar de manera instantáneas alarmas acerca de sus condiciones vitales.

Hotspots – Accesos públicos a Internet

Una red WLAN, adecuadamente configurada, puede permitir el acceso a Internet en áreas públicas como hoteles, aeropuertos, bibliotecas, universidades, cafés Internet, terminales de transporte, etc. El acceso a Internet puede configurarse de manera libre y abierta o de manera libre y segura (con passwords). Los usuarios por lo general utilizan los HotSpots para acceder a Internet desde sus equipos portátiles o desde sus PDAs.



CAPITULO 3: REDES ESPECIALES Y CONVERGENCIA

Introducción

El mundo de las redes y servicios telemáticos es tan amplio que en él, además de las tradicionales redes telefónicas y de datos, se encuentran algunos tipos de redes de carácter especial como las redes de televisión por cable (CATV), las redes de contenido, las redes de almacenamiento y las redes de acceso inalámbrico a Internet de alta velocidad. Todas estas redes serán expuestas en el presente capítulo destacando sus principales características, tecnologías y funcionalidades. El capítulo finaliza con el estudio del fenómeno de la convergencia y su impacto.

Lección 11: Redes de televisión por cable (CATV)

Las redes de televisión por cable se dividen en dos categorías dependiendo principalmente de su antigüedad: redes CATV completamente coaxiales y redes CATV híbridas fibra/coaxial

Redes CATV completamente coaxiales

Las primeras redes CATV estaban constituídas únicamente por conexiones de cable coaxial y su servicio principal era la entrega de señales de video analógico en decenas y cientos de canales de televisión. La figura 37 representa una red CATV completamente coaxial.

La cabecera CATV es la infraestructura del proveedor de televisión por cable encargada de agrupar los contenidos de televisión que se ofrecerán a los usuarios (suscriptores del servicio). Cuenta con receptores de programas vía satélite, de televisión terrestre o señales de vídeo procedentes de un centro de producción local.

Desde la cabecera CATV una ramificación aleatoria de cable coaxial se extiende hacia las residencias de los suscriptores. El problema de la atenuación se resulve mediante el uso de amplificadores (Amp). A intervalos se despliegan amplificadores para aumentar la señal a un nivel aceptable de amplitud. También



a intervalos se encuentran dispositivos distribuidores que reparten la señal a cada residencia.

Figura 37. Red CATV completamente coaxial

Fuente: El Autor

Se debe considerar que el número de residencias servidas por un único sistema de cabecera puede ser del orden de los 20,000. Este hecho hace que las redes sean notoriamente propensas a una catástrofe. Una falla en un componente de una rama de la red provoca la pérdida del servicio de televisión en todos los suscriptores de esa ramificación. De igual manera una falla en la cabecera puede dejar sin servicio a todos los usuarios simultáneamente.

El ancho de banda disponible en una red CATV completamente coaxial es 750 MHz. Para la entrega de servicios de video analógico este ancho de banda se divide en canales de 6 MHz, de forma tal que la red CATV puede entregar unos 125 canales de televisión.

Redes CATV híbridas Fibra / Coaxial

En la figura 38 se aprecia una red CATV que ha sido actualizada con la adición de cable de fibra óptica.

Desde la cabecera CATV se extienden conexiones de fibra óptica hacia las ramificaciones de la red y en los dispositivos distribuidores las señales son removidas de la fibra y colocadas en los subsistemas de cable coaxial.



Figura 38. Red CATV híbrida Fibra / Coaxial

Fuente: El Autor

La arquitectura híbrida fibra/coaxial tiene varias ventajas sobre las redes CATV completamente coaxiales. El uso de fibra en las ramificaciones principales (backbone) reduce sustancialmente el número de amplificadores entre la cabecera y las residencias resultando en una mejora en la calidad de la señal. Quizá lo más importante, la fibra en el backbone requiere conexiones punto a punto con los dispositivos distribuidores. En lugar de soportar un único cable coaxial que podría servir a 20,000 usuarios, la cabecera ahora cuenta con múltiples puertos de fibra óptica cada uno de los cuales sirve a una cantidad muy inferior de usuarios, del orden de 100 a 500. Una falla en una conexión de fibra punto a punto afectará a muchos menos usuarios que un fallo en una red CATV completamente coaxial. Con menos residencias atendidas por conexiones de fibra óptica, se comparte menos el ancho de banda y se pueden ofrecer servicios adicionales como Internet banda ancha.

Lección 12: Redes de Contenido

Dentro de la amplia variedad de redes de computadores existentes, existe un tipo especial de redes que está adquiriendo un gran auge debido a la gran cantidad de información y servicios que pueden proveer. Este se tipo de redes se denominan redes de contenido y se caracterizan por que agrupan un conjunto de sitios web con gran cantidad de información útil e información de anunciantes. Debido a esto existen empresas que instalan y administran redes de contenido convirtiéndose en



intermediarios entre los usuarios finales y los anunciantes (un ejemplo típico es el sistema Google Ad Sense65).

Figura 39. Estructura de una Red de Contenido

Fuente: El Autor

Los sitios de contenido pueden ser diarios on-line, comunidades, sitios de temas específicos, portales, sitios de correo web, etc. En general los avisos se muestran en los sitios o páginas donde hay cierta correlación entre el aviso y el contenido del sitio. Esto se denomina publicidad contextual, porque depende del contexto

65 Ver https://www.google.com/adsense



donde se publican los anuncios. Cuando un usuario hace un click en un aviso de un sitio determinado, el anunciante le debe pagar al intermediario, y el intermediario le paga al sitio.

Toda red de contenido se caracteriza por agrupar los siguientes elementos: originador, infraestructura de red y recipientes.

Originador

También denominado servidor de origen, se encarga de proveer el contenido que solicitan los recipientes (clientes). El contenido puede ir desde video en vivo, descargas de software, transferencia de archivos, hasta correo electrónico, información estadística y multimedia completamente interactiva. Los servicios más usados pueden incluir aprendizaje virtual (e-learning), comunicaciones corporativas, comercio electrónico (e-commerce), servicios de almacenamiento (hosting) y apliaciones cliente/servidor empresariales entre muchos otros.

Infraestructura de red

Se encarga de entregar el contenido. La red puede ser pública o privada y compuesta de un número de protocolos subyacentes como TCP/IP y Ethernet.

Recipientes

El recipiente (cliente) solicita el contenido. El recipiente puede ir desde navegadores web (browsers) y consolas de juegos (Wii, Xbox) hasta teléfonos celulares, agendas digitales (PDAs), teléfonos IP y muchos más.

Las redes de contenido son un nuevo paradigma de la informática y de las telecomunicaciones. La concentración de información ha desplazado tanto a los computadores como a las redes hacia la creación de un sistema colectivo llamado red de contenido.



Lección 13: Redes de Almacenamiento (SAN)

Las redes de almacenamiento (SAN / Storage Area Network) prometen ser una de las áreas más dinámicas de las tecnologías de la información en los años venideros. El desarrollo de las técnicas de almacenamiento de grandes volúmenes de información en sitios remotos, ha evolucionado considerablemente gracias a las enormes capacidades de almacenamiento existentes y a la increíble velocidad de las redes de comunicaciones.

El concepto inicial de red de almacenamiento es bastante sencillo. Una red de almacenamiento utiliza redes dedicadas que contienen una variedad de tecnologías de almacenamiento como arreglos de discos redundantes (RAID / Redundant Array of Independent Disks66), discos espejos (mirrors disks), unidades de discos magnéticas y ópticas, y unidades de cinta para propósitos de almacenamiento. Por lo general utilizan conexiones y enlaces de alta velocidad soportando velocidades de transferencia de datos de hasta 1 gigabit por segundo (Gbps) interconectando unidades de almacenamiento y servidores.

Figura 40. Estructura de una Red SAN

Fuente: El Autor

66 Acrónimo del inglés Redundant Array of Independent Disks (conjunto redundante de discos independiente). Hace referencia a un sistema de almacenamiento que usa múltiples discos duros entre los que distribuyen o replican los datos.



La esencia de una SAN es tener dos redes separadas interconectadas, la red corporativa con sus servidores y la red de almacenamiento con sus dispositivos de almacenamiento. La conexión de los servidores a la red SAN se realiza mediante el uso una tecnología denominada Fibre Channel.

Fibre Channel se constituye en una tecnología de alta velocidad desarrollada en los 80s para conectar dispositivos de almacenamiento con servidores sobre grandes distancias y a velocidades del orden de los 1000 Mbps. Puede operar tanto en fibra óptica y como en cableado de cobre. Los enlaces Fibre Channel alcanzan hasta 10 kilómetros usando fibra óptica monomodo, mientras que Fibre Channel sobre enlaces de cobre está limitada a distancias no superiores a los 30 metros.

Lección 14: Redes LMDS

Cada dia aumenta el número de usuarios que usan dispositivos portátiles para acceder a la información y la demanda de mayor velocidad de transferencia de datos junto con un mejor acceso a Internet es el tema de moda. Lo anterior ha motivado el desarrollo de tecnologías de acceso Internet cada vez más rápidas para dispositivos portátiles (inalámbricos).

La tecnología de redes Sistema de Distribución Local Multipunto (LMDS / Local Multipoint Distribution Service) inició su vida como “CATV celular”. Utilizando estaciones base con diámetros de cobertura de hasta 5 kilómetros, LMDS surgió como una alternativa a las redes CATV con servicios de entrega de videos. Debido a los altos costos de cubrimiento para una gran área geográfica LMDS no progresó como mecanismo de entrega de video. Sin embargo, ganó un especial interés como tecnología de acceso a Internet de alta velocidad en áreas densamente pobladas.

Los sistemas LMDS operan en el rango de frecuencias de los 21 a los 38 GHz e implementan una amplia variedad de velocidades de transmisión y técnicas de modulación.

Las principales razones que hacen atractiva la tecnología LMDS son:

• El rápido proceso de instalación comparado con los sistemas cableados. El usuario tán solo debe adquirir radios de transmisión, módems y antenas.



• La posibilidad de integrar diversos tipos de tráfico como voz, video y datos en modo digital.

• La excelente velocidad de acceso a Internet para usuarios residenciales y corporativos.

• La posibilidad de instalar una red de acceso de bajo precio, flexible, modular, y fiable.

Los sistemas LMDS utilizan estaciones base distribuidas a lo largo del área a cubrir, de manera que junto cada estación base se agrupan usuarios residenciales y corporativos, generando de esta manera una estructura de áreas de servicio basadas en células. Cada célula tiene un radio de alrededor de 5 Km y la transmisión tiene lugar en distancias relativamente cortas. Las distintas estaciones base (también conocidas como hubs) están interconectadas entre sí, teniendo cada una de ellas capacidad para proporcionar servicios telefónicos y de datos a más de 80.000 clientes.

Figura 41. Arquitectura de Red LMDS

Fuente: El Autor

La comunicación inalámbrica entre los usuarios y su estación base, ocurre en los dos sentidos, a través de señales de alta frecuencia. En LMDS, cuando se establece una transmisión, esa comunicación no puede transferirse de una célula a otra como ocurre en la telefónica celular convencional. La distancia entre la



estación base y usuario viene limitada precisamente por la elevada frecuencia de la señal, y por la estructura punto-multipunto.

En la Figura 41 se muestra un esquema de la arquitectura de LMDS, donde se distinguen la infraestructura de usuario, las estaciones base que dan cobertura a un conjunto de usuarios, y los concentradores que agregan el tráfico procedente de las distintas estaciones base y las llevan a una red de datos como Internet.

Actualmente los servicios LMDS están disponibles en velocidades que pueden alcanzar los 155 Mbps en la modalidad de descarga de información (Download).

Lección 15: Convergencia en telecomunicaciones

El concepto de convergencia se utiliza como un sinónimo de varios procesos de cambio que están teniendo lugar en el sector de las telecomunicaciones. En términos generales la convergencia es la erosión de las fronteras entre antiguos servicios separados de redes y las prácticas comerciales en el sector de las telecomunicaciones.

A medida que las redes de banda ancha crecen, también crece la capacidad de los usuarios para crear y compartir contenido multimedia. Los proveedores de telecomunicaciones buscan ofrecer tecnologías que agrupen servicios y mejoren la calidad de los mismos a través de tres clases de convergencia:

Convergencia de Servicios

También denominada “multiple play”. Permite que una empresa utilizar una única red de telecomunicaciones para suministrar servicios de telecomunicación que tradicionalmente requieren redes separadas. El caso más representativo es el de las empresas que ofrecen telefonía, televisión y acceso a Internet mediante fibra óptica o redes CATV.

Convergencia de Redes

Se produce cuando un estándar común permite que varios tipos de redes se conecten unas con otras. Por ejemplo, el uso del los protocolos TCP / IP facilitó la



interconexión e interoperabilidad de plataformas tecnológicas diferentes como Linux y Windows.

Convergencia Corporativa

Es el resultado de las fusiones, adquisiciones, acuerdos colaborativos entre empresas de telecomunicaciones. Cada día se dá la expresión “el pez grande se come al chico” dando a entender como los grandes monopolios de telecomunicaciones absorben pequeñas compañías.

Figura 42. Convergencia

Fuente: El Autor

Sintetizando, la convergencia tiene un impacto significativo en el sector de las telecomunicaciones alterando la estructura y la dinámica del mercado. Por un lado, los usuarios pueden tener acceso a una amplia gama de servicios de telecomunicaciones, elegir los proveedores de servicios, producir y distribuir contenidos. Por otra parte, la convergencia permite a las empresas prestadoras de servicios adoptar nuevos modelos de negocios, integrar servicios, ofrecer nuevos servicios y entrar en los nuevos mercados.



Fuentes Documentales de la Unidad 2

SISTEMAS DISTRIBUIDOS – Conceptos y Diseño. COULOURIS George, DOLLIMORE Jean y KINDBERG Tim, Pearson – Addison Wesley, Madrid, 2001, 3ª Ed.

REDES DE COMPUTADORES, TANENBAUM, Andrew S., Prentice – Hall, Madrid, 2003, 4ª Ed.

REDES DE COMPUTADORES – Un enfoque descendente basado en Internet. KUROSE James F. y ROSS Keith W., Pearson – Addison Wesley, Madrid, 2004, 2ª Ed.

COMUNICACIONES Y REDES DE COMPUTADORES. STALLINGS, William, Prentice-Hall, Madrid, 2000. 2ª Ed.

COMUNICACIÓN DE DATOS, REDES DE COMPUTADORES Y SISTEMAS ABIERTOS, HALSALL, Fred, Pearson – Addison Wesley, México, 1998, 4ª Ed.

DISTRIBUTED COMPUTING: Fundamentals, Simulations and Advanced Topics, ATTIYA, Hagit y WELCH, Jennifer, John Wiley & Sons, New Jersey, 2004.

MIDDLEWARE NETWORKS: Concept, Design and Deployment of Internet Infrastructure, LERNER, Michach y Vanecek George, Kluwer Academic Publishers, New York, 2002.

TOOLS AND ENVIRONTMENTS FOR PARALLEL AND DISTRIBUTED COMPUTING, HARIRI, Salim y PARASAR, Manish, John Wiley & Sons, New Jersey, 2004

A NETWORKING APPROACH TO GRID COMPUTING, MINOLI, Daniel, John Wiley & Sons, New Jersey, 2005.

GRID COMPUTING: Making the Global Infrastructure a Reality, BERMAN, Frank, HEY, Anthony y Fox Geoffrey, John Wiley & Sons, England, 2005.



GLOSARIO DE ACRÓNIMOS

AMPS Sistema de telefonía móvil avanzado (Advanced Mobile Phone System)

AT&T Empresa Americana de Telegrafía y Telefonía (American Telegraph & Telephone)

ATM Modo de Transferencia Asincrónico (Asynchronous Transfer Mode)

AuC Centro de autenticación (Authentication Center)

BSC Controladores de la estación base (Base Station Controllers)

BSS Grupo de Servicios Básicos (Basic Service Set)

BTS El transceptor de la estación base (Base Transceiver Station)

CATV Sistema de Televisión Comunitaria (Community Antenna Television)

CDMA El Acceso Múltiple por División de Código (Code Division Multiple Access)

DCS Sistema Digital Celular (Digital Cellular System)

DEC Digital Equipment Corporation

DS-3 Servicios Digitales de Nivel 3 (Digital Services-3)

DSL Línea de Abonado Digital (Digital Subscriber Line)

DVD Video Disco Digital (Digital Video Disc)

EDGE Tasas de datos incrementadas para la evolución global (Enhanced Data Rates for Global Evolution)

EIR Registro de identidad de equipo (Equipment Identity Register)

ESS Grupo de Servicios Extendidos (Extended Service Set)

FCC Comisión Federal de Comunicaciones (Federal Communications Commission)

FDM Transmisión por División de Frecuencias (FDM / Frequency Division Multiplexing)

FDMA Acceso Múltiple por División de Frecuencias (Frequency Division Multiple Access)

FTP Protocolo de Transferencia de Archivos (File Transfer Protocol)

GPRS Servicio general de paquetes vía radio (General Packet Radio System)

GSM Sistema Global para Comunicaciones Móviles (Global System for Mobile communications)

HLR Registro de ubicación residencial (Home Location Register)

HSCSD Sistema de transmisión de datos a alta velocidad mediante circuitos conmutados (High Speed Circuit Switched)



IBSS Grupo de Servicios Básicos Independientes (Independent Basic Service Set)

IEEE Instituto de Ingenieros Electricos y Electronicos (Institute of Electrical and Electronics Engineers)

IP Protocolo de Internet (Internet Protocol)

ISO Organización Internacional de estándares (International Standards Organization)

ISP Proveedor de Servicios de Internet (Internet Service Provider)

ISP Proveedor de servicios de Internet (Internet Services Provider)

LAN Red de Área Local (Local Area Network)

LED Diodo de emisión de luz (Light Emittion Diode)

LMDS Sistema de Distribución Local Multipunto (Local Multipoint Distribution Service)

MAN Redes de área metropolitana (Metropolitan Area Network)

MSC Centro de Conmutación de Telefonía Móvil (Mobile Switching Center)

MTSO Oficina de Conmutación de TeléfonÍa Móvil (Telephone Mobile Switching Center)

NANP Plan de Numeración Norteamericano (North American Numbering Plan)

NIC Tarjeta de Interfase de Red (Network Interface Card)

NMC El subsistema de red (Network Management Controller)

NPA Números para Plan de Area (Numbers for Plan Area)

OSI Modelo de interconexión de sistemas abiertos (Open Systems Interconnection)

PC Computador Personal (Personal Computer)

PCS Servicios de Comunicaciones Personales (Personal Communications Services)

PDA Asistente Personal Digital (Personal Digital Assistant)

PDA Asistente Personal Digital (Personal Digital Assistant)

RAID Arreglos de discos redundantes (Redundant Array of Independent Disks)

RPTC Red Pública Telefónica Conmutada

SAN Red de Almacenamiento (Storage Area Network)

SIM Módulo de Identidad del Suscriptor (Subscriber Indentity Module)

SMS Mensajería de datos en mensajes cortos (Small Messages System)

SOHO Pequeña oficina / oficina residencial (Small Office / Home Office)

SONET Red Óptica Sincrónica (Synchronous Optical Network)

SS7 Sistemas de Señalización 7 (Signaling System No 7 )

SSID Identificador del Servicio de Grupo (Set Service ID)

STS Señales de Transporte Sincrónico (Synchronous Transport Signals)

TCP Protocolo de Control de Transmisión (Transmisión Control Protocol)



TDM Transmisión por División del Tiempo (Time Division Multiplexing)

TDMA Acceso Múltiple por División del Tiempo (Time Division Multiple Access)

UMTS Sistema de Telecomunicaciones Móviles Universal (Universal Mobile Telecommunications System)

VLR Registro de ubicación visitante (Visitor Location Register)

VoIP Voz sobre Protocolo Internet (Voice over Intenet Protocol)

VPN Red privada virtual (Virtual Private Network)

WAN Red de Área Extensa (Wide Area Network)

Wi-Fi Fidelidad Inalámbrica (Wireless Fidelity)

WISP Proveedor del servicio de Internet inalámbrico (Wireless Internet Service Provider)

WLAN Red de Área Local Inalámbrica (Wireless Local Area Network)



GLOSARIO DE TERMINOS

802.11b Estándar desarrollado por IEEE para redes inalámbricas. Opera en la frecuencia de los 2.4GHz y permite velocidades de transmisión de hasta 11 Mbps. También se conoce como el estándar Wi-Fi (Wireless Fidelity)

AT&T American Telegraph & Telephone. Es una empresa Estadoudinense de telecomunicaciones que suministra servicio de voz, datos e imágenes.

Atenuación La atenuación es el debilitamiento o pérdida de potencia de una señal transmitida desde el origen hasta el destino.

ATM Acrónimo para Asynchronous Transfer Mode (Modo de Transferencia Asincrónico). Es una tecnología de red capaz de transmitir voz, audio, datos y video en tiempo real. Los datos a transmitir se descomponen en paquetes de 53 bytes los cuales son transmitidos sobre la red a velocidades que varian entre 1.5 y 622 Mbps.

Banda ancha Tecnología en la cual el medio de transmisión (fibra óptica, cable) transporta multiples mensajes al mismo tiempo.

Banda base Tecnología de telecomunicaciones en la cual el medio de transmisión (fibra óptica, cable) transporta un único mensaje a la vez en forma digital (1s y 0s).

Bluetooth Protocolo usado para conectar dispositivos electrónicos inalámbricos en un área inferior a 10 metros.

Canal Camino o enlace de comunicaciones a través del cual pasa la información entre dos dispositivos. En telecomunicaciones, un canal es un medio para transferir información (datos, sonido, video) en forma analógica o digital. Un canal de comunicaciones puede ser un enlace físico tal como un cable que conecta dos computadores en una red o puede consistir de ondas electromagnéticas, en una frecuencia determinada, viajando por el aire como la radio y la televisión.

Chip Tambien llamado circuito integrado, es un pequeño circuito semiconductor que contiene miles de transistores electrónicos.

Cliente Computador que accede a recursos y servicios brindados por otro llamado Servidor, generalmente en forma remota.

Cliente / servidor También llamado modelo cliente-servidor, es una forma de dividir y especializar programas y equipos de cómputo a fin de que la tarea que cada uno de ellos realizada se efectúe con la mayor eficiencia, y permita simplificarlas. En esta arquitectura la capacidad de proceso está repartida entre el servidor y los clientes.



Conectividad Capacidad de un dispositivo hardware o software para trabajar con otros dispositivos a través de una red de comunicaciones.

Conmutación Es un método de comunicaciones que utiliza conexiones temporales en lugar de conexiones permanentes para establecer un enlace o enrutar las comunicaciones entre dos sitios.

Control de flujo Es el manejo del flujo de datos en una red para asegurar que el receptor pueda manejar todos los datos entrantes. Los mecanismos de control de flujo evitan que el emisor envie los datos mucho más rápido de lo que el receptor lo pueda procesar.

Cortafuegos (del inglés Firewall). Elemento de hardware o software utilizado en una red de computadores para prevenir algunos tipos de comunicaciones prohibidos según las políticas de red que se hayan definido en función de las necesidades de la organización responsable de la red.

Datacenter Centro de Datos. Ubicación donde se concentran todos los recursos necesarios para el procesamiento de información de una organización. Dichos recursos consisten esencialmente en unas dependencias debidamente acondicionadas, computadores y redes de comunicaciones.

DS3 Acrónimo para Digital Services-3 y consiste en un dispositivo que puede administrar comunicaciones digitales sobre un canal T-3.

DSL DSL es el acrónimo de Línea de Abonado Digital (Digital Subscriber Line) y corresponde a una tecnología de telecomunicaciones que proporciona conexiones de alta velocidad sobre cableado telefónico.

DVD El video disco digital (Digital Video Disc) es una tecnología de almacenamiento óptico digital y el acrónimo usado para designar el equipo para ver películas.

Enrutador (del inglés Router). Dispositivo hardware o software de interconexión de redes de computadores que opera en la capa tres (nivel de red) del modelo OSI. Este dispositivo interconecta segmentos de red o redes enteras. Hace pasar paquetes de datos entre redes tomando como base la información de la capa de red. El router toma decisiones lógicas con respecto a la mejor ruta para el envío de datos a través de una red interconectada y luego dirige los paquetes hacia el segmento y el puerto de salida adecuados.

Enrutamiento Genéricamente el enrutamiento se conoce como el proceso de enviar información desde un dispositivo origen a un dispositivo destino, atravesando varias redes.

Espectro electromagnético

Clasificación de las ondas de radiación electromagnéticas de acuerdo con la su respectiva frecuencia. Allí se encuentran clasificados las ondas de luz, las ondas de radio, los rayos-X, los rayos gamma, etc.

Ethernet Protocolo de comunicaciones para redes LAN cableadas con velocidades de transmisión de 10, 100 y 1000 Gbps desarrollado por Xerox en 1970.



Fax Abreviatura de Facsímil y es una tecnología de transmisión de texto o gráficos sobre líneas telefónicas en forma digitalizada.

Frame relay Retransmisión de tramas. Es un protocolo usado en redes WAN para transmitir datos a una velocidad de hasta 2 Mbps sobre enlaces de comunicación denominados Circuítos Virtuales Permanentes.

FTP Acrónimo que representa File Transfer Protocol (Protocolo de Transferencia de Archivos). Es un protocolo utilizado para transferir archivos entre computadores de manera confiable y a través de una red.

Granja de Servidores

(del inglés Farm Server). Grupo de servidores, normalmente mantenidos por una empresa o universidad para ejecutar tareas que van más allá de la capacidad de una sóla máquina corriente, como alternativa, generalmente más económica, a un supercomputador. También hace posible la distribución de tareas, de forma que el sistema gana cierta tolerancia a fallos, ya que si uno de los servidores se estropea, el sistema continúa trabajando, notando únicamente una pérdida de rendimiento.

Hub Concentrador. Equipo de redes que permite conectar entre sí otros equipos y retransmite los paquetes que recibe desde cualquiera de ellos a todos los demás. Los hubs han dejado de ser utilizados, debido al gran nivel de colisiones y tráfico de red que propician.

IEEE El Instituto de Ingenieros Electricos y Electrónicos (Institute of Electrical and Electronics Engineers) es una organización fundada en 1963 que incluye estudiantes, ingenieros y científicos. Es el principal organismo de coordinación de estándares a nivel mundial.

Internet Es un conjunto de redes, redes de computadores y equipos físicamente unidos mediante cables que conectan puntos de todo el mundo. Estos cables se presentan en muchas formas: desde cables de red local (varias máquinas conectadas en una oficina o campus) a cables telefónicos convencionales, digitales y canales de fibra óptica que forman las "carreteras" principales. Esta gigantesca Red se difumina en ocasiones porque los datos pueden transmitirse vía satélite, o a través de servicios como la telefonía celular.

IP (del inglés Internet Protocol, Protocolo de Internet). Protocolo no orientado a conexión usado tanto por el origen como por el destino para la comunicación de datos a través de una red de paquetes conmutados. Los datos en una red basada en IP son enviados en bloques conocidos como paquetes o datagramas (en el protocolo IP estos términos se suelen usar indistintamente). En particular, en IP no se necesita ninguna configuración antes de que un equipo intente enviar paquetes a otro con el que no se había comunicado antes.

Ipv4 Versión 4 del Protocolo IP (Internet Protocol). Esta fue la primera versión del protocolo que se implementó extensamente, y forma la base de Internet. IPv4 usa direcciones de 32 bits, limitándola a 232 = 4.294.967.296 direcciones únicas, muchas de las cuales están dedicadas a redes locales (LANs). Por el crecimiento enorme que ha tenido del Internet (mucho más de lo que esperaba, cuando se diseñó IPv4), combinado con el hecho de que hay desperdicio de direcciones en muchos casos, ya hace varios años se vio que escaseaban las direcciones IPv4. Esta limitación ayudó a estimular el impulso hacia IPv6, que esta actualmente en las primeras fases de implementación, y se espera que



termine reemplazando a IPv4.

Itinerancia En telefonía móvil, la itinerancia (roaming en inglés) es la capacidad de enviar y recibir llamadas en redes móviles fuera del área de servicio local de la propia compañía, es decir, dentro de la zona de servicio de otra empresa del mismo país, o bien durante una estancia en otro país diferente, con la red de una empresa extranjera.

LAN (del inglés Local Area Network, Red de Área Local). Una red local es la interconexión de varios computadores y periféricos. Su extensión esta limitada físicamente a un edificio o a un entorno de unos pocos kilómetros. Su aplicación más extendida es la interconexión de computadores personales y estaciones de trabajo en oficinas, fábricas, etc; para compartir recursos e intercambiar datos y aplicaciones. En definitiva, permite que dos o más máquinas se comuniquen. El término red local incluye tanto el hardware como el software necesario para la interconexión de los distintos dispositivos y el tratamiento de la información.

Línea de vista Término usado en comunicaciones por frecuencias de radio para designar un enlace de radio con visibilidad directa entre antenas. Se aplica pricipalmente en tecnologías de comunicación por microondas terrestres.

Linux® Denominación de un sistema operativo y el nombre de un núcleo. Es uno de los paradigmas del desarrollo de software libre (y de código abierto), donde el código fuente está disponible públicamente y cualquier persona, con los conocimientos informáticos adecuados, puede libremente estudiarlo, usarlo, modificarlo y redistribuirlo.

Mainframe Ordenador central. Es un computador grande, potente y costoso usado principalmente por una gran compañía para el procesamiento de una gran cantidad de datos; por ejemplo, para el procesamiento de transacciones bancarias.

Microondas Son un enlace de comunicaciones que utiliza transmisiones de ondas de radio punto-a-punto en frecuencias de hasta 1 GHz.

Modulación Proceso de transformar o modificar las características (amplitud, frecuencia) de una onda portadora para adicionar una señal o mensaje a ser transmitido.

Multiplexación La multiplexación es una técnica que se utiliza en comunicaciones y operaciones de entrada/salida para transmitir un número separado de señales simultáneamente sobre una única línea o canal.

PCMCIA Acrónimo de Personal Computer Memory Card International Association (Asociación Internacional de Tarjetas de Memoria para Computador Personal). Es una asociación Internacional centrada en el desarrollo de tarjetas de memoria para ordenadores personales que permiten añadir al ordenador nuevas funciones. Existen muchos tipos de dispositivos disponibles en formato de tarjeta PCMCIA: módems, tarjeta de sonido, tarjeta de red, etc.

PDA Acrónimo para Asistente Personal Digital (PDA). Comúnmente llamadas agendas electrónicas, son dispositivos de procesamiento portátiles con procesador y memoria limitados.



Portal web Un portal web (en inglés site) es un sitio web que ofrece información y servicios sobre Internet. Contiene enlaces de comunicaciones, contenidos de información y computadores servidores que atienden las solicitudes de los usuarios (clientes).

Protocolo Un protocolo es un conjunto de reglas usadas por computadoras para comunicarse unas con otras a través de una red. Un protocolo es una convención o estándar que controla o permite la conexión, comunicación, y transferencia de datos entre dos puntos finales.

Proxy Hace referencia a un programa o dispositivo que realiza una acción en representación de otro. La finalidad más habitual es la del servidor proxy, que sirve para permitir el acceso a Internet a todos los equipos de una organización cuando sólo se puede disponer de un único equipo conectado, esto es, una única dirección IP.

Punto de acceso Equipo usado en redes inalámbricas para interconectar conectar dispositivos portátiles. Se comporta como un concentrador de comunicaciones.

Radio Ondas electromagnéticas con una longitud no superior a los 3 mm. Las ondas de radio se usan para transmitir una amplia variedad de señales y servicios mediante múltiples rangos de frecuencias y tipos de modulación como radio AM y FM, transmisiones en microondas, televisión, telefonía inalámbrica, etc.

RAID Acrónimo del inglés Redundant Array of Independent Disks (conjunto redundante de discos independiente). Hace referencia a un sistema de almacenamiento que usa múltiples discos duros entre los que distribuyen o replican los datos.

Roaming Itinerancia (más conocido en inglés como roaming) es un término usado en comunicaciones inalámbricas para referirse a la extensión del servicio de conectividad en un lugar diferente al lugar donde el servicio fue registrado (adquirido). En telefonía celular, es la capacidad de un cliente de hacer y recibir llamadas cuando sale del área de cobertura de su red.

Satélite Es un dispositivo ubicado en una órbita espacial, actúa como una estación de retransmisión de señales. Recibe las señales procedente de una estacion terrestre, las amplifica y las restransmite a una o más estaciones ubicadas a grandes distancias.

Segmentación Proceso de descomponer un mensaje en varios segmentos de tamaño pequeño para que puedan se enviados a través de una red.

Servidor Computador en el que se ejecuta un programa que realiza alguna tarea en beneficio de otras aplicaciones llamadas clientes, tanto si se trata de un computador central (mainframe), un minicomputador, un computador personal, un PDA o un sistema integrado; sin embargo, hay computadores destinados únicamente a proveer los servicios de estos programas.

Simplex Tipo de comunicación que toma lugar únicamente desde el emisor hacia el receptor y no de manera inversa (ejp: televisión y radio)

Sistema distribuido

Colección de computadores autónomos enlazados por una red y equipadas con un sistema de software distribuido que luce a los usuarios como si fuera en sistema único y centralizado.



SMS Servicio para teléfonos inalámbricos que permite a los usuarios enviar y recibir mensajes breves (menos de 180 caracteres) consistentes de texto y números.

SS7 El sistema de señalización por canal común n.º 7 (SS7) es un conjunto de protocolos de señalización telefónica empleado en la mayor parte de redes telefónicas mundiales. Su principal propósito es el establecimiento y finalización de llamadas.

Switch Conmutador. Dispositivo de interconexión de redes de computadores que opera en la capa 2 (nivel de enlace de datos) del modelo OSI (Open Systems Interconection). Un switch interconecta dos o más segmentos de red, pasando datos de un segmento a otro, de acuerdo con la dirección de destino de los datagramas en la red. Un switch en el centro de una red en estrella. Los switches se utilizan cuando se desea conectar múltiples redes, fusionándolas en una sola. Dado que funcionan como un filtro en la red, mejoran el rendimiento y la seguridad de las LANs.

T3 Es un tipo especial de circuíto de telefonía digital que puede manejar 44Mbps y el equivalente a 672 canales de voz digitales.

TCP (del inglés Transmission Control Protocol, Protocolo de Control de Transmisión). Protocolo que fue creado entre los años 1973 - 1974 (por Vint Cerf y Robert Kahn) es uno de los protocolos fundamentales en Internet. Muchos programas dentro de una red de datos compuesta por computadores pueden usar TCP para crear conexiones entre ellos a través de las cuales enviarse datos. El protocolo garantiza que los datos serán entregados en su destino sin errores y en el mismo orden en que se transmitieron. También proporciona un mecanismo para distinguir distintas aplicaciones dentro de una misma máquina, a través del concepto de puerto.

Tranceptor En redes de computadoras y telecomunicación, el término transceptor se aplica a un dispositivo que realiza, dentro de una misma caja o chasis, funciones tanto de trasmisión como de recepción, utilizando componentes de circuito comunes para ambas funciones.

Transductor Un transductor es un dispositivo que convierte una forma de energía en otra.

Trunk Término usado para describir un enlace troncal. Un enlace troncal es un canal que conecta dos estaciones de conmutación (oficinas centrales) y transporta un gran número de llamadas telefónicas al mismo tiempo.

Unix Sistema operativo portable, multitarea y multiusuario. Desde el punto de vista técnico, UNIX se refiere a una familia de sistemas operativos que comparten unos criterios de diseño e interoperabilidad en común. Esta familia incluye más de 100 sistemas operativos desarrollados a lo largo de 20 años.

VoIP Técnicamente VoIP es la utilización de los protocolos de internet (TCP/IP) para transmitir comunicaciones de voz. VoIP entrega audio digitalizado en forma de paquetes y se utiliza para transmisiones sobre intranets, extranets e internet. VoIP incluye las comunicaciones computador-a-computador, computador-a-teléfono e inclusive teléfono-a-teléfono.



VPN Acrónimo para red privada virtual (Virtual Private Network). Red de comunicaciones que opera sobre internet y es administrada por una empresa. Utiliza técnicas de encriptamiento para proteger la información transmitida sobre internet.

WAN (del inglés Wide Area Network, Red de área amplia). Tipo de red de computadores capaz de cubrir distancias desde unos 100 hasta unos 1000 km, proveyendo de servicio a un país o un continente. Muchas WAN son construidas por y para una organización o empresa particular y son de uso privado, otras son construidas por los proveedores de Internet (ISP) para proveer de conexión a sus clientes.

Wi-Fi Acrónimo para Wireless Fidelity (Fidelidad Inalámbrica). Es un estándar de redes inalámbricas de area local (WLAN) que opera en velocidad de que van desde los 2 hasta los 105 Mbps.

Windows® Nombre de una familia de sistemas operativos privativos desarrollados por la empresa de software Microsoft Corporation. Todos ellos tienen en común el estar basados en una interfaz gráfica de usuario apoyada en el paradigma de ventanas (de ahí su nombre en inglés).

modulo redes y servicios telematicos v1

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