instituto politcnico nacionalESCUELA SUPERIOR DE INGENIERA MECNICA Y ELCTRICAUNIDAD PROFESIONAL AZCAPOTZALCO

PROTOCOLOS DE COMUNICACIN

CLULAS DE MANUFACURA

PROTOCOLOS DE COMUNICACIN.

1. INTRODUCCIN

Qu son? Son un conjunto de reglas que gobiernan el intercambio de datos entre dos entidades

Para qu sirven?Para que los ordenadores usen mtodos comunes para intercambiar bits y bytes, es decir: los paquetes (cumplen las mismas funciones que los idiomas para los humanos).

Servicios principales*Control del flujo: como coordino el intercambio de informacin entre el sistema origen y el sistema destino o Sincronizacin del sistema origen con el sistema destino.*Resolucin de los posibles problemas debidos a errores de transmisin.*Direccionamiento: como identifico cada nodo en un red.*Encaminamiento: como dirijo hacia el destino la informacin desde el nodo fuente.

2. NIVEL DE PROTOCOLOLos protocolos de comunicaciones definen las reglas para la transmisin y recepcin de la informacin entre los nodos de la red, de modo que para que dos nodos se puedan comunicar entre si es necesario que ambos empleen la misma configuracin de protocolos. Entre los protocolos propios de una red de rea local podemos distinguir dos principales grupos. Por un lado estn los protocolos de los niveles fsicos y de enlace, niveles 1 y 2 del modelo OSI, que definen las funciones asociadas con el uso del medio de transmisin: envo de los datos a nivel de bits y trama, y el modo de acceso de los nodos al medio. Estos protocolos vienen unvocamente determinados por el tipo de red (Ethernet, Token Ring, etc.). El segundo grupo de protocolos se refiere a aquellos que realizan las funciones de los niveles de red y transporte, niveles 3 y 4 de OSI, es decir los que se encargan bsicamente del encaminamiento de la informacin y garantizar una comunicacin extremo a extremo libre de errores. Estos protocolos transmiten la informacin a travs de la red en pequeos segmentos llamados paquetes. Si un ordenador quiere transmitir un fichero grande a otro, el fichero es dividido en paquetes en el origen y vueltos a ensamblar en el ordenador destino. Cada protocolo define su propio formato de los paquetes en el que se especifica el origen, destino, longitud y tipo del paquete, as como la informacin redundante para el control de errores. Los protocolos de los niveles 1 y 2 dependen del tipo de red, mientras que para los niveles 3 y 4 hay diferentes alternativas, siendo TCP/IP la configuracin ms extendida. Lo que la convierte en un estndar de facto. Por su parte, los protocolos OSI representan una solucin tcnica muy potente y flexible, pero que actualmente est escasamente implantada en entornos de red de rea local. La jerarqua de protocolo OSI.3. PAQUETES DE INFORMACINLa informacin es embalada en sobres de datos para la transferencia. Cada grupo, a menudo llamados paquetes incluyen las siguientes informaciones:- Datos a la carga:La informacin que se quiere transferir a travs de la red, antes de ser aadida ninguna otra informacin. El termino carga evoca a la pirotecnia, siendo la pirotecnia una analoga apropiada para describir como los datos son disparados de un lugar a otro de la red.- Direccin:El destino del paquete. Cada segmento de la red tiene una direccin, que solamente es importante en una red que consista en varias LAN conectadas. Tambin hay una direccin de la estacin y otra de la aplicacin. La direccin de la aplicacin se requiere para identificar a que aplicacin de cada estacin pertenece el paquete de datos.- Cdigo de control:Informa que describe el tipo de paquete y el tamao. Los cdigos de control tambin cdigos de verificacin de errores y otra informacin.4. JERARQUA DE PROTOCOLO OSICada nivel de la jerarqua de protocolos OSI tiene una funcin especfica y define un nivel de comunicaciones entre sistemas. Cuando se define un proceso de red, como la peticin de un archivo por un servidor, se empieza en el punto desde el que el servidor hizo la peticin. Entonces, la peticin va bajando a travs de la jerarqua y es convertida en cada nivel para poder ser enviada por la red.- Nivel Fsico:Define las caractersticas fsicas del sistema de cableado, abarca tambin los mtodos de red disponibles, incluyendo Token Ring, Ethernet y ArcNet. Este nivel especifica lo siguiente:Conexiones elctricas y fsicas.Como se convierte en un flujo de bits la informacin que ha sido paquetizada.Como consigue el acceso al cable la tarjeta de red.- Nivel de Enlace de Datos:Define las reglas para enviar y recibir informacin a travs de la conexin fsica entre dos sistemas.- Nivel de Red:Define protocolos para abrir y mantener un camino entre equipos de la red. Se ocupa del modo en que se mueven los paquetes.- Nivel de Transporte:Suministra el mayor nivel de control en el proceso que mueve actualmente datos de un equipo a otro.- Nivel de Sesin:Coordina el intercambio de informacin entre equipos, se llama as por la sesin de comunicacin que establece y concluye.- Nivel de Presentacin:En este los protocolos son parte del sistema operativo y de la aplicacin que el usuario acciona en la red.- Nivel de Aplicacin:En este el sistema operativo de red y sus aplicaciones se hacen disponibles a los usuarios. Los usuarios emiten rdenes para requerir los servicios de la red.5. INTERCONEXIN E INTEROPERATIVIDADInterconexin e interoperatividad son palabras que se refieren al arte d conseguir que equipos y aplicaciones de distintos vendedores trabajen conjuntamente en una red. La interoperatividad est en juego cuando es necesario repartir archivos entre ordenadores con sistemas operativos diferentes, o para controlar todos esos equipos distintos desde una consola central. Es ms complicado que conectar simplemente varios equipos en una red. Tambin debemos hacer que los protocolos permitan comunicarse al equipo con cualquier otro a travs del cable de la red. El protocolo de comunicacin nativo de NetWare es el SPX/IPX. Este protocolo se ha vuelto extremadamente importante en la interconexin de redes de NetWare y en la estrategia de Novell con sistemas de red. TCP/IP es ms apropiado que el protocolo nativo de NetWare IPX para la interconexin de redes, as que se usa a menudo cuando se interconectan varias redes.6. PROTOCOLOS PARA REDES E INTERCONEXION DE REDESEl nivel de protocolo para redes e interconexin de redes incluye los niveles de red y de transporte; define la conexin de redes similares y en el encaminamiento (routering) entre redes similares o distintas. En este nivel sed a la interconexin entre topologas distintas, pero o la interoperatividad. En este nivel es posible filtrar paquetes sobre una LAN en una interconexin de redes, de manera que no necesiten saltar a otra LAN cuando no es necesario.7. LA INTERFAZ (SHELL) DE NETWAREPara establecer una conexin entre una estacin DOS y el servidor de archivos NetWare, primero se carga el software de peticiones del DOS (DOS Requester). Este software carga automticamente el nivel de protocolo SPX/IPX y mediante el soporte ODI permite incorporar protocolos o tarjetas de red adicionales. Determina si las rdenes ejecutadas son para el sistema operativo local o para el NerWare. Si las rdenes son para NetWare, las dirige a travs de la red. Si son para el DOS, las rdenes se ejecutan en forma local. El protocolo IPX est basado en el Sistema de red de Xerox (Xerox Network System, XNS). El XNS, como la jerarqua de protocolo OSI, define niveles de comunicaciones desde el hardware hasta el nivel de aplicacin. Novell utilizo el IPX de esta jerarqua (especialmente el protocolo entre redes) para crear el IPX. El IPX es un protocolo de encaminamiento, y los paquetes IPX contienen direcciones de red y de estacin. Esta informacin va en el paquete en forma de datos de cabecera.8. SOPORTE TCP/IP EN NETWARENetWare ofrece soporte para el protocolo estndar TCP/IP (Tansmission Control Protocol/Internet Protocol). Este se instala como modulo cargable NerWare en el servidor. El objetivo del desarrollo del TCP/IP fue crear un conjunto de protocolos que ofrecieran conectividad entre una amplia variedad de sistemas independientes. En 1983, los protocolos TCP/IP se convirtieron en el protocolo oficial usado por la red del Departamento de Defensas Norteamericana. Esta red interna ha evolucionado para conectar computadoras de dicho pas y europeas que estuvieran en investigacin cientfica y proyecto gubernamentales. Las estaciones que ejecutan TCP/IP (ofrecido por los productos LAN WorkPlace) pueden comunicarse directamente con estaciones de trabajo Sun, VAX, Macintosh, minicomputadoras, y grandes computadoras conectadas al cable de red. Un servidor NetWare que ejecuta TCP/IP puede encaminar estos paquetes si es necesario, dependiendo de la ubicacin de los equipos TCP/IP. TCP/IP consta del protocolo de transporte TCP y el protocolo de red IP, el cual guarda la direccin de destino para los paquetes, y se comunica con el nivel TCP. TCP ofrece conexiones garantizadas similares a SPX. TCP/IP e IPX son protocolos dominantes en el mundo de las redes. Ambos presentan ventajas, pero TCP/IP se ha establecido como protocolo para implementar interconexiones entre redes. Con IPX, hay que mantener tablas de encaminamiento (RIP). Hay que transmitir tablas completas por la red, lo que puede disminuir drsticamente el rendimiento en una red de gran alcance que utilice lneas telefnicas o redes pblicas de datos. TCP/IP no tiene estas capacidades de encaminamiento, lo que le ha supuesto una ventaja. En vez de ello, otros fabricantes han desarrollado rters especializados con prestaciones avanzadas para satisfacer las necesidades de encaminamiento de TCP/IP. TCP/IP es simple de implementar en una red NetWare. Se utiliza el programa INSTALL de NetWare para cargar los mdulos que harn posible la instalacin del protocolo.9. SOPORTE APPLE TALK EN NETWAREEl protocolo Apple Talk va incorporado en todos los equipos Macintosh. Montar una red con equipos Macintosh es tan simple como conectar los equipos con un cable Apple Talk. El sistema base (Apple Talk Phase I) permite compartir archivos e impresora hasta a 254 equipos, mientras que Apple Talk Phase II soporta hasta 16 millones de nodos Apple Talk es relativamente fcil de implementar en otros sistemas, ya que se adapta bien al protocolo OSI y permite la sustitucin de protocolos en diferentes niveles para permitir la integracin con otros sistemas. Apple Talk ofrece por s mismo una velocidad de transferencia de 230 Kb/seg. (Kilobit por segundo). Los cables y conectores Apple Talk son fciles de instalar, pudiendo sustituirse por cables y conectores telefnicos.

10. SOPORTE DE INTERFAZ DE RED ODI Y NDIS

El mtodo tradicional de comunicaciones de NetWare con IPX es ideal para redes que soportan exclusivamente estaciones DOS y OS/2. IPX es un sistema de entrega de paquetes rpido y eficiente para redes locales. Sin embargo IPX es usado exclusivamente por Novell, lo que dificulta la interoperatividad con otros tipos de redes. TCP/IP puede ofrecer redes con sistemas distintos y de gran alcance (WAN). Aunque TCP/IP est recibiendo la mxima atencin debido a la interoperatividad, tambin existen otros estndares como Apple Talk, y por supuesto. Los protocolos OSI. Debido a esto Novell desarrollo la Interfaz abierta de enlace de datos (Open Data - Link Interface, ODI), que permite la coexistencia de varias jerarquas de protocolos en un servidor o estacin. Adems. Recientemente ha incorporado la especificacin de interfaz de controlador de red (Network Drive Interface Specification, NDIS), una interfaz para tarjetas de red desarrollada por Microsoft. NDIS es necesaria para conectar redes distintas, como LAN Manager de Microsoft, 3+Share de 3Com y LAN Server de IBM. NDIS u ODI pueden coexistir en una estacin, de modo que los usuarios podrn acceder a redes NetWare. El propsito de ODI y NDIS es escandalizar la interfaz de controladores y tarjetas de red. De este modo, no se necesita controladores separados para cada tipo de protocolo que se desee ejecutar en la tarjeta.

11. PROTOCOLO BUS DE SERIE UNIVERSAL (USB).

Introducido y estandarizado por un grupo de compaas: Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC, HP, Lucent, Philips y Nortel) en 1995 y La idea fundamental fue la de reemplazar la gran cantidad de conectores disponibles en la PCs simplificando la conexin y configuracin de dispositivos logrando grandes anchos de banda.

Fig. 1 Smbolo USB.El estndar incluye la transmisin de energa elctrica al dispositivo conectado. Algunos dispositivos requieren una potencia mnima, as que se pueden conectar varios sin necesitar fuentes de alimentacin extra. La gran mayora de los concentradores incluyen fuentes de alimentacin que brindan energa a los dispositivos conectados a ellos, pero algunos dispositivos consumen tanta energa que necesitan su propia fuente de alimentacin. Los concentradores con fuente de alimentacin pueden proporcionarle corriente elctrica aotros dispositivos sinquitarle corriente al resto de la conexin (dentro de ciertos lmites).El diseo del USB tena en mente eliminar la necesidad de adquirir tarjetas separadas para poner en los puertos bus ISA o PCI, y mejorar las capacidades plug-and-play permitiendo a esos dispositivos ser conectados o desconectados al sistema sin necesidad de reiniciar. Cuando se conecta un nuevo dispositivo, el servidor lo enumera y agrega el software necesario para que pueda funcionar. El USB puede conectar los perifricos como ratones, teclados, escneres, cmaras digitales, telfonos mviles, reproductores multimedia, impresoras, discos duros externos, tarjetas de sonido, sistemas de adquisicin de datos y componentes de red. Para dispositivos multimedia como escneres y cmaras digitales, el USB se ha convertido en el mtodo estndar de conexin. Para impresoras, el USB ha crecido tanto en popularidad que ha desplazado a un segundo plano a los puertos paralelos porque el USB hace mucho ms sencillo el poder agregar ms de una impresora a una computadora personal.En el caso de los discos duros, es poco probable que el USB reemplace completamente a los buses (el ATA (IDE) y el SCSI), pues el USB tiene un rendimiento ms lento que esos otros estndares. Sin embargo, el USB tiene una importante ventaja en su habilidad de poder instalar y desinstalar dispositivos sin tener que abrir el sistema, lo cual es til para dispositivos de almacenamiento externo. Hoy en da, una gran parte de los fabricantes ofrece dispositivos USB porttiles que ofrecen un rendimiento casi indistinguible en comparacin con los ATA (IDE).Por el contrario, el nuevo estndar Serial ATA permite tasas de transferencia de hasta aproximadamente 150/300 MB por segundo, y existe tambin la posibilidad de extraccin en caliente e incluso una especificacin para discos externos llamada eSATA.11.1 Caractersticas detransmisinLos dispositivos USB se clasifican en cuatro tipos segn su velocidad de transferencia de datos:Baja velocidad (1.0): Tasa de transferencia de hasta 1'5 Mbps (192 KB/s). Utilizado en su mayor parte por dispositivos de interfaz humana como los teclados, los ratones y los joysticks.Velocidad completa (1.1): Tasa de transferencia de hasta 12 Mbps (1'5 MB/s). sta fue la ms rpida antes de la especificacin USB 2.0, y muchos dispositivos fabricados en la actualidad trabajan a esta velocidad. Alta velocidad (2.0): Tasa de transferencia de hasta 480 Mbps (60 MB/s).Sper velocidad (3.0): Actualmente en fase experimental y con tasa de transferencia de hasta 4.8 Gbps (600 MB/s). Esta especificacin ser lanzada a mediados de 2009 por Intel, de acuerdo con informacin recabada de Internet. La velocidad del bus ser diez veces ms rpida que la del USB 2.0, debido a la sustitucin del enlace tradicional por uno de fibra ptica que trabaja con conectores tradicionales de cobre, para hacerlo compatible con los estndares anteriores. Se espera que los productos fabricados con esta tecnologa lleguen al consumidor en 2009 o 2010.

Las seales del USB se transmiten en un cable de par trenzado con impedancia de 90 15%, cuyos pares se denominan D+ y D-.

Estos, colectivamente, utilizan sealizacin diferencial en half dplex para combatir los efectos del ruido electromagntico en enlaces largos. D+ y D- suelen operar en conjunto y no son conexiones simples. Los niveles de transmisin de la seal varan de 0 a 0'3 V para bajos (ceros) y de 2'8 a 3'6V para altos (unos) en las versiones 1.0 y 1.1, y en 400 mV en alta velocidad (2.0).En las primeras versiones, los alambres de los cables no estn conectados a masa, pero en el modo de alta velocidad se tiene una terminacin de 45 a tierra o un diferencial de90 para acoplar la impedancia del cable.

Este puerto slo admite la conexin de dispositivos de bajo consumo, es decir, que tengan un consumo mximo de 100 mA por cada puerto; sin embargo, en caso de que estuviese conectado un dispositivo que permite 4 puertos por cada salida USB (extensiones de mximo 4 puertos), entonces la energa del USB se asignar en unidades de 100 mA hasta un mximo de 500 mA por puerto.

Fig 2 Descripcin de pines de USB.

11.2 Compatibilidad y conectoresTipos diferentes de conectores USB (de izquierda a derecha): Micro USB, mini USB, tipo B, hembra tipo A, tipo A. El estndar USB especifica tolerancias para impedancia y de especificaciones mecnicas relativamente bajas para sus conectores, intentando minimizar la incompatibilidad entre los conectores fabricados por distintas compaas. Una meta a la que se ha logrado llegar. El estndar USB, a diferencia de otros estndares tambin define tamaos para el rea alrededor del conector de un dispositivo, para evitar el bloqueo de un puerto adyacente por el dispositivo en cuestin. Las especificaciones USB 1.0, 1.1 y 2.0 definen dos tipos de conectores para conectar dispositivos al servidor: A y B. Sin embargo, la capa mecnica ha cambiado en algunos conectores. Por ejemplo, el IBM Ultra Port es un conector USB privado localizado en la parte superior del LCD de las computadoras porttiles de IBM. Utiliza un conector mecnico diferente mientras mantiene las seales y protocolos caractersticos del USB. Otros fabricantes de artculos pequeos han desarrollado tambin sus medios de conexin pequeos, y ha aparecido una gran variedad de ellos, algunos de baja calidad. Una extensin del USB llamada "USB-On-The-Go" permite a un puerto actuar como servidor o como dispositivo - esto se determina por qu lado del cable est conectado al aparato. Incluso despus de que el cable est conectado y las unidades se estn comunicando, las 2 unidades pueden "cambiar de papel" bajo el control de un programa. Esta facilidad est especficamente diseada para dispositivos como PDA, donde el enlace USB podra conectarse a un PC como un dispositivo, y conectarse como servidor aun teclado o ratn. El "USB-On-The-Go" tambin ha diseado 2 conectores pequeos, el mini-A y el mini-B, as que esto debera detener la proliferacin de conectores miniaturizados de entrada.

11.3 FuncionamientoCada cable USB contiene, a su vez, 4 cables en su interior. Dos de ellos estn dedicados a la alimentacin (5 voltios) y la referencia de tensin (masa). La corriente mxima que el bus puede proporcionar es de 500 mA a 5 voltios de tensin. Los dos cables restantes forman un par trenzado, que transporta la informacin intercambiada entre dispositivos, en formato serie. Trassu encendido, eldispositivo anfitrin -el PC- se comunica con todos los dispositivos conectados al bus USB, asignando una direccin nica a cada uno de ellos (este proceso recibe el nombre de enumeracin). Adems, el PC consulta qu modo de transferencia desea emplear cada dispositivo: por interrupciones, por bloques o en modo iscrono. Los cables de datos son un par trenzado para reducir el ruido y las interferencias.

Fig 3 Par trenzado.

La transferencia por interrupciones la emplean los dispositivos ms lentos, que envan informacin con poca frecuencia (por ejemplo teclados, ratones, etc.). La transferencia por bloques se utiliza con dispositivos que mueven grandes paquetes de informacin en cada transferencia. Finalmente, la transferencia iscrona se emplea cuando se requiere un flujo de datos constante y en tiempo real, sin aplicar deteccin ni correccin de errores. Un ejemplo es el envo de sonido a altavoces USB. Como se puede intuir, el modo iscrono consume un ancho de banda significativo. Por ello el PC impide este tipo de transferencia cuando el ancho de banda consumido supera el 90% del ancho de banda disponible. Para la temporizacin, el bus USB divide el ancho de banda en porciones, controladas por el PC. Cada porcin mueve 1.500 bytes, y se inicia cada milisegundo. Ante todo, el PC asigna ancho de banda a los dispositivos que emplean transferencias iscronas y por interrupciones, garantizando el ancho de banda necesario. Las transferencias por bloques emplean el espacio restante, quedando en ltima prioridad.

Trabaja como interfaz para transmisin de datos y distribucin de energa, que ha sido introducida enel mercado de PCs y perifricos para mejorar las lentas interfaces serie (RS-232) y paralelo. Esta interfaz de 4 hilos, 12 Mbps y "plug and play", distribuye 5V para alimentacin, transmite datos y est siendo adoptada rpidamente por la industria informtica.Es un bus basado en el paso de un testigo, semejante a otros buses como los de las redes locales en anillo con paso de testigo y las redes FDDI. El controlador USB distribuye testigos por el bus. El dispositivo cuya direccin coincide con la que porta el testigo responde aceptando o enviando datos al controlador. Este tambin gestiona la distribucin de energa a los perifricos que lo requieran. Emplea una topologa e estrellas apiladas que permite el funcionamiento simultneo de127 dispositivos a la vez. En la raz o vrtice de las capas, est el controlador anfitrin o host que controla todo el trfico que circula por el bus. Esta topologa permite a muchos dispositivos conectarse a un nico bus lgico sin que los dispositivos que se encuentran ms abajo en la pirmide sufran retardo. A diferencia de otras arquitecturas, USB no es un bus de almacenamiento y envo, de forma que no se produce retardo en el envo de un paquete de datos hacia capas inferiores. El estndar USB permite que los dispositivos se encadenen mediante el uso de una topologa en bus ode estrella. Por lo tanto, los dispositivos pueden conectarse entre ellos tanto en forma de cadena como en forma ramificada. La ramificacin se realiza mediante el uso de cajas llamadas "concentradores" que constan de una sola entrada y varias salidas. Algunos son activos (es decir, suministran energa) y otros pasivos (la energa es suministrada por el ordenador).La comunicacin entre el host (equipo) y los dispositivos se lleva a cabo segn un protocolo (lenguaje de comunicacin) basado en el principio de red en anillo. Esto significa que el ancho de banda se comparte temporalmente entre todos los dispositivos conectados. El host (equipo) emite una seal para comenzar la secuencia cada un milisegundo (ms), el intervalo de tiempo durante el cual le ofrecer simultneamente a cada dispositivo la oportunidad de "hablar". Cuando el host desea comunicarse con un dispositivo, transmite una red (un paquete de datos que contiene la direccin del dispositivo cifrada en 7 bits) que designa un dispositivo, de manera tal que es el host el que decide "hablar" con los dispositivos. Si el dispositivo reconoce su direccin en la red, enva un paquete de datos (entre 8 y 255 bytes) como respuesta. De lo contrario, le pasa el paquete a los otros dispositivos conectados. Los datos que se intercambian de esta manera estn cifrados conforme a la codificacin NRZI.Como la direccin est cifrada en 7 bits, 128 dispositivos (2^7) pueden estar conectados simultneamente a un puerto de este tipo. En realidad, es recomendable reducir esta cantidad a 127 porque la direccin 0 es una direccin reservada.

12. PROTOCOLO WIFI O 802.11

El subcomit 802.11 fue establecido en septiembre de 1990 con el fin de producir una especificacin de red local inalmbrica capaz de transmitir informacin a velocidades entre 1 y 10Mbps, con flexibilidad, movilidad, y proporcionar el soporte necesario para la transferencia de archivos, conversaciones de voz y control de procesos en tiempo real. El estndar IEEE 802.11, cuya revisin final fue aprobada el en junio de 1997, define el funcionamiento e interoperatividad de las redes inalmbricas. La especificacin del IEEE ha elegido la banda ISM para la definicin del estndar de WLAN, garantizando su validez global por ser una banda disponible a nivel mundial. La banda ISM es para uso comercial sin licencia, limitando la potencia de transmisin para las redes locales inalmbricas a 100mW. La norma no especifica tecnologas ni aplicaciones, sino simplemente las especificaciones para la capa fsica para la transmisin inalmbrica y la capa de control de acceso al medio MAC. 12.1 Normas IEEE 802.11a

Caractersticas Velocidad mxima de hasta 54Mbps. Opera en el espectro de 5Ghz. Menos saturado. No es compatible con las normas: 802.11b y 802.11g. Modulacin de OFDM. En 1997 el IEEE (Instituto de Ingenieros Elctricos y Electrnicos) crea el Estndar 802.11 con velocidades de transmisin de 2Mbps. En 1999, el IEEE aprob ambos estndares: el 802.11a y el 802.11b. En 2001 se lanzaron al mercado los productos del estndar 802.11a. La revisin 802.11a al estndar original fue ratificada en 1999. El estndar 802.11a utiliza el mismo juego de protocolos de base que el estndar original, opera en la banda de 5Ghz y utiliza 52 subportadoras orthogonal frequency-division multiplexing (OFDM) con una velocidad mxima de 54Mbps, lo que lo hace un estndar prctico para redes inalmbricas con velocidades reales de aproximadamente 20 Mbps. La velocidad de datos se reduce a 48, 36, 24, 18, 12, 9 o 6 Mbps segn el caso. La norma 802.11a tiene 12 canales no solapados, 8 para red inalmbrica y 4 para conexiones punto a punto. No puede interoperar con equipos del estndar 802.11b, excepto si se dispone de equipos que implementen ambos estndares. (Tarjetas NIC a/b) Dado que la banda de 2.4Ghz tiene gran uso (pues es la misma banda usada por los telfonos inalmbricos y los hornos de microondas, entre otros aparatos), el utilizar la banda de 5GHz representa una ventaja del estndar 802.11a, dado que se presentan menos interferencias. Sin embargo, la utilizacin de esta banda tambin tiene sus desventajas, dado que restringe el uso de los equipos 802.11a a nicamente puntos en lnea de vista, con lo que se hace necesario la instalacin de un mayor nmero de puntos de acceso; Esto significa tambin que los equipos que trabajan con este estndar no pueden penetrar tan lejos como los del estndar 802.11b dado que sus ondas son ms fcilmente absorbidas.

Transmisin exterior. Valor Mximo A 30 metros 54Mbps Valor Mnimo A 300 metros 6Mbps Transmisin interior. Valor Mximo A 12 metros 54Mbps Valor Mnimo A 90 metros 6Mbps Estndar liberado en el ao 2003, por lo que su ndice de penetracin es escaso. El utilizar canales en la banda de 5GHz es la diferencia fundamental con el estndar 802.11 b y 802.11g. El uso de un elevado nmero de canales ayuda a evitar los problemas a nivel de interferencias si bien plantea el problema de que esos rangos de frecuencia se han usado en determinado momento para aplicaciones militares aunque es un rango de frecuencia liberado para su uso. 12.2 Normas IEEE 802.11b Caractersticas Velocidad mxima de hasta 11Mbps Opera en el espectro de 2.4Ghz sin necesidad de licencia. Las mismas interferencias que para 802.11

La revisin 802.11b del estndar original fue ratificada en 1999. La norma 802.11b tiene una velocidad mxima de transmisin de 11Mbps y utiliza el mismo mtodo de acceso CSMA/CA definido en el estndar original. El estndar 802.11b funciona en la banda de 2.4 a 2.497GHz del espectro radioelctrico. El mtodo de modulacin seleccionado para el 802.11b se conoce como espectro de difusin de secuencia directa complementaria (DSSS) y utiliza la llave de cdigo complementario (CCK). Debido al espacio ocupado por la codificacin del protocolo CSMA/CA, en la prctica, la velocidad mxima de transmisin con este estndar es de aproximadamente 5.9Mbps sobre TCP y 7.1Mbps sobre UDP. Actualmente cuenta con el mayor grado de implantacin al llevar varios aos disponibles en el mercado, lo que ha permitido una notabilsima reduccin de los precios de los equipos requeridos para su uso. Fig. 4 Disposicin de los Equipos bajo la norma 802.11 b

12.3 Normas IEEE 802.11g

Caractersticas Velocidad mxima de hasta 54Mbps. Opera en el espectro de 2.4Ghz sin necesidad de licencia. Compatible con 802.11b. Modulacin DSSS y OFDM. En Junio de 2003, se ratific un tercer estndar de modulacin: 802.11g. Este utiliza la banda de 2.4Ghz (al igual que el estndar 802.11b) pero opera a una velocidad terica mxima de 54Mbps, o cerca de 24.7Mbps de velocidad real de transferencia, similar a la del estndar 802.11a. Es compatible con el estndar 802.11b y utiliza las mismas frecuencias. Buena parte del proceso de diseo del estndar lo tom el hacer compatibles los dos estndares. Sin embargo, en redes bajo el estndar 802.11g la presencia de nodos bajo el estndar 802.11b reduce significativamente la velocidad de transmisin. . Los equipos que trabajan bajo el estndar 802.11g llegaron al mercado muy rpidamente, incluso antes de su ratificacin. Esto se debi en parte a que para construir equipos bajo este nuevo estndar se podan adaptar los ya diseados para el estndar 802.11b. El principal problema que puede plantear un despliegue masivo de los estndares 802.11b y 802.11g, se basa en la necesidad de realizar una normalizacin estricta desde entornos reguladores oficiales, puesto que la divisin de canales establecida para el rango de frecuencia utilizado por estos dispositivos (2,4GHz), provoca interferencias entre equipos cuyas zonas de cobertura se solapen, que pueden llegar a impedir el uso de ambas redes de una forma eficiente.

12.4 Comparacin de las Normas IEEE 802.11a, 802.11b y 802.11g. Similar a la 802.11b, la norma 802.11g, opera en la banda de los 2.4GHz y la seal transmitida usa aproximadamente 30MHz, lo cual es una tercera parte de la banda, esto limita para 802.11g el nmero de AP no solapadas a tres, lo cual es lo mismo que la 802.11b, esto significa que tiene el mismo problema de asignacin de canales que la 802.11b cuando cubre una rea grande donde hay una alta densidad de usuarios. La solucin sera bajar la potencia de cada AP, lo que permite colocar AP ms cercanos. Un gran problema con la 802.11g que tambin se aplica a la 802.11b se refiere a la interferencia en RF de otros aparatos que usan la banda de 2.4GHz, tales como telfonos inalmbricos, microondas, etc.

Fig. 5 Distribucin de los canales en las normas 802.11B y 802.11G

Los estndares IEEE 802.11b e IEEE 802.11g tienen aceptacin internacional debido a que la banda de 2.4GHz, es una banda ISM disponible a nivel mundial con velocidades de hasta 11Mbps y 54Mbps, respectivamente. 12.5 Comparacin 802.11G y 802.11ALa diferencia de la norma 802.11a con la 802.11g es que opera en la banda de los 5GHz con 12 canales no solapados, se puede tener 12 AP en diferentes canales en una misma rea sin que ellos se interfieran entre si. Esto hace mucho ms fcil la asignacin de canales a los AP y significativamente incrementar el rendimiento que una WLAN puede brindar en un rea determinada. Existe menos interferencia en la banda de 5GHz debido a que es menos poblada. Al igual que la norma 802.11g, la norma 802.11a entrega 54Mpps. En la norma 8021.11a se emplean sistemas de frecuencia ms bajas que las empleadas con las normas 802.11g y 802.11b. Esto incrementa el costo del sistema ya que se necesitan mayor nmero de APs para cubrir un rea dada. Podemos decir que tanto la norma 802.11a y 802.11g operan con 54Mbps usando codificacin OFDM. La 802.11a provee mayor capacidad y tiene menos interferencias ya que opera en a banda de 5GHz, es relativamente fcil y con un costo eficaz, sin embargo, para migrar a una red 802.11g u 801.11b resulta casi imposible ya que tienen poca interoperabilidad. En lo que respecta al estndar 802.11a, al utilizar una mayor banda y 13 canales se presenta como una mejor opcin para aquellos usuarios o aplicaciones que necesiten mayor densidad y mayor velocidad de transmisin de datos.

12.6 Inconvenientes de la norma 802.11AEl principal problema con 802.11a es que no es compatible directamente con redes 802.11b o 802.11g. Un usuario equipado con una tarjeta inalmbrica 802.11b u 802.11g no podr unir directamente a un AP 802.11a. En la mayora de pases que conforman Europa tiene problemas, ya que opera en la banda de los 5GHz. En lo que respecta al estndar 802.11g, este adapta la tecnologa OFDM hasta conseguir una velocidad de transmisin de datos de 54Mbps en la misma banda que utiliza el estndar 802.11b, es decir la de los 2.4GHz. Esto se traduce en que se consigue la misma velocidad de transmisin de datos que el protocolo 802.11a y es compatible con los dispositivo desarrollados bajo el protocolo 802.11b. 12.7 Otros avances de actividades dentro del grupo de trabajo 802.11Actualmente se est desarrollando la 802.11n, que se espera que alcance los 500Mbps. La seguridad forma parte del protocolo desde el principio y fue mejorada en la revisin 802.11i. Otros estndares de esta familia (cf, hj, n) son mejoras de servicio y extensiones o correcciones a especificaciones anteriores. Los estndares de la familia 802.11x se muestran en la tabla siguiente Tabla 1 Familias de Estndares 802.11 Estndar Descripcin

802.11 Estndar WLAN original. Soporta de 1 a 2Mbps.

802.11a Estndar WLAN de alta velocidad en la banda de los 5GHz. Soporta hasta 54Mbps.

802.11b Estndar WLAN para la banda de 2.4GHz. Soporta 11Mbps.

802.11e Est dirigido a los requerimientos de calidad de servicio para todas las interfaces IEEE WLAN de radio.

802.11f Define la comunicacin entre puntos de acceso para facilitar redes WLAN de diferentes proveedores.

802.11g Establece una tcnica de modulacin adicional para la banda de los 2.4GHz. Dirigido a proporcionar velocidades de hasta 54Mbps.

802.11h Define la administracin del espectro de la banda de los 5GHz para su uso en Europa y en Asia Pacfico.

802.11i Est dirigido a abatir la vulnerabilidad actual en la seguridad para protocolos de autenticacin y de codificacin.

13. PROTOCOLO ETHERNET.

Ethernetes unapopulartecnologa LAN(Red de rea Local)que utiliza el Acceso mltiplecon portadora y deteccin de colisiones(Carrier Sense Mltiple Access with Collision Detection, CSMA/CD)entre estaciones con diversos tipos de cables.

Fig. 6 Tecnologa Ethernet.13.1 Algunas caractersticas de Ethernet-EsPASIVO, es decir, no requiere una fuente dealimentacinpropia, y por tanto,-NO FALLAa menos que el cable se corte fsicamente o su terminacin sea incorrecta.-Se conecta utilizando unaTOPOLOGA DE BUSen la que el cable est terminado en ambos extremos.-UTILIZA MLTIPLESPROTOCOLOSDE COMUNICACINy puede conectar entornos informticos heterogneos, incluyendo Netware,UNIX,Windowsy Macintosh.

13.2 Mtodo de Acceso de la EthernetEl mtodo deacceso que usa Ethernet es elACCESO MLTIPLE CON PORTADORA Y DETECCIN DE COLISIONES (Carrier Sense Mltiple Access with Collision Detection, CSMA/CD).CSMA/CD es un conjunto de reglas queDETERMINA EL MODO DE RESPUESTA DE LOS DISPOSITIVOS DE RED CUANDO DOS DE ELLOS INTENTAN ENVIAR DATOS EN LA RED SIMULTNEAMENTE.La transmisin de datos por mltiples equipos simultneamente a travs de la red produce una colisin.Cada equipo de la red, incluyendoclientesyservidores,rastrea el cable en busca de trfico de red.nicamente cuando un equipo detecta que el cable est libre y que no hay trfico enva los datos.Despusde que el equipo haya transmitido los datos en el cable,ningn otro equipo puede transmitir datos hasta que los datos originales hayan llegado a su destino y el cable vuelva a estar libre.Tras detectar una colisin, un dispositivo espera un tiempoaleatorio y a continuacin intenta retransmitir el mensaje.Si el dispositivo detecta de nuevo una colisin, espera el doble antes de intentar retransmitir el mensaje.

13.3 Velocidad de transferenciaETHERNET ESTNDAR, denominada 10BaseT,SOPORTA VELOCIDADES DEtransferencia de datosde 10 Mbpssobre una amplia variedad de cableado. Tambin estn disponibles versiones de Ethernet de alta velocidad.FAST ETHERNET(100BaseT)SOPORTA VELOCIDADES DEtransferencia de datosde 100 MbpsyGIGABIT ETHERNET SOPORTA VELOCIDADES DE 1 GBPS(gigabyte por segundo) o 1,000 Mbps.

13.4 Orgenes de EthernetEthernetfue creado porRobert Metcalfey otros enXerox Parc, centro de investigacin de Xerox para interconectarcomputadoras Alto. El diseo original funcionaba a 1 Mbps sobrecable coaxialgrueso con conexiones vampiro (que "muerden" el cable) en10Base5. Para la norma de 10 Mbps se aadieron las conexiones en coaxial fino (10Base2, tambin de 50 ohmios, pero ms flexible), con tramos conectados entre s mediante conectores BNC; par trenzadocategora 3(10BaseT) con conectoresRJ45, mediante el empleo dehubsy con una configuracin fsica en estrella; e incluso una conexin defibra ptica(10BaseF).Fig. 7a Conector BNCFig. 7b Tarjeta de red ISA de 10 Mbps

Los estndares sucesivosabandonaron los coaxiales dejando nicamente los cables de par trenzado sin apantallar (UTP-Unshielded Twisted Pair), de categoras 5 y superiores y laFibra ptica.

13.5 Importancia de EthernetEthernet es popular porquepermite un buen equilibrio entre velocidad, costo y facilidad de instalacin.Estos puntos fuertes, combinados con la amplia aceptacin en el mercado y la habilidad de soportar virtualmente todos los protocolos de red populares, hacen a Ethernet la tecnologa ideal para la red de la mayora de usuarios de la informtica actual

13.6 Hardware comnmente utilizados por Ethernet-NIC, oadaptador de red Ethernet- permite el acceso de unacomputadoraa una red. Cada adaptador posee una direccinMACque la identifica en la red y es nica. Una computadora conectada a una red se denomina nodo.-Repetidor orepeater- aumenta el alcance de una conexin fsica, disminuyendo la degradacin de la seal elctrica en el medio fsico.-Concentrador ohub- funciona como un repetidor, pero permite la interconexin de mltiples nodos, adems cada mensaje que es enviado por un nodo, es repetido en cada boca el hub.-Puente obridge- interconectan segmentos de red, haciendo el cambio deframes(tramas) entre las redes de acuerdo con una tabla de direcciones que dice en que segmento est ubicada una direccin MAC.-Enrutador o router- funciona en una capa de red ms alta que los anteriores -- el nivel de red, como en el protocolo IP, por ejemplo -- haciendo el enrutamiento de paquetes entre las redes interconectadas. A travs de tablas y algoritmos de enrutamiento, un enrutador decide el mejor camino que debe tomar un paquete para llegar a una determinada direccin de destino.-Conmutador oSwitch- funciona como el bridge, pero permite la interconexin de mltiples segmentos de red, funciona en velocidades ms rpidas y es ms sofisticado. Losswitchpueden tener otras funcionalidades, como redes virtualesy permiten su configuracin a travs de la propia red.

Fig. 8 Conexiones en un switch Ethernet.

14. PROTOCOLO BLUETOOTH

Es un protocolo de comunicaciones diseado para dispositivos de bajo consumo.La comunicacin va bluetooth es omnidireccional por lo que tiene un amplio radio de trabajo, dependiendo del tipo de bluetooth.

14.1 Ventajas concretasEliminar cables y conectores entre stos.Hoy en da el comn de los celulares posee dicha tecnologaEspecficamente se propone usar un dispositivo Bluetooth-USB, que es muy comercial, cuyo precio de mercado es de en promedio 20 solesLas capacidades de este dispositivo es que tiene un alcance de 100mts

Fig. 9 Esquema de la comunicacin del proyecto de fuente de voltaje controlada

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