Redes alámbricas e inalámbricas
¿Qué es una red alámbrica e inalámbrica?
VENTAJAS DE UNA RED ALÁMBRICA
Costos relativamente bajos
Ofrece el máximo rendimiento posible
Mayor velocidad – cable de Ethernet estándar hasta 100 Mbps.
-Las redes alámbricas actuales generalmente conllevan tener conexiones Ethernet, que utilizan un protocolo de red y cables estandarizados parecidos a los cables de teléfono fijo.
-Un sistema Ethernet usa un cable par trenzado de cobre o un sistema de transporte basado en cable coaxial. Las recientes redes alámbricas Ethernet logran velocidades de hasta cinco gigabits por segundo.
-El cable para Ethernet que se utiliza es el de par trenzado sin blindaje. Sirve para conectar diferentes dispositivos. Sin embargo, es voluminoso y costoso, haciéndolo menos práctico para utilizar en el hogar.
-Por otro lado, una línea telefónica usa el cableado telefónico que se encuentra en la mayoría de los hogares, y puede proporcionar servicios rápidos como DSL.
-Finalmente, los sistemas de banda ancha proporcionan Internet por cable. Utilizan el tipo de cable coaxial que también usa la televisión por cable.
R E D E S I N A L Á M B R I C A S
Una red inalámbrica permite que los dispositivos permanezcan conectados a la red, pero sin usar cables. Los puntos de acceso amplifican las señales de Wi-Fi, de manera que un dispositivo puede estar lejos de un router, pero permanecer conectado a la red. Cuando se conecta a una zona Wi-Fi en un café, un hotel, una sala de estar de aeropuerto u otro lugar público, se conecta a la red inalámbrica de dicha empresa.
V E N T A J A S
- Comodidad: acceda a los recursos de red desde cualquier ubicación del área de cobertura de la red inalámbrica o desde cualquier zona Wi-Fi.
- Movilidad: no está atado al escritorio, como sí sucede con una conexión cableada. Usted y sus empleados pueden conectarse en las reuniones de sala de conferencias, por ejemplo.
- Productividad: el acceso inalámbrico a Internet y a las aplicaciones y los recursos esenciales de la empresa ayuda al personal a cumplir su trabajo y fomenta la colaboración.
- Fácil configuración: no hace falta pasar cables, por lo que la instalación puede ser rápida y rentable.
- Capacidad de expansión: puede ampliar fácilmente las redes inalámbricas con los equipos existentes, mientras que una red cableada puede requerir cableado adicional.
- Seguridad: los avances en redes inalámbricas proporcionan sólidas protecciones de seguridad.
- Costo reducido: como las redes inalámbricas eliminan o reducen los gastos de cableado, pueden costar menos que las redes cableadas para su operación.
Tipos de redes informáticas
Al margen de que puedan hacerse por cable estructurado, o por vía inalámbrica, las redes pueden dividirse por su alcance o cobertura. Lógicamente, cuanto mayor sea el espacio que queremos abarcar, más difícil y costosa puede resultar la instalación de cables (de hecho, la instalación de algunas de estas redes serían absurdas e impensables para una gran mayoría de las empresas). En cualquier caso, son las siguientes:
1. Red de área personal (PAN)
Hablamos de una red informática de pocos metros, algo parecido a la distancia que necesita el Bluetooth del móvil para intercambiar datos. Son las más básicas y sirven para espacios reducidos, por ejemplo si trabajas en un local de una sola planta con un par de ordenadores.
Las redes PAN pueden serte útiles si vas a conectar pocos dispositivos que no estén muy lejos entre sí. La opción más habitual, sin embargo, para aumentar el radio de cobertura y para evitar la instalación de cablea estructurado, suele ser la compra de un router y la instalación de una red de área local inalámbrica.
2. Red de área local (LAN).
Es la que todos conocemos y la que suele instalarse en la mayoría de las empresas, tanto si se trata de un edificio completo como de un local. Permite conectar ordenadores, impresoras, escáneres, fotocopiadoras y otros muchos periféricos entre sí para que puedas intercambiar datos y órdenes desde los diferentes nodos de la oficina.
Las redes LAN pueden abarcar desde los 200 metros hasta 1 kilómetro de cobertura.
3. Red de área de campus (CAN).
Vale, supongamos que tenemos varios edificios en los que queremos montar una red inalámbrica. ¿Qué pasa si el área de cobertura debe ser mayor a los 1000 metros cuadrados? Y no lo digo sólo por las universidades; las instalaciones de los parques tecnológicos, recintos feriales y naves comerciales pueden superar perfectamente esa superficie.
En tal caso, tenemos las redes CAN. Habría varias redes de área local instaladas en áreas específicas, pero a su vez todas ellas estarían interconectadas, para que se puedan intercambiar datos entre sí de manera rápida, o pueda haber conexión a Internet en todo el campus.
4. Red de área metropolitana (MAN)
Mucho más amplias que las anteriores, abarcan espacios metropolitanos mucho más grandes. Son las que suelen utilizarse cuando las administraciones públicas deciden crear zonas Wifi en grandes espacios. También es toda la infraestructura de cables de un operador de telecomunicaciones para el despliegue de redes de fibra óptica. Una red MAN suele conectar las diversas LAN que hay en un espacio de unos 50 kilómetros.
5. Red de área amplia (WAN)
Son las que suelen desplegar las empresas proveedoras de Internet para cubrir las tipos de casino, necesidades de conexión de redes de una zona muy amplia, como una ciudad o país.
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6. Red de área de almacenamiento (SAN)
Es una red propia para las empresas que trabajan con servidores y no quieren perder rendimiento en el tráfico de usuario, ya que manejan una enorme cantidad de datos. Suelen utilizarlo mucho las empresas tecnológicas. En Cisco te cuentan las ventajas de una red SAN.
7. Red de área local virtual (VLAN)
Las redes de las que hablamos normalmente se conectan de forma física. Las redes VLAN se encadenan de forma lógica (mediante protocolos, puertos, etc.), reduciendo el tráfico de red y mejorando la seguridad. Si una empresa tiene varios departamentos y quieres que funcionen con una red separada, la red VLAN.
D I S E Ñ O F Í S I C O D E L A S R E D E S
La topología de red no es otra cosa que la forma en que se conectan las computadoras para intercambiar datos entre sí. Es como una famila de comunicación, que define cómo se va a diseñar la red tanto de manera física, como de manera lógica.
L I N E A L
Una red lineal es aquella topología que se caracteriza por tener un único canal de comunicaciones (denominado bus, troncal o backbone) al cual se conectan los diferentes dispositivos. De esta forma todos los dispositivos comparten el mismo canal para comunicarse entre sí.
I R R E G U L A R E S
Las redes irregulares por lo general se producen en las zonas en las que no es posible controlar el crecimiento o el comportamiento de la red. Los entornos dinámicos producen topografías irregulares. Sin embargo, los ambientes controlados como los circuitos o arreglos de redes informáticas también pueden utilizar las topografías irregulares, estas redes son un sistema de cables y buses que se conectan a través de un módem, y que da como resultado la conexión de una o más computadoras.
TI P O S D E C A B L E S
COAXIAL
Es un cable de transmisión de datos que se compone de dos conductores que se orientan de forma coaxial y separados por una capa de aislamiento dieléctrico.
La estructura de un cable coaxial típico se basaría en un núcleo compuesto de un alambre de metal rodeado por un aislante llamado dieléctrico. Dicho aislamiento está protegido por una malla metálica (lámina o trenza) y todo el cable entero está envuelto en una cubierta externa protectora, resguardando así el cable de la humedad y las impurezas.
EL conductor central puede estar hecho de un solo hilo de cobre (es lo habitual) o de varios hilos retorcidos, mientras que el conductor exterior puede ser una malla trenzada, una lámina enrollada o incluso un tubo corrugado. A veces es de cobre, pero lo habitual es que sea de aluminio por ser más barato.
En PC se utilizan con tarjetas capturadoras de TV, pero también con algunas tarjetas de sonido que, como hemos mencionado antes, están más orientadas al entorno profesional. Hay ocasiones en las que algunos proveedores de Internet también llevan Internet a los domicilios mediante cable coaxial en lugar de utilizar la línea de cobre o fibra óptica; en este caso estaríamos ante un término medio en cuestión de rendimiento, pues proporciona mejores velocidades que el cable de cobre convencional de teléfono pero no llega a los valores que puede ofrecer la fibra óptica.
FIBRA ÓPTICA
Fibra óptica monomodo
Esta es la forma más sencilla de un cable de fibra óptica. En él, todas las señales viajan por el centro de la fibra sin reflejo. La fibra óptica monomodo es apta para la transmisión de datos a largas distancias (>100 km) y se suele utilizar para señales de televisión por cable, Internet y teléfono. Las fibras monomodo tienen un núcleo muy fino de aprox. 8-10 micrones y están agrupadas en haces.
Fibra óptica multimodo:
Las fibras ópticas multimodo son unas 10 veces mayores que las monomodo, lo que permite a los haces de luz viajar siguiendo una variedad de caminos (o modos múltiples). Son aptas para la transmisión de datos en distancias relativamente cortas (máximo 2 km) y se suelen utilizar en redes informáticas.
Como ya adelantamos, la fibra óptica se trata de un medio de transmisión de datos mediante impulsos fotoeléctricos a través de un hilo construido en vidrio transparente u otros materiales plásticos con la misma funcionalidad. Estos hilos pueden llegar a ser casi tan finos como un pelo, y son precisamente el medio de transmisión de la señal.
Básicamente por estos finísimos cables se transfiere una señal luminosa desde un extremo del cable hasta el otro. Esta luz puede ser generada mediante un láser o un LED, y su uso más extendido es el de transportar datos a grandes distancias, ya que este medio tiene un ancho de banda mucho mayor que los cables metálicos, menores pérdidas y a mayores velocidades de trasmisión.
Otro aspecto muy importante que debemos tener en cuenta, es que la fibra óptica es inmune a las interferencias electromagnéticas, que es algo que por ejemplo los cables de pares trenzados sufren en todos los casos y contribuyen a que se necesiten repetidores cada cierta distancia. Debemos saber que la fibra óptica no transporta energía eléctrica, solamente señales de luz.
Pero la fibra óptica no solamente se utiliza para la transmisión de datos en redes, sino también para conexiones de audio de alta calidad. Además, también es una fuente de iluminación para proporcionar visibilidad en espacios reducidos e incluso para productos de decoración, por ejemplo, en árboles de navidad y cosas similares. Por supuesto estas fibras están construidas de plástico y son de bajo coste, y tienen poco que ver con los cables que se utiliza para datos.
P A R T E S:
- Núcleo: Es el elemento central de un cable de fibra óptica que no siempre está presente. Su función es simplemente la de proporcionar un refuerzo para evitar la rotura y deformación del cable.
- Drenaje de humedad: Este elemento tampoco está presente en todos los cables. Su función es la de conducir posible humedad que tenga el cable para que salga a través de él. Va enrollado en el núcleo.
- Hilos de fibra: es el elemento conductor, por ellos viaja la luz y los datos en ella. Están fabricados de cristal de silicio o plástico de extrema calidad que crean un medio en el que la luz pueda reflejarse y refractarse correctamente hasta llegar al destino.
- Buffer y Cladding (revestimiento): básicamente es el recubrimiento de los hilos de fibra óptica. Consiste en un relleno de gel de capa oscura para evitar que los rayos de luz no se salgan de la fibra. A su vez el buffer es el recubrimiento externo que contiene el gel y la fibra.
- Cinta de Mylar y capas aislantes: básicamente es un recubrimiento aislante que recubre todos los buffers de fibra. En función del tipo de construcción tendrá varios elementos, todos ellos de material dieléctrico (no conductor).
- Recubrimiento ignífugo: si el cable es resistente al fuego, también necesitará un recubrimiento capaz de soportar las llamas.
- Armadura: la siguiente capa se trata de la armadura del cable, que en los de mayor calidad siempre están construida de hilos de Kevlar. Este material es liviano y de gran resistencia e ignífugo, lo podremos ver en chalecos antibala y cascos de pilotos.
- Recubrimiento exterior: como cualquier cable, se necesita un recubrimiento exterior, normalmente de plástico o PVC.
Cómo funciona la fibra óptica
Al ser cables por los que viaja una señal luminosa, el modo de trasmisión no se basa en la transferencia de electrones a través de un material conductor. En este caso atendemos a los fenómenos físicos de la reflexión y refracción de la luz.
Reflexión: La reflexión de un haz de luz se produce cuando éste incide sobre una superficie de separación de dos medios y se produce el cambio de dirección de la onda que la lleva a tomar una dirección con un ángulo igual al de incidencia. Por ejemplo, si el haz luminoso incide en un ángulo de 90 grados sobre una superficie, este rebotará en dirección contraria, esto es lo que pasa cuando nos colocamos frente a un espejo. Si en otro caso el haz de luz incide sobre una superficie con 30 grados, el haz saldrá rebotado con esos mismo 30 grados.
TRENZADO
El cable par trenzado es una de las conexiones más utilizadas desde la invención de las redes de datos. Fue sin duda una revolución en la industria, ya que su ingeniosa pero sencilla construcción permitía alcanzar distancias más lejanas al soportar mejor las interferencias y llevar mayor cantidad de datos. Las primeras redes de comunicación telegráfica utilizan simples conductores abiertos, y desempeñaban medianamente bien su función hasta que se comenzaron a instalar los primeros tranvías eléctricos en Estados Unidos. Desde entonces, las interferencias debidas a los altos voltajes de las líneas de tranvías y el campo electromagnético que se generaba a su alrededor dificultaban enormemente las comunicaciones. Fue entonces cuando Bell creo el primer cable par trenzado.
En función de la categoría del cable, cada par trenzado puede presentar distintos encapsulados independientes para mejorar el aislamiento entre las distintas parejas:
- -Para los conductores eléctricos se utiliza normalmente cobre, al menos en los cables UTP.
- -La cobertura aislante de cada conductor está fabricada en polietileno de alta densidad, que podrá ser de entre 0,4 y 0,9 mm.
- -Dichos pares, de forma individual pueden presentar un blindado de aluminio para aislarlos unos de otros.
- -En otros casos, los huecos existentes entre pares se rellenan con petrolato para formar un cordón más rígido que evite la entrada de humedad. Este material se puede sustituir también por polietileno en un núcleo central con los pares pegados a él.
- -Un recubrimiento común de aluminio a los cuatro pares permite aislar los conductores del exterior, que a su vez puede estar reforzado con una malla de material LSZH.
- -Un aislante final encapsula todo el contenido del cable, pudiendo ser de polietileno de alta densidad termoplástico o con resistencia a las llamas.
- El entrelazado de los cables disminuye la interferencia debido a que el área de bucle entre los cables, la cual determina el acoplamiento eléctrico en la señal, se ve aumentada. En la operación de balanceado de pares, los dos cables suelen llevar señales paralelas y adyacentes (modo diferencial), las cuales son combinadas mediante sustracción en el destino. El ruido de los dos cables se aumenta mutuamente en esta sustracción debido a que ambos cables están expuestos a EMI similares.
- TELEFÓNICO
- Cable es la línea eléctrica flexible, aislada y envuelta en una cubierta protectora que sirve para lograr el intercambio de señales eléctricas de un punto a otro punto.
En términos generales, un cable se define como un hilo metálico o un conjunto de hilos que tiene una envoltura aislante y sirve como conductor. Así, en redes informáticas, un cable telefónico consiste en un gran número de conductores electrónicos o líneas de transmisión que forman un núcleo entre sí. Además, sobre ese núcleo, se encuentra una chaqueta protectora (o cubierta) que impide que entre cualquier agente que cause daños.
En ese sentido, el cable telefónico se refiere a un cable físico u otro medio de transmisión de señales que tiene la capacidad de conectar el aparato telefónico del usuario a la red de telecomunicaciones. De tal modo, forma una línea eléctrica flexible, aislada y envuelta que logra el intercambio de señales eléctricas desde un punto a otro.
M Ó D E M
El módem es un modulador y demodulador de la señal, es decir, un dispositivo capaz de convertir las señales digitales en analógicas, pero también las analógicas en digitales. Explicado de una manera sencilla, este periférico de entrada/salida permite conectar distintos ordenadores entre sí a través de la línea telefónica, que emite señales analógicas, convertidas en digitales gracias a la demodulación del módem, para acceder a Internet.
En concreto, el modulador emite la señal portadora. Por su parte, la señal moduladora, que contiene la información que se desea enviar, modifica a la portadora y se obtiene una nueva señal que incluye el contenido a transportar. Por tanto, una vez llega la señal al destino, el demodulador quita la parte de la portadora y únicamente se queda con la moduladora.
De igual manera que en el router, se pueden distinguir, básicamente, dos tipos de módems, los internos y los externos:
- Internos: tarjetas que contienen los circuitos que conforman el módem, y que están insertadas en el ordenador. Sus principales ventajas son que no ocupan espacio sobre la mesa y que reciben la energía eléctrica del ordenador, aunque son más complejos de instalar.
- Externos: cajas pequeñas conectadas al ordenador por los puertos de serie. Pese a ocupar más espacio que los anteriores, el usuario puede conocer siempre el estado del dispositivo gracias a los leds que incorpora.
R O U T E R
Como detallábamos anteriormente, el router es aquel dispositivo que conecta diferentes computadoras de una misma red de área local, permitiendo el intercambio de paquetes de datos entre los ordenadores que se encuentran en esa red. Este aparato opera en la capa tres del modelo de OSI, según la cual existe un equipo de origen y otro de destino, entrelazados ambos a través del propio router. Por consiguiente, este dispositivo admite que varios computadores se vinculen y compartan, por ejemplo, la misma conexión a Internet.
La función principal del router es interconectar un conjunto de máquinas IP y establecer la ruta que será destinada a cada uno de los paquetes de datos dentro de esa red informática integrada por las distintas computadoras. De esta manera, tratará de definir cuál es, en cada momento, la ruta más apropiada para transferir dichos datos. Para ello, el dispositivo hará uso de un protocolo de enrutamiento, gracias al cual se conectará a otros enrutadores con los que compartirá información para determinar la ruta más rápida.
Finalmente, se pueden distinguir varios tipos de router:
- SOHO (Small Office, Home Office). Son enrutadores residenciales o para empresas pequeñas (conocidos como routers de acceso). Permiten el acceso, a través de una red virtual privada y segura, a la banda ancha.
- Routers de distribución. Consiguen más tráfico mediante otros enrutadores, o bien gracias a la acumulación de datos.
- Routers de núcleo. Encargados de administrar distintos niveles de estos dispositivos.
- Routers inalámbricos. Hacen de puente entre las redes móviles y las fijas.
- Routers ADSL. Permiten conectar, al mismo tiempo, varias redes locales y varios equipos.
Concentradores y switches de red
Un concentrador de red es un punto de conexión central para los dispositivos de una red de área local, o LAN. Pero existe un límite para la cantidad de ancho de banda que los usuarios pueden compartir en una red basada en concentradores. Cuantos más dispositivos se agreguen al concentrador de red, más tiempo tardarán los datos en llegar a su destino. Un switch evita estas y otras limitaciones de los concentradores de red.
Una gran red puede incluir varios switches, que conectan diferentes grupos de sistemas informáticos entre sí. En general, estos switches están conectados a un router que permite a los dispositivos conectados acceder a Internet.
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