informatica y convergencia tecnologica
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INFORMATICA Y CONVERGENCIA TECNOLOGICA REDES Y COMPONENTES DE LA COMPUTADORA REFERENCIAS AUTOMATICAS JIMMY ALEXANDER GONZALEZ 01/10/2010 GRUPO: 39
INFORMATICA Y CONVERGENCIA TECNOLOGICA
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1 de oct.
CLASIFICACIÓN DE LAS REDES........................................................................................................... 8
WPAN ......................................................................................................................................................... 9
EVOLUCIÓN ................................................................................................................................................ 9
CONCEPTOS ACTUALES ...................................................................................................................... 10
EL PARADIGMA PAN .............................................................................................................................. 10
POSIBLES EQUIPOS O DISPOSITIVOS ............................................................................................. 11
RED DE ÁREA DE CAMPUS ................................................................................................................ 12
RED DE ÁREA METROPOLITANA ...................................................................................................... 12
APLICACIONES ....................................................................................................................................... 13
MAN PÚBLICA Y PRIVADA .................................................................................................................... 14
APLICACIONES ...................................................................................................................................... 14
NODOS DE RED ....................................................................................................................................... 14
EXTENSIÓN DE RED ............................................................................................................................... 15
DISTANCIA ENTRE NODOS .................................................................................................................. 15
TRÁFICO EN TIEMPO REAL .................................................................................................................. 15
INTEGRACIÓN VOZ/DATOS/VÍDEO .................................................................................................... 15
ALTA DISPONIBILIDAD.......................................................................................................................... 16
ALTA FIABILIDAD ................................................................................................................................... 16
ALTA SEGURIDAD .................................................................................................................................. 16
TENDENCIAS TECNOLÓGICAS Y DEL MERCADO ......................................................................... 17
BONDING EFM ......................................................................................................................................... 17
SMDS .......................................................................................................................................................... 17
CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES ............................................................................................... 18
ATM (ASYNCHRONOUS TRANSFER MODE) .................................................................................... 19
RED DE ÁREA DE ALMACENAMIENTO ............................................................................................ 19
ANTECEDENTES ..................................................................................................................................... 20
COMPARATIVAS ..................................................................................................................................... 21
ESTRUCTURA BÁSICA DE UNA SAN ................................................................................................. 21
FIBRE CHANNEL ..................................................................................................................................... 22
HÍBRIDO SAN-NAS .................................................................................................................................. 24
CARACTERÍSTICAS ............................................................................................................................... 24
VENTAJAS ................................................................................................................................................ 26
DESVENTAJAS ........................................................................................................................................ 27
PROTOCOLOS ......................................................................................................................................... 27
SEGURIDAD .............................................................................................................................................. 28
RED DE ÁREA LOCAL .......................................................................................................................... 28
EVOLUCIÓN .............................................................................................................................................. 29
VENTAJAS ................................................................................................................................................ 30
CARACTERÍSTICAS IMPORTANTES .................................................................................................. 30
TIPOS ......................................................................................................................................................... 31
INFORMATICA Y CONVERGENCIA TECNOLOGICA
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1 de oct.
COMPARATIVA DE LOS TIPOS DE REDES ................................................................................. 31
COMPONENTES ...................................................................................................................................... 32
RED DE ÁREA AMPLIA ......................................................................................................................... 34
UNA RED.................................................................................................................................................... 35
TOPOLOGÍA DE LOS ROUTERS ..................................................................................................... 36
CABLE COAXIAL ................................................................................................................................... 39
CONSTRUCCIÓN DE UN CABLE COAXIAL ....................................................................................... 40
CARACTERÍSTICAS ............................................................................................................................... 41
ESTÁNDARES .......................................................................................................................................... 42
TIPOS ......................................................................................................................................................... 45
EL CLORURA DE POLIVINILO (PVC) ............................................................................................. 45
PLENUM ................................................................................................................................................ 46
APLICACIONES TECNOLÓGICAS....................................................................................................... 46
CABLE DE PAR TRENZADO ................................................................................................................ 47
HISTORIA .................................................................................................................................................. 48
ESTRUCTURA DEL CABLE ................................................................................................................... 49
TIPOS DE CONEXIÓN ............................................................................................................................. 50
TIPOS ......................................................................................................................................................... 50
CATEGORÍAS ........................................................................................................................................... 51
CARACTERÍSTICAS DE LA TRANSMISIÓN ...................................................................................... 52
VENTAJAS Y DESVENTAJAS .............................................................................................................. 53
VARIANTES MENORES DEL CABLE PAR TRENZADO .................................................................. 53
FIBRA ÓPTICA ....................................................................................................................................... 54
HISTORIA .................................................................................................................................................. 55
APLICACIONES ....................................................................................................................................... 60
COMUNICACIONES CON FIBRA ÓPTICA ..................................................................................... 60
SENSORES DE FIBRA ÓPTICA ....................................................................................................... 61
ILUMINACIÓN ....................................................................................................................................... 61
MÁS USOS DE LA FIBRA ÓPTICA.................................................................................................. 62
CARACTERÍSTICAS ............................................................................................................................... 62
FUNCIONAMIENTO ............................................................................................................................. 64
VENTAJAS ............................................................................................................................................ 64
DESVENTAJAS .................................................................................................................................... 65
TIPOS ......................................................................................................................................................... 66
FIBRA MULTIMODO ........................................................................................................................... 66
FIBRA MONOMODO ........................................................................................................................... 67
TIPOS SEGÚN SU DISEÑO .................................................................................................................... 67
CABLE DE ESTRUCTURA HOLGADA ........................................................................................... 67
CABLE DE ESTRUCTURA AJUSTADA .......................................................................................... 68
COMPONENTES DE LA FIBRA ÓPTICA ............................................................................................. 68
TIPOS DE CONECTORES ................................................................................................................. 69
EMISORES DEL HAZ DE LUZ .......................................................................................................... 69
CONVERSORES LUZ-CORRIENTE ELÉCTRICA ......................................................................... 70
INFORMATICA Y CONVERGENCIA TECNOLOGICA
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1 de oct.
CABLES DE FIBRA ÓPTICA .................................................................................................................. 71
LAS FUNCIONES DEL CABLE ......................................................................................................... 73
INSTALACIÓN Y EXPLOTACIÓN .................................................................................................... 73
ELEMENTOS Y DISEÑO DEL CABLE DE FIBRA ÓPTICA ......................................................... 73
ELEMENTOS ESTRUCTURALES .................................................................................................... 74
ELEMENTOS DE REFUERZO ........................................................................................................... 74
FUNDA ................................................................................................................................................... 75
PÉRDIDA EN LOS CABLES DE FIBRA ÓPTICA .......................................................................... 75
CONECTORES ......................................................................................................................................... 76
ESTÁNDAR Y PROTOCOLO DE CANAL DE FIBRA ......................................................................... 76
TIPOS DE DISPERSIÓN .......................................................................................................................... 77
CABLEADO ESTRUCTURADO ............................................................................................................ 78
DESCRIPCIÓN .......................................................................................................................................... 78
CABLEADO HORIZONTAL O "DE PLANTA" ................................................................................ 79
CABLEADO VERTICAL, TRONCAL O BACKBONE .................................................................... 79
CUARTO PRINCIPAL DE EQUIPOS Y DE ENTRADA DE SERVICIOS .................................... 80
SUBSISTEMAS DE CABLEADO ESTRUCTURADO ......................................................................... 80
ESTÁNDARES AMERICANOS DE CABLEADO ESTRUCTURADO .............................................. 80
RED POR INFRARROJOS .................................................................................................................... 82
DEFINICIÓN .............................................................................................................................................. 82
USOS .......................................................................................................................................................... 83
EN EL MODO PUNTO-A-PUNTO........................................................................................................... 83
MODO CUASI-DIFUSO ........................................................................................................................... 83
MODO DIFUSO ......................................................................................................................................... 84
RED POR MICROONDAS ...................................................................................................................... 84
INTERNET POR MICROONDAS ............................................................................................................ 84
ETAPAS ..................................................................................................................................................... 85
CÓMO CONTRATARLO.......................................................................................................................... 86
RED INALÁMBRICA............................................................................................................................... 86
CATEGORÍAS ........................................................................................................................................... 87
TIPOS ......................................................................................................................................................... 87
WIRELESS PERSONAL AREA NETWORK ................................................................................... 87
WIRELESS LOCAL AREA NETWORK ............................................................................................ 88
WIRELESS METROPOLITAN AREA NETWORK.......................................................................... 88
WIRELESS WIDE AREA NETWORK ............................................................................................... 88
CARACTERÍSTICAS ............................................................................................................................... 88
APLICACIONES ....................................................................................................................................... 89
RED POR RADIO .................................................................................................................................... 90
CLIENTE-SERVIDOR ............................................................................................................................. 91
CARACTERÍSTICAS ................................................................................................................................ 92
COMPARACIÓN DE LA ARQUITECTURA C/S CON OTRAS ARQUITECTURAS DE RED ......... 92
INFORMATICA Y CONVERGENCIA TECNOLOGICA
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1 de oct.
*COMPARACIÓN CON LAS REDES DE PARES ........................................................................... 93
*COMPARACIÓN CON LA ARQUITECTURA CLIENTE-COLA-CLIENTE ................................. 93
ARQUITECTURAS MULTI-CAPAS ........................................................................................................ 93
VENTAJAS ................................................................................................................................................. 94
DESVENTAJAS ......................................................................................................................................... 94
DIRECCIÓN ............................................................................................................................................... 95
COOPERACIÓN CLIENTE-SERVIDOR ................................................................................................ 95
CHAINED SERVER .............................................................................................................................. 95 TEMPORAL ........................................................................................................................................................ 95 LARGO PLAZO .................................................................................................................................................. 96
MULTIPLE SERVER ............................................................................................................................ 96 COOPERACIÓN DE PROCESOS PARALELOS.......................................................................................... 96 COOPERACIÓN DE BASE DE DATOS ......................................................................................................... 96
PEER-TO-PEER ...................................................................................................................................... 96
APLICACIONES DE LAS REDES P2P .................................................................................................. 98
CARACTERÍSTICAS ................................................................................................................................ 99
PROBLEMAS DE FUNCIONAMIENTO ............................................................................................... 101
CLASIFICACIÓN ..................................................................................................................................... 101 REDES P2P CENTRALIZADAS .................................................................................................................... 102 REDES P2P HÍBRIDAS, SEMICENTRALIZADAS O MIXTAS ................................................................. 103 REDES P2P "PURAS" O TOTALMENTE DESCENTRALIZADAS .......................................................... 103
OTRAS CATEGORÍAS CON BASE LA RED P2P ......................................................................... 104 REDES P2P ESTRUCTURADAS Y NO ESTRUCTURADAS .................................................................. 104
DOMINIO PÚBLICO, COPYLEFT Y CREATIVE COMMONS .......................................................... 106
REDES, PROTOCOLOS Y APLICACIONES ...................................................................................... 106
REDES Y PROTOCOLOS................................................................................................................. 106
APLICACIONES MULTI-RED ........................................................................................................... 109
DEFINICIÓN ............................................................................................................................................ 111
TOPOLOGÍA FÍSICA: ......................................................................................................................... 111
TOPOLOGÍA LÓGICA ........................................................................................................................ 112
TIPOS DE TOPOLOGÍAS DE RED LAN: ........................................................................................... 112
TOPOLOGÍA EN ÁRBOL: ................................................................................................................. 113 VENTAJAS: ...................................................................................................................................................... 114
DESVENTAJAS: ........................................................................................................................................ 114 TOPOLOGÍA EN ESTRELLA ............................................................................................................ 114
ACOPLADOR PASIVO: CUALQUIER TRANSMISIÓN EN UNA LÍNEA DE ENTRADA AL
ACOPLADOR ................................................................................................................................................... 115 ACOPLADOR ACTIVO: EXISTE UNA LÓGICA DIGITAL EN EL ACOPLADOR QUE LO HACE
ACTUAR............................................................................................................................................................ 115 VENTAJAS: ...................................................................................................................................................... 116
DESVENTAJAS: ........................................................................................................................................ 116 TOPOLOGÍA EN ANILLO .................................................................................................................. 116
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA TOPOLOGÍA EN ANILLO. ............................................. 117 VENTAJAS: ...................................................................................................................................................... 117
DESVENTAJAS: ........................................................................................................................................ 118 TOPOLOGÍA DE BUS: ....................................................................................................................... 118
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1 de oct.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA TOPOLOGÍA EN BUS. ................................................... 119 VENTAJAS: ...................................................................................................................................................... 119
DESVENTAJAS: ........................................................................................................................................ 119 TOPOLOGÍAS HÍBRIDAS ................................................................................................................. 120
COMPONENTES DE LA PC ................................................................................................................ 121
el area de procesamiento. ................................................................................................................. 121
EL PROCESADOR (CPU). .............................................................................................................................. 122
EL COPROCESADOR. .................................................................................................................................... 131
EL SISTEMA DE BUS. ................................................................................................................................... 133
LAS RANURAS DE EXPANSION. ................................................................................................................... 135
El bus isa. ............................................................................................................................................. 136
El bus eisa. ........................................................................................................................................... 136
El bus mca. ........................................................................................................................................... 137
LA MEMORIA DE TRABAJO .......................................................................................................................... 138
CHIPS DE MEMORIA. .................................................................................................................................. 138
CHIPS DE RAM DINAMICA. .......................................................................................................................... 139
MODULOS SIP Y SIMM. ............................................................................................................................... 140
LOS BANCOS DE MEMORIA. ........................................................................................................................ 141
LA MEMORIA DEL SISTEMA. ....................................................................................................................... 141
LA MEMORIA CACHE................................................................................................................................... 143
LOS CHIPS DE LA PLACA MADRE. ................................................................................................................ 145 BIBLIOGRAFIA ................................................................................................................................................ 147 Groth, d. (2005). "guia del estudio de redes,cuarta edicion". toby skandier: sybex,inc. .................................... 147 Bates, Regis J (2001). Optical Switching and Networking Handbook. New York: McGraw-Hill. p. 10. .......... 147 CYBERGRAFIA ............................................................................................................................................... 147
Referencias ................................................................................................................................................... 147
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Redes UNA RED DE COMPUTADORAS, TAMBIÉN CONOCIDA COMO RED DE ORDENADORES O RED INFORMÁTICA, ES UN CONJUNTO DE EQUIPOS CONECTADOS POR MEDIO DE CABLES, SEÑALES, ONDAS O CUALQUIER OTRO MÉTODO DE TRANSPORTE DE DATOS, QUE COMPARTEN INFORMACIÓN (ARCHIVOS), RECURSOS (CD-ROM, IMPRESORAS, ETC.), SERVICIOS (ACCESO A INTERNET, E-MAIL, CHAT, JUEGOS), ETC.
UNA RED DE COMUNICACIONES ES, TAMBIÉN, UN CONJUNTO DE MEDIOS TÉCNICOS QUE PERMITEN LA COMUNICACIÓN A DISTANCIA ENTRE EQUIPOS AUTÓNOMOS (NO JERÁRQUICA -MÁSTER1/SLAVE-). NORMALMENTE SE TRATA DE TRANSMITIR DATOS, AUDIO Y VÍDEO POR ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS A TRAVÉS DE DIVERSOS MEDIOS (AIRE, VACÍO, CABLE DE COBRE, CABLE DE FIBRA ÓPTICA, ETC.).
PARA SIMPLIFICAR LA COMUNICACIÓN ENTRE PROGRAMAS (APLICACIONES) DE DISTINTOS EQUIPOS (Groth, 2005), SE DEFINIÓ EL MODELO OSI POR LA ISO2, EL CUAL ESPECIFICA 7 DISTINTAS CAPAS DE ABSTRACCIÓN. CON ELLO, CADA CAPA DESARROLLA UNA FUNCIÓN ESPECÍFICA CON UN ALCANCE DEFINIDO. 1 Maestro/esclavo
2 (ISO) Organización internacional para la estandarización
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CLASIFICACIÓN DE LAS REDES
Por alcance: o RED INALAMBRICA DE ÁREA PERSONAL (WPAN) o RED DE ÁREA DE CAMPUS (CAN) o RED DE ÁREA METROPOLITANA (MAN) o RED DE ÁREA DE ALMACENAMIENTO (SAN) o RED DE ÁREA LOCAL (LAN) o RED DE ÁREA AMPLIA(WAN)
POR MÉTODO DE LA CONEXIÓN: o MEDIOS GUIADOS: CABLE, CABLE DE PAR TRENZADO, FIBRA
ÓPTICA Y OTROS TIPOS DE CABLES. o MEDIOS NO GUIADOS: RADIO, INFRARROJOS, MICROONDAS Y
OTRAS REDES INALÁMBRICAS.
POR RELACIÓN FUNCIONAL: o CLIENTE-SERVIDOR o IGUAL-A-IGUAL (P2P)
ARQUITECTURAS DE RED.
POR TOPOLOGÍA DE RED: o RED EN BUS o RED EN ESTRELLA o RED EN ANILLO (O DOBLE ANILLO) o RED EN MALLA (O TOTALMENTE CONEXA) o RED EN ÁRBOL o RED MIXTA (CUALQUIER COMBINACIÓN DE LAS ANTERIORES)
POR LA DIRECCIONALIDAD DE LOS DATOS (TIPOS DE TRANSMISIÓN)
o SIMPLEX 3(UNIDIRECCIONALES): UN EQUIPO TERMINAL DE DATOS TRANSMITE Y OTRO RECIBE. (P. EJ. STREAMING)
o HALF-DUPLEX 4(BIDIRECCIONALES): SÓLO UN EQUIPO TRANSMITE A LA VEZ. TAMBIÉN SE LLAMA SEMI-DUPLEX (P. EJ. UNA COMUNICACIÓN POR EQUIPOS DE RADIO, SI LOS EQUIPOS NO SON FULL DÚPLEX, UNO NO PODRÍA TRANSMITIR (HABLAR) SI LA OTRA PERSONA ESTÁ TAMBIÉN
3 Uno trasmite y el otro recibe
4 Solo trasmite un equipo a la vez
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TRANSMITIENDO (HABLANDO) PORQUE SU EQUIPO ESTARÍA RECIBIENDO (ESCUCHANDO) EN ESE MOMENTO).
o FULL-DÚPLEX5 (BIDIRECCIONALES): AMBOS PUEDEN TRANSMITIR Y RECIBIR A LA VEZ UNA MISMA INFORMACIÓN. (P. EJ. VIDEOCONFERENCIA). (Groth, 2005)
CLASIFICACIÓN DE LAS REDES POR ALCANCE:
WPAN
WIRELESS PERSONAL AREA NETWORKS, RED INALÁMBRICA DE ÁREA PERSONAL O RED DE ÁREA PERSONAL O PERSONAL AREA NETWORK ES UNA RED DE COMPUTADORAS PARA LA COMUNICACIÓN ENTRE DISTINTOS DISPOSITIVOS (TANTO COMPUTADORAS, PUNTOS DE ACCESO A INTERNET, TELÉFONOS CELULARES, PDA, DISPOSITIVOS DE AUDIO, IMPRESORAS) CERCANOS AL PUNTO DE ACCESO. ESTAS REDES NORMALMENTE SON DE UNOS POCOS METROS Y PARA USO PERSONAL, ASÍ COMO FUERA DE ELLA.
EVOLUCIÓN
LAS COMUNICACIONES INALÁMBRICAS EXPERIMENTARON UN CRECIMIENTO MUY IMPORTANTE DENTRO DE LA ÚLTIMA DÉCADA (GSM, IS-95, GPRS Y EDGE, UMTS, Y IMT-2000). ESTAS TECNOLOGÍAS PERMITIERON UNA ALTÍSIMA TRANSFERENCIA DE DATOS DENTRO DE LAS SOLUCIONES DE SISTEMAS O REDES INALÁMBRICAS. LA VENTAJA DE LAS COMUNICACIONES INALÁMBRICAS ES QUE CON LA TERMINAL LA PERSONA SE PUEDE MOVER POR TODA EL ÁREA DE COBERTURA, LO QUE NO OCURRE CON LAS REDES DE COMUNICACIONES FIJAS; ESTO PERMITIRÁ EL DESARROLLO DE DIFERENTES SOLUCIONES PAN Y CAMBIARÁ EL CONCEPTO DE LOS ESPACIOS PERSONALES.
LAS BASES DEL CONCEPTO DE RED PARA ESPACIO PERSONAL PROVINIERON DE IDEAS QUE SURGIERON EN EL AÑO 1995 EN EL MASSACHUSETTS INSTITUTE OF TECHNOLOGY (MIT) PROVIENEN PARA USAR EN SEÑALES ELÉCTRICAS O IMPULSOS ELÉCTRICOS PROVENIENTES DEL CUERPO HUMANO, Y ASÍ PODER COMUNICAR EL
5 Ambas pueden transmitir y recibir información
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MISMO CON DISPOSITIVOS ADJUNTOS. ESTO FUE ACEPTADO EN PRIMERA INSTANCIA POR LOS LABORATORIOS DE IBM RESEARCH Y LUEGO TUVO MUCHAS VARIACIONES DESARROLLADAS POR LAS DIFERENTES INSTITUCIONES Y COMPAÑÍAS DE INVESTIGACIÓN. LAS DIFERENTES SOLUCIONES DE PAN INCLUYEN LO SIGUIENTE:
PROYECTO OXYGEN (MIT); PICO-RADIO; INFARED DATA ASSOCIATION (IRDA); BLUETOOTH6;
EL CONCEPTO DE BLUETOOTH, ORIGINALMENTE DESARROLLADO PARA REEMPLAZAR A LOS CABLES, ESTÁ SIENDO ACEPTADO MUNDIALMENTE, Y ALGUNAS DE ESTAS IDEAS SON INCORPORADOS EN EL ESTÁNDAR IEEE 802.15 RELACIONADO A LAS PANS.
CONCEPTOS ACTUALES
EL ESPACIO PERSONAL ABARCA TODA EL ÁREA QUE PUEDE CUBRIR LA VOZ. PUEDE TENER UNA CAPACIDAD EN EL RANGO DE LOS 10 BPS HASTA LOS 10 MBPS7. EXISTEN SOLUCIONES (EJEMPLO, BLUETOOTH) QUE OPERAN EN LA FRECUENCIA LIBRE PARA INSTRUMENTACIÓN, CIENCIA Y MEDICINA DE SUS SIGLAS EN INGLÉS (INSTRUMENTAL, SCIENTIFIC, AND MEDICAL ISM) EN SU RESPECTIVA BANDA DE FRECUENCIA DE 2.4 GHZ. LOS SISTEMAS PAN PODRÁN OPERAR EN LAS BANDAS LIBRES DE 5 GHZ O QUIZÁS MAYORES A ÉSTAS. PAN ES UN CONCEPTO DE RED DINÁMICO QUE EXIGIRÁ LAS SOLUCIONES TÉCNICAS APROPIADAS PARA ESTA ARQUITECTURA, PROTOCOLOS, ADMINISTRACIÓN, Y SEGURIDAD.
PAN REPRESENTA EL CONCEPTO DE REDES CENTRADAS EN LAS PERSONAS, Y QUE LES PERMITEN A DICHAS PERSONAS COMUNICARSE CON SUS DISPOSITIVOS PERSONALES (EJEMPLO, PDAS, TABLEROS ELECTRÓNICOS DE NAVEGACIÓN, AGENDAS ELECTRÓNICAS, COMPUTADORAS PORTÁTILES) PARA ASÍ HACER POSIBLE ESTABLECER UNA CONEXIÓN INALÁMBRICA CON EL MUNDO EXTERNO.
EL PARADIGMA PAN
LAS REDES PARA ESPACIOS PERSONALES CONTINÚAN DESARROLLÁNDOSE HACIA LA TECNOLOGÍA DEL BLUETOOTH HACIA EL CONCEPTO DE REDES DINÁMICAS, EL CUAL NOS PERMITE UNA FÁCIL COMUNICACIÓN CON LOS DISPOSITIVOS QUE VAN ADHERIDOS A
6 Especificación para redes inalámbricas de área personal
7 Megabytes/segundo
INFORMATICA Y CONVERGENCIA TECNOLOGICA
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NUESTRO CUERPO O A NUESTRA INDUMENTARIA, YA SEA QUE ESTEMOS EN MOVIMIENTO O NO, DENTRO DEL ÁREA DE COBERTURA DE NUESTRA RED. PAN PREVÉ EL ACERCAMIENTO DE UN PARADIGMA DE REDES, LA CUAL ATRAE EL INTERÉS A LOS INVESTIGADORES, Y LAS INDUSTRIAS QUE QUIEREN APRENDER MÁS ACERCA DE LAS SOLUCIONES AVANZADAS PARA REDES, TECNOLOGÍAS DE RADIO, ALTAS TRANSFERENCIAS DE BITS, NUEVOS PATRONES PARA CELULARES, Y UN SOPORTE DE SOFTWARE MÁS SOFISTICADO.
EL PAN8 DEBE PROPORCIONAR UNA CONECTIVIDAD USUARIO A USUARIO, COMUNICACIONES SEGURAS, Y QOS QUE GARANTICEN A LOS USUARIOS. EL SISTEMA TENDRÁ QUE SOPORTAR DIFERENTES APLICACIONES Y DISTINTOS ESCENARIOS DE OPERACIÓN, Y ASÍ PODER ABARCAR UNA GRAN VARIEDAD DE DISPOSITIVOS.
POSIBLES EQUIPOS O DISPOSITIVOS
LAS DIFERENTES DEMANDAS DEL SERVICIO Y LOS PANORAMAS DE USO HACEN QUE PAN ACUMULE DISTINTOS ACERCAMIENTOS HACIA LAS FUNCIONES Y CAPACIDADES QUE PUEDA TENER. ALGUNOS DISPOSITIVOS, COMO UN SIMPLE SENSOR PITO, PUEDEN SER MUY BARATOS, Y TENER A SU VEZ FUNCIONES LIMITADAS. OTROS PUEDEN INCORPORAR FUNCIONES AVANZADAS, TANTO COMPUTACIONALES COMO DE RED, LO CUAL LOS HARÁN MÁS COSTOSOS. DEBEN PREVERSE LOS SIGUIENTES PUNTOS COMO IMPORTANTES PARA SU FÁCIL ESCALABILIDAD:
FUNCIONALIDAD Y COMPLEJIDAD; PRECIO; CONSUMO DE ENERGÍA; TARIFAS PARA LOS DATOS; GARANTÍA; SOPORTE PARA LAS INTERFACES.
LOS DISPOSITIVOS MÁS CAPACES PUEDEN INCORPORAR FUNCIONES MULTIMODO QUE PERMITEN EL ACCESO A MÚLTIPLES REDES.
ALGUNOS DE ESTOS DISPOSITIVOS PUEDEN ESTAR ADHERIDOS O USADOS COMO VESTIMENTA PARA LA PERSONA (EJEMPLO, SENSORES); OTROS PODRÍAN SER FIJOS O ESTABLECIDOS TEMPORALMENTE CON EL ESPACIO PERSONAL (EJEMPLO, SENSORES, IMPRESORAS, Y PDAS).
LA DISTANCIA A LA QUE FUNCIONA ES DE 10 METROS MINIMO
8 Personal área network/red de computadoras de área personal
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RED DE ÁREA DE CAMPUS
UNA RED DE ÁREA DE CAMPUS (CAN) ES UNA RED DE COMPUTADORAS QUE CONECTA REDES DE ÁREA LOCAL A TRAVÉS DE UN ÁREA GEOGRÁFICA LIMITADA, COMO UN CAMPUS UNIVERSITARIO, O UNA BASE MILITAR. PUEDE SER CONSIDERADO COMO UNA RED DE ÁREA METROPOLITANA QUE SE APLICA ESPECÍFICAMENTE A UN AMBIENTE UNIVERSITARIO. POR LO TANTO, UNA RED DE ÁREA DE CAMPUS ES MÁS GRANDE QUE UNA RED DE ÁREA LOCAL, PERO MÁS PEQUEÑA QUE UNA RED DE ÁREA AMPLIA.
EN UN CAN, LOS EDIFICIOS DE UNA UNIVERSIDAD ESTÁN CONECTADOS USANDO EL MISMO TIPO DE EQUIPO Y TECNOLOGÍAS DE REDES QUE SE USARÍAN EN UN LAN. ADEMÁS, TODOS LOS COMPONENTES, INCLUYENDO CONMUTADORES, ENRUTADORES, CABLEADO, Y OTROS, LE PERTENECEN A LA MISMA ORGANIZACIÓN.
RED DE ÁREA METROPOLITANA
UNA RED DE ÁREA METROPOLITANA (METROPOLITAN AREA NETWORK O MAN, EN INGLÉS) ES UNA RED DE ALTA VELOCIDAD (BANDA ANCHA) QUE DANDO COBERTURA EN UN ÁREA GEOGRÁFICA EXTENSA, PROPORCIONA CAPACIDAD DE INTEGRACIÓN DE MÚLTIPLES SERVICIOS MEDIANTE LA TRANSMISIÓN DE DATOS, VOZ Y VÍDEO, SOBRE MEDIOS DE TRANSMISIÓN TALES COMO FIBRA ÓPTICA Y PAR TRENZADO (MAN BUCLE), LA TECNOLOGÍA DE PARES DE COBRE SE POSICIONA COMO LA RED MAS GRANDE DEL MUNDO UNA EXCELENTE ALTERNATIVA PARA LA CREACIÓN DE REDES METROPOLITANAS, POR SU BAJA LATENCIA (ENTRE 1 Y 50MS), GRAN ESTABILIDAD Y LA CARENCIA DE INTERFERENCIAS RADIOELÉCTRICAS, LAS REDES MAN BUCLE, OFRECEN VELOCIDADES DE 10MBPS, 20MBPS, 45MBPS, 75MBPS, SOBRE PARES DE COBRE Y 100MBPS, 1GBPS Y 10GBPS MEDIANTE FIBRA ÓPTICA.
INFORMATICA Y CONVERGENCIA TECNOLOGICA
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1 de oct.
LAS REDES MAN BUCLE, SE BASAN EN TECNOLOGÍAS BONDING, DE FORMA QUE LOS ENLACES ESTÁN FORMADOS POR MÚLTIPLES PARES DE COBRE CON EL FIN DE OFRECER EL ANCHO DE BANDA NECESARIO.
ADEMÁS ESTA TECNOLOGÍA GARANTICE SLAS´S DEL 99,999, GRACIAS A QUE LOS ENLACES ESTÁN FORMADOS POR MÚLTIPLES PARES DE COBRE Y ES MATERIALMENTE IMPOSIBLE QUE 4, 8 Ó 16 HILOS SE AVERÍEN DE FORMA SIMULTANEA.
EL CONCEPTO DE RED DE ÁREA METROPOLITANA REPRESENTA UNA EVOLUCIÓN DEL CONCEPTO DE RED DE ÁREA LOCAL A UN ÁMBITO MÁS AMPLIO, CUBRIENDO ÁREAS MAYORES QUE EN ALGUNOS CASOS NO SE LIMITAN A UN ENTORNO METROPOLITANO SINO QUE PUEDEN LLEGAR A UNA COBERTURA REGIONAL E INCLUSO NACIONAL MEDIANTE LA INTERCONEXIÓN DE DIFERENTES REDES DE ÁREA METROPOLITANA.
ESTE TIPO DE REDES ES UNA VERSIÓN MÁS GRANDE QUE LA LAN Y QUE NORMALMENTE SE BASA EN UNA TECNOLOGÍA SIMILAR A ESTA, LA PRINCIPAL RAZÓN PARA DISTINGUIR UNA MAN CON UNA CATEGORÍA ESPECIAL ES QUE SE HA ADOPTADO UN ESTÁNDAR PARA QUE FUNCIONE, QUE EQUIVALE A LA NORMA IEEE.
LAS REDES MAN TAMBIÉN SE APLICAN EN LAS ORGANIZACIONES, EN GRUPOS DE OFICINAS CORPORATIVAS CERCANAS A UNA CIUDAD, ESTAS NO CONTIENE ELEMENTOS DE CONMUTACIÓN, LOS CUALES DESVÍAN LOS PAQUETES POR UNA DE VARIAS LÍNEAS DE SALIDA POTENCIALES. ESTAS REDES PUEDEN SER PÚBLICAS O PRIVADAS.
LAS REDES DE ÁREA METROPOLITANA, COMPRENDEN UNA UBICACIÓN GEOGRÁFICA DETERMINADA "CIUDAD, MUNICIPIO", Y SU DISTANCIA DE COBERTURA ES MAYOR DE 4 KM . SON REDES CON DOS BUSES UNIDIRECCIONALES, CADA UNO DE ELLOS ES INDEPENDIENTE DEL OTRO EN CUANTO A LA TRANSFERENCIA DE DATOS.
APLICACIONES
LAS REDES DE ÁREA METROPOLITANA TIENEN MUCHAS Y VARIADAS APLICACIONES, LAS PRINCIPALES SON:
DESPLIEGUE DE SERVICIOS DE VOIP, EN EL AMBITO METROPOLITANO, PERMITIENDO ELIMINAR LAS "OBSOLETAS" LINEAS TRADICIONALES DE TELEFONIA ANALOGICA O RDSI, ELIMINANDO EL GASTO CORRIENTE DE ESTA LINEAS.
INTERCONEXIÓN DE REDES DE ÁREA LOCAL (LAN)
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DESPLIEGUE DE ZONAS WIFI SIN BACKHAUL INALÁMBRICO (FEMTOCELL) LIBERANDO LA TOTALIDAD DE CANALES WIFI PARA ACCESO), ESTO EN LA PRÁCTICA SUPONE MÁS DEL 60% DE MEJORA EN LA CONEXIÓN DE USUARIOS WIFI9.
INTERCONEXIÓN ORDENADOR A ORDENADOR SISTEMAS DE VIDEOVIGILANCIA MUNICIPAL. TRANSMISIÓN CAD/CAM PASARELAS PARA REDES DE ÁREA EXTENSA (WAN)
MAN PÚBLICA Y PRIVADA
UNA RED DE ÁREA METROPOLITANA PUEDE SER PÚBLICA O PRIVADA.
UN EJEMPLO DE MAN PRIVADA SERÍA UN GRAN DEPARTAMENTO O ADMINISTRACIÓN CON EDIFICIOS DISTRIBUIDOS POR LA CIUDAD, TRANSPORTANDO TODO EL TRÁFICO DE VOZ Y DATOS ENTRE EDIFICIOS POR MEDIO DE SU PROPIA MAN Y ENCAMINANDO LA INFORMACIÓN EXTERNA POR MEDIO DE LOS OPERADORES PÚBLICOS.
LOS DATOS PODRÍAN SER TRANSPORTADOS ENTRE LOS DIFERENTES EDIFICIOS, BIEN EN FORMA DE PAQUETES O SOBRE CANALES DE ANCHO DE BANDA FIJOS.
APLICACIONES DE VÍDEO PUEDEN ENLAZAR LOS EDIFICIOS PARA REUNIONES, SIMULACIONES O COLABORACIÓN DE PROYECTOS.
UN EJEMPLO DE MAN PÚBLICA ES LA INFRAESTRUCTURA QUE UN OPERADOR DE TELECOMUNICACIONES INSTALA EN UNA CIUDAD CON EL FIN DE OFRECER SERVICIOS DE BANDA ANCHA A SUS CLIENTES LOCALIZADOS EN ESTA ÁREA GEOGRÁFICA.
APLICACIONES
LAS REDES METROPOLITANAS, PERMITEN LA TRANSMISION DE TRAFICOS DE VOZ, DATOS Y VIDEO CON GARANTIAS DE BAJA LATENCIA, RAZONES POR LAS CUALES SE HACE NECESARIA LA INSTALACIÓN DE UNA RED DE ÁREA METROPOLITANA A NIVEL CORPORATIVO, PARA CORPORACIONES QUE CUENTAS CON MULTIPLES DEPENDENCIAS EN LA MISMA ÁREA METROPOLITANA.
NODOS DE RED
9 Wi-Fi (Wireless fidelity ) antes weca( wireless Ethernet compatibility alliance)
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LAS REDES DE ÁREA CIUDADANA PERMITEN EJECUTAR SUPERAR LOS 600 NODOS DE ACCESO A LA RED, POR LO QUE SE HACE MUY EFICAZ PARA ENTORNOS PÚBLICOS Y PRIVADOS CON UN GRAN NÚMERO DE PUESTOS DE TRABAJO.
EXTENSIÓN DE RED
LAS REDES DE ÁREA METROPOLITANA PERMITEN ALCANZAR UN DIÁMETRO EN TORNO A LOS 50 KM, DEPENDIENDO EL ALCANCE ENTRE NODOS DE RED DEL TIPO DE CABLE UTILIZADO, ASÍ COMO DE LA TECNOLOGÍA EMPLEADA. ESTE DIÁMETRO SE CONSIDERA SUFICIENTE PARA ABARCAR UN ÁREA METROPOLITANA. ABARCAN UNA CIUDAD Y SE PUEDEN CONECTAR MUCHAS ENTRE SÍ, FORMANDO MÁS REDES.
DISTANCIA ENTRE NODOS
LAS REDES DE ÁREA METROPOLITANA PERMITEN DISTANCIAS ENTRE NODOS DE ACCESO DE VARIOS KILÓMETROS, DEPENDIENDO DEL TIPO DE CABLE. ESTAS DISTANCIAS SE CONSIDERAN SUFICIENTES PARA CONECTAR DIFERENTES EDIFICIOS EN UN ÁREA METROPOLITANA O CAMPUS PRIVADO.
TRÁFICO EN TIEMPO REAL
LAS REDES DE ÁREA METROPOLITANA GARANTIZAN UNOS TIEMPOS DE ACCESO A LA RED MÍNIMOS, LO CUAL PERMITE LA INCLUSIÓN DE SERVICIOS SÍNCRONOS NECESARIOS PARA APLICACIONES EN TIEMPO REAL, DONDE ES IMPORTANTE QUE CIERTOS MENSAJES ATRAVIESEN LA RED SIN RETRASO INCLUSO CUANDO LA CARGA DE RED ES ELEVADA.
ENTRE NODO Y NODO NO SE PUEDE TENER, POR EJEMPLO MÁS DE 100 KILÓMETROS DE CABLE. SE PUEDE TENER EN APROXIMACIÓN LÍMITE UNOS 20 KM DE CABLE, PERO NO SE SABE EN QUE MOMENTO SE PUEDE PERDER LA INFORMACIÓN O LOS DATOS MANDADOS.
INTEGRACIÓN VOZ/DATOS/VÍDEO
LOS SERVICIOS SÍNCRONOS REQUIEREN UNA RESERVA DE ANCHO DE BANDA; TAL ES EL CASO DEL TRÁFICO DE VOZ Y VÍDEO. POR ESTE MOTIVO LAS REDES DE ÁREA METROPOLITANA SON REDES ÓPTIMAS PARA ENTORNOS DE TRÁFICO MULTIMEDIA, SI BIEN NO TODAS LAS REDES METROPOLITANAS SOPORTAN TRÁFICOS ISÓCRONOS (TRANSMISIÓN DE INFORMACIÓN A INTERVALOS CONSTANTES).
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ALTA DISPONIBILIDAD
DISPONIBILIDAD REFERIDA AL PORCENTAJE DE TIEMPO EN EL CUAL LA RED TRABAJA SIN FALLOS. LAS REDES DE ÁREA METROPOLITANA TIENEN MECANISMOS AUTOMÁTICOS DE RECUPERACIÓN FRENTE A FALLOS, EN EL CASO DEL CABLE DE COBRE SE UTILIZA EL BONDING EFM, PERMITIENDO LA AGREGACIÓN DE CAUDAL EN MULTIPLES CABLES. EL BONDING EFM PERMITE A LA RED RECUPERAR LA OPERACIÓN NORMAL, ANTE LA ROTURA DE UNO DE LOS CABLES. CUALQUIER FALLO EN UN NODO DE ACCESO O CABLE ES DETECTADO RÁPIDAMENTE Y AISLADO. LAS REDES MAN SON APROPIADAS PARA ENTORNOS COMO CONTROL DE TRÁFICO AÉREO, APROVISIONAMIENTO DE ALMACENES, BANCOS Y OTRAS APLICACIONES COMERCIALES DONDE LA INDISPONIBILIDAD DE LA RED TIENE GRAVES CONSECUENCIAS.
ALTA FIABILIDAD
FIABILIDAD REFERIDA A LA TASA DE ERROR DE LA RED MIENTRAS SE ENCUENTRA EN OPERACIÓN. SE ENTIENDE POR TASA DE ERROR EL NÚMERO DE BITS ERRÓNEOS QUE SE TRANSMITEN POR LA RED. EN GENERAL LA TASA DE ERROR PARA FIBRA ÓPTICA ES MENOR QUE LA DEL CABLE DE COBRE A IGUALDAD DE LONGITUD. LA TASA DE ERROR NO DETECTADA POR LOS MECANISMOS DE DETECCIÓN DE ERRORES ES DEL ORDEN DE 10-20. ESTA CARACTERÍSTICA PERMITE A LA REDES DE ÁREA METROPOLITANA TRABAJAR EN ENTORNOS DONDE LOS ERRORES PUEDEN RESULTAR DESASTROSOS COMO ES EL CASO DEL CONTROL DE TRÁFICO AÉREO. LA CREACIÓN DE REDES METROPOLITANAS MUNICIPALES, PERMITIRA A LOS AYUNTAMIENTOS CONTAR CON UNA INFRAESTRUCTURA DE ALTAS PRESTACIONES, SE TRATA DE CONSTRUIR UNA INFRAESTRUCTURA, PARECIDA A LA DE LOS OPERADORES DE LA LOCALIDAD, PARA "AUTOPRESTACION", DE ESTA FORMA EL AYUNTAMIENTO PUEDE CONECTAR NUEVAS SEDES, USUARIOS REMOTOS, VIDEOCAMARAS EN LA VIA PUBLICA Y UN LARGO ETC.EN LA VIDA DE LAS TIC
ALTA SEGURIDAD
LA FIBRA ÓPTICA Y EL CABLE, SON UN MEDIO SEGURO, PORQUE NO ES POSIBLE LEER O CAMBIAR LA SEÑAL SIN INTERRUMPIR FÍSICAMENTE EL ENLACE. LA ROTURA DE UN CABLE Y LA INSERCIÓN DE MECANISMOS AJENOS A LA RED IMPLICA UNA CAÍDA DEL ENLACE DE FORMA TEMPORAL, ADEMÁS SE REQUIERE ACCESO Y ACTUACION SOBRE EL CABLE FISICO, AUN QUE ESTE TIPO DE ACTUACIONES PASEN FACILMENTE DESAPERCIBIDAS.
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TENDENCIAS TECNOLÓGICAS Y DEL MERCADO
BONDING EFM
LA TECNOLOGÍA BONDING EFM, FUE CERTIFICADA POR EL METRO ETHERNET FORUM, EN 2004 Y OFRECE SERVICIOS ETHERNET DE ALTA DISPONIBILIDAD EN DISTANCIAS PRÓXIMAS A LOS 5 KM CON LATENCIAS MEDIAS DE 1-5 MILISEGUNDOS Y POSIBILIDAD DE ENCAPSULADO DE MÚLTIPLES INTERFACES TDM, EN CONCRETO SE PERMITE EXTENDER EL INTERFACE E-1 A CUALQUIER EDIFICIO CONECTADO CON BONDING EFM.
CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES
EL MODO DE TRABAJO EN CONMUTACIÓN DE PAQUETES Y CAUDAL AGREGADO MEDIANTE LA SUMA DE ANCHOS DE BANDA DE TODOS LOS PARES DE COBRE, EL CAUDAL ES VARIABLE ENTRE 10 Y 70 MBIT/S.
LA BAJA LATENCIA DEL BONDING EFM, PERMITE LA UTILIZACIÓN PARA TRANSPORTE DE TRAFICO DE VIDEO, VOZ Y DATOS, MEDIATE LA APLICACIÓN DE QOS.
SMDS
EL SERVICIO DE DATOS CONMUTADOS MULTIMEGABIT (SMDS) ES UN SERVICIO DEFINIDO EN EE.UU. CAPAZ DE PROPORCIONAR UN TRANSPORTE DE DATOS TRASPARENTE "NO ORIENTADO A CONEXIÓN" ENTRE LOCALES DE ABONADO UTILIZANDO ACCESOS DE ALTA VELOCIDAD A REDES PÚBLICAS DORSALES. SE TRATA PUES DE LA DEFINICIÓN DE UN SERVICIO MÁS LA ESPECIFICACIÓN DE INTERFACES DE ACCESO.
EN UNA PRIMERA FASE SE HAN DEFINIDO 4 DOCUMENTOS DE RECOMENDACIONES:
TA 772: REQUISITOS GENÉRICOS.
TA 773: REQUISITOS DE NIVEL FÍSICO (IGUAL AL ESPECIFICADO EN 802.6).
TA 774: REQUISITOS DE OPERACIÓN, ADMINISTRACIÓN Y RED DE ÁREA METROPOLITANA.
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TA 775: REQUISITOS PARA LA TARIFICACIÓN.
SMDS PERMITE IMPLEMENTAR SERVICIOS DE INTERCONEXIÓN DE REDES DE ÁREA LOCAL UTILIZANDO UNA RED DORSAL COMPARTIDA EN UN ÁMBITO DE COBERTURA NACIONAL, SIN DETRIMENTO EN LAS PRESTACIONES DE VELOCIDAD QUE SIGUEN SIENDO LAS PROPIAS DE LAS RALS.
EL SMDS OFRECE DISTINTAS VELOCIDADES DE ACCESO DESDE 1, 2, 4, 10, 16, 25 Y HASTA 34 MBIT/S. LA VELOCIDAD ENTRE NODOS DE LA RED DORSAL COMIENZA EN 45 MBIT/S Y LLEGARÁ A 155 MBIT/S. ESTA ÚLTIMA VELOCIDAD ES LA QUE CORRESPONDE AL SERVICIO OC-3 EN LA JERARQUÍA DIGITAL SÍNCRONA (SDH).
SMDS OFRECE UN SERVICIO DE RED METROPOLITANA CON UN ACCESO DESDE EL PUNTO DE VISTA DEL ABONADO IDÉNTICO AL 802.6, CON LA PARTICULARIDAD DE QUE NO ESPECIFICA LA TECNOLOGÍA INTERNA DE LA RED PÚBLICA, PUDIÉNDOSE UTILIZAR TANTO TÉCNICAS DE CONMUTACIÓN ATM COMO OTRAS.
CARACTERÍSTICAS PRINCIPALES
EL INTERFAZ DE RED A LOS LOCALES DEL ABONADO SE DENOMINA INTERFAZ DE SUBRED DE ABONADO (SNI, SUBSCRIBER NETWORK INTERFACE). LAS TRAMAS "NO ORIENTADAS A CONEXIÓN" SON ENVIADAS SOBRE EL SNI ENTRE EQUIPOS DE ABONADO Y EL EQUIPAMIENTO DE LA RED PÚBLICA.
EL FORMATO DE LOS DATOS Y EL NIVEL DE ADAPTACIÓN ES IDÉNTICO AL ESPECIFICADO POR IEEE 802.6. EL SNI SE ESPECIFICA COMO UN INTERFAZ DQDB PUNTO-A-PUNTO, AUNQUE EL INTERFAZ DQDB PUNTO-A-MULTIPUNTO NO ESTÁ EXCLUIDO. EL CASO DE BUCLE DE BUS DUAL NO SE HA CONTEMPLADO POR SU COMPLEJIDAD Y COSTE, Y PORQUE EXISTEN ALTERNATIVAS MÁS SIMPLES PARA OFRECER ESTA REDUNDANCIA.
EL NIVEL FÍSICO DEL SNI ES EL ESPECIFICADO POR EL ESTÁNDAR IEEE 802.6.
LAS DIRECCIONES FUENTE Y DESTINO CONFORMAN EL ESTÁNDAR E164, JUNTO CON LA POSIBILIDAD DE BROADCAST Y MULTICAST DE DIRECCIONES E.164.
CAPACIDAD DE DEFINIR GRUPOS CERRADOS DE USUARIOS MEDIANTE VALIDACIÓN DE DIRECCIONES TANTO EN SALIDA COMO EN DESTINO.
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ATM (ASYNCHRONOUS TRANSFER MODE)
UNA DE LAS ESTRATEGIAS UTILIZADAS PARA PROPORCIONAR UN SERVICIO DE RED METROPOLITANA SEGÚN EL SERVICIO DEFINIDO POR SMDS ES LA DE SEGUIR UNA EVOLUCIÓN DE PRODUCTOS QUE DISPONEN DE LA FACILIDAD DE INTERCONEXIÓN A ALTAS VELOCIDADES JUNTO A UNA GRAN VARIEDAD DE INTERFACES EN LOS LOCALES DEL ABONADO. EL SIGUIENTE PASO ES LA PROGRESIVA ADAPTACIÓN DE ESTOS INTERFACES AL ESTÁNDAR 802.6.
ESTE PRODUCTO INICIAL ESTÁ CONSTRUIDO ALREDEDOR DE UN CONMUTADOR POLIVALENTE DE ALTAS PRESTACIONES QUE CONSTITUYE UNA SOLUCIÓN ADECUADA PARA LA INTERCONEXIÓN DE REDES LOCALES, TERMINALES, ORDENADORES CENTRALES Y DISPOSITIVOS. PERMITE MANEJAR UNA GRAN VARIEDAD DE CONFIGURACIONES, CON DISTINTOS PROTOCOLOS.
LOS CONSIGUIENTES PASOS EN LA EVOLUCIÓN DE ESTOS CONMUTADORES ATM PERMITIRÁN A MEDIADOS DE LOS 90 LA OBTENCIÓN DE UNA TECNOLOGÍA QUE PROPORCIONARÁ EL SERVICIO DEFINIDO POR SMDS.
RED DE ÁREA DE ALMACENAMIENTO
UNA RED DE ÁREA DE ALMACENAMIENTO, EN INGLÉS SAN (STORAGE AREA NETWORK), ES UNA RED CONCEBIDA PARA CONECTAR SERVIDORES, MATRICES (ARRAYS) DE DISCOS Y LIBRERÍAS DE SOPORTE. PRINCIPALMENTE, ESTÁ BASADA EN TECNOLOGÍA FIBRE CHANNEL Y MÁS RECIENTEMENTE EN ISCSI. SU FUNCIÓN ES LA DE CONECTAR DE MANERA RÁPIDA, SEGURA Y FIABLE LOS DISTINTOS ELEMENTOS QUE LA CONFORMAN.
UNA RED SAN SE DISTINGUE DE OTROS MODOS DE ALMACENAMIENTO EN RED POR EL MODO DE ACCESO A BAJO NIVEL. EL TIPO DE TRÁFICO EN UNA SAN ES MUY SIMILAR AL DE LOS DISCOS DUROS COMO ATA,SATA Y SCSI. EN OTROS MÉTODOS DE ALMACENAMIENTO, (COMO SMB O NFS), EL SERVIDOR SOLICITA UN DETERMINADO FICHERO, P.EJ."/HOME/USUARIO/ROCKS". EN UNA SAN EL SERVIDOR SOLICITA "EL BLOQUE 6000 DEL DISCO 4". LA MAYORÍA DE LAS SAN ACTUALES USAN EL PROTOCOLO SCSI PARA ACCEDER A LOS DATOS DE LA SAN, AUNQUE NO USEN INTERFACES FÍSICAS SCSI. ESTE TIPO DE REDES DE DATOS SE
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HAN UTILIZADO Y SE UTILIZAN TRADICIONALMENTE EN GRANDES MAIN FRAMES COMO EN IBM, SUN O HP. AUNQUE RECIENTEMENTE CON LA INCORPORACIÓN DE MICROSOFT SE HA EMPEZADO A UTILIZAR EN MÁQUINAS CON SISTEMAS OPERATIVOS MICROSOFT.
UNA SAN ES UNA RED DE ALMACENAMIENTO DEDICADA QUE PROPORCIONA ACCESO DE NIVEL DE BLOQUE A LUNS. UN LUN, O NÚMERO DE UNIDAD LÓGICA, ES UN DISCO VIRTUAL PROPORCIONADO POR LA SAN. EL ADMINISTRADOR DEL SISTEMA TIENE EL MISMO ACCESO Y LOS DERECHOS A LA LUN COMO SI FUERA UN DISCO DIRECTAMENTE CONECTADO A LA MISMA. EL ADMINISTRADOR PUEDE PARTICIONAR Y FORMATEAR EL DISCO EN CUALQUIER MEDIO QUE ÉL ELIJA.
DOS PROTOCOLOS DE RED UTILIZADOS EN UNA SAN SON FIBRE CHANNEL E ISCSI. UNA RED DE CANAL DE FIBRA ES MUY RÁPIDA Y NO ESTÁ AGOBIADA POR EL TRÁFICO DE LA RED LAN DE LA EMPRESA. SIN EMBARGO, ES MUY CARA. LAS TARJETAS DE CANAL DE FIBRA ÓPTICA CUESTAN ALREDEDOR DE $ 1000.00 USD CADA UNA. TAMBIÉN REQUIEREN CONMUTADORES ESPECIALES DE CANAL DE FIBRA. ISCSI ES UNA NUEVA TECNOLOGÍA QUE ENVÍA COMANDOS SCSI SOBRE UNA RED TCP / IP. ESTE MÉTODO NO ES TAN RÁPIDO COMO UNA RED FIBRE CHANNEL, PERO AHORRA COSTES, YA QUE UTILIZA UN HARDWARE DE RED MENOS COSTOSO.
A PARTIR DE DESASTRES COMO LO FUE EL "MARTES NEGRO" EN EL AÑO 2001 LA GENTE DE TI, HAN TOMADO ACCIONES AL RESPECTO, CON SERVICIOS DE CÓMO RECUPERARSE ANTE UN DESASTRE, CÓMO RECUPERAR MILES DE DATOS Y LOGRAR LA CONTINUIDAD DEL NEGOCIO, UNA DE LAS OPCIONES ES CONTAR CON LA RED DE ÁREA DE ALMACENAMIENTO, SIN EMBARGO LAS COMPAÑÍAS SE PUEDEN ENFRENTAR A CIENTOS DE ATAQUES, POR LO QUE ES NECESARIO CONTAR CON UN PLAN EN CASO DE CONTINGENCIA; ES DE VITAL IMPORTANCIA QUE EL SITIO DÓNDE SE ENCUENTRE LA RED DE ALMACENAMIENTO, SE ENCUENTRE EN UN ÁREA GEOGRÁFICA DISTINTA A DÓNDE SE UBICAN LOS SERVIDORES QUE CONTIENEN LA INFORMACIÓN CRÍTICA; ADEMÁS SE TRATA DE UN MODELO CENTRALIZADO FÁCIL DE ADMINISTRAR, PUEDE TENER UN BAJO COSTO DE EXPANSIÓN Y ADMINISTRACIÓN, LO QUE LA HACE UNA RED FÁCILMENTE ESCALABLE; FIABILIDAD, DEBIDO A QUE SE HACE MÁS SENCILLO APLICAR CIERTAS POLÍTICAS PARA PROTEGER A LA RED.
ANTECEDENTES
LA MAYORÍA DE LAS SAN USAN EL PROTOCOLO SCSI PARA LA COMUNICACIÓN ENTRE LOS SERVIDORES Y LOS DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO, AUNQUE NO SE HAGA USO DEL INTERFAZ FÍSICO DE
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BAJO NIVEL. EN SU LUGAR SE EMPLEA UNA CAPA DE MAPEO, COMO EL ESTÁNDAR FCP.
SIN EMBARGO, LA POCA FLEXIBILIDAD QUE ESTE PROVEE, ASÍ COMO LA DISTANCIA QUE PUEDE EXISTIR ENTRE LOS SERVIDORES Y LOS DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO, FUERON LOS DETONANTES PARA CREAR UN MEDIO DE CONEXIÓN QUE PERMITIERA COMPARTIR LOS RECURSOS, Y A LA VEZ INCREMENTAR LAS DISTANCIAS Y CAPACIDADES DE LOS DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO.
DADA LA NECESIDAD DE COMPARTIR RECURSOS, SE HIZO UN PRIMER ESFUERZO CON LOS PRIMEROS SISTEMAS QUE COMPARTÍAN EL ALMACENAMIENTO A DOS SERVIDORES, COMO EL ACTUAL HP MSA500G2, PERO LA CORTA DISTANCIA Y LA CAPACIDAD MÁXIMA DE 2 SERVIDORES, SUGIRIÓ LA NECESIDAD DE OTRA FORMA DE CONEXIÓN.
COMPARATIVAS
UNA SAN SE PUEDE CONSIDERAR UNA EXTENSIÓN DE DIRECT ATTACHED STORAGE (DAS). DONDE EN DAS HAY UN ENLACE PUNTO A PUNTO ENTRE EL SERVIDOR Y SU ALMACENAMIENTO, UNA SAN PERMITE A VARIOS SERVIDORES ACCEDER A VARIOS DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO EN UNA RED COMPARTIDA. TANTO EN SAN COMO EN DAS, LAS APLICACIONES Y PROGRAMAS DE USUARIOS HACEN SUS PETICIONES DE DATOS AL SISTEMA DE FICHEROS DIRECTAMENTE. LA DIFERENCIA RESIDE EN LA MANERA EN LA QUE DICHO SISTEMA DE FICHEROS OBTIENE LOS DATOS REQUERIDOS DEL ALMACENAMIENTO. EN DAS, EL ALMACENAMIENTO ES LOCAL AL SISTEMA DE FICHEROS, MIENTRAS QUE EN SAN, EL ALMACENAMIENTO ES REMOTO. SAN UTILIZA DIFERENTES PROTOCOLOS DE ACCESO COMO FIBRE CHANNEL Y GIGABIT ETHERNET. EN EL LADO OPUESTO SE ENCUENTRA LA TECNOLOGÍA NETWORK-ATTACHED STORAGE (NAS), DONDE LAS APLICACIONES HACEN LAS PETICIONES DE DATOS A LOS SISTEMAS DE FICHEROS DE MANERA REMOTA MEDIANTE PROTOCOLOS CIFS Y NETWORK FILE SYSTEM (NFS).
ESTRUCTURA BÁSICA DE UNA SAN
LAS SAN PROVEEN CONECTIVIDAD DE E/S A TRAVÉS DE LAS COMPUTADORAS HOST Y LOS DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO COMBINANDO LOS BENEFICIOS DE TECNOLOGÍAS FIBRE CHANNEL Y DE LAS ARQUITECTURAS DE REDES BRINDANDO ASÍ UNA APROXIMACIÓN MÁS ROBUSTA, FLEXIBLE Y SOFISTICADA QUE SUPERA LAS LIMITACIONES DE DAS EMPLEANDO LA MISMA INTERFAZ LÓGICA SCSI PARA ACCEDER AL ALMACENAMIENTO.
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LAS SAN SE COMPONEN DE TRES CAPAS:
CAPA HOST. ESTA CAPA CONSISTE PRINCIPALMENTE EN SERVIDORES, DISPOSITIVOS Ó COMPONENTES (HBA, GBIC, GLM) Y SOFTWARE (SISTEMAS OPERATIVOS).
CAPA FIBRA. ESTA CAPA LA CONFORMAN LOS CABLES (FIBRA ÓPTICA) ASÍ COMO LOS SAN HUBS Y LOS SAN SWITCHES COMO PUNTO CENTRAL DE CONEXIÓN PARA LA SAN.
CAPA ALMACENAMIENTO. ESTA CAPA LA COMPONEN LAS FORMACIONES DE DISCOS (DISK ARRAYS, MEMORIA CACHÉ, RAIDS) Y CINTAS EMPLEADOS PARA ALMACENAR DATOS.
LA RED DE ALMACENAMIENTO PUEDE SER DE DOS TIPOS:
RED FIBRE CHANNEL. LA RED FIBRE CHANNEL ES LA RED FÍSICA DE DISPOSITIVOS FIBRE CHANNEL QUE EMPLEA FIBRE CHANNEL SWITCHES Y DIRECTORES Y EL PROTOCOLO FIBRE CHANNEL PROTOCOL (FCP) PARA TRANSPORTE (SCSI-3 SERIAL SOBRE FIBRE CHANNEL).
RED IP. EMPLEA LA INFRAESTRUCTURA DEL ESTÁNDAR LAN CON HUBS Y/O SWITCHES ETHERNET INTERCONECTADOS. UNA SAN IP EMPLEA ISCSI PARA TRANSPORTE (SCSI-3 SERIAL SOBRE IP)
FIBRE CHANNEL
FIBRE CHANNEL ES UN ESTÁNDAR, QUE TRANSPORTA EN GIGABITS, ES OPTIMIZADO PARA ALMACENAMIENTO Y OTRAS APLICACIONES DE ALTA VELOCIDAD. ACTUALMENTE LA VELOCIDAD QUE SE MANEJA ES DE ALREDEDOR DE 1 GIGABIT (200 MBPS FULL-DÚPLEX). FIBRE CHANNEL SOPORTARÁ VELOCIDADES DE TRANSFERENCIA FULL-DÚPLEX ARRIBA DE LOS 400 MBPS, EN UN FUTURO CERCANO.
HAY 3 TOPOLOGÍAS BASADAS EN FIBRE CHANNEL:
PUNTO A PUNTO ARBITRATED LOOP FÁBRICA
FIBRE CHANNEL FÁBRICA
FUE DISEÑADO COMO UNA INTERFACE GENÉRICA ENTRE CADA NODO Y LA INTERCONEXIÓN CON LA CAPA FÍSICA DE ESE NODO. CON LA ADHESIÓN DE ESTA INTERFACE, CUALQUIER NODO FIBRE CHANNEL,
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PUEDE COMUNICARSE SOBRE LA FÁBRICA, SIN QUE SEA REQUERIDO UN CONOCIMIENTO ESPECÍFICO DEL ESQUEMA DE INTERCONEXIÓN ENTRE LOS NODOS.
FIBRE CHANNEL ARBITRATED LOOP
ESTA TOPOLOGÍA, SE REFIERE A LA COMPARTICIÓN DE ARQUITECTURAS, LAS CUALES SOPORTAN VELOCIDADES FULL-DUPLEX DE 100 MBPS O INCLUSIVE DE HASTA 200 MBPS. ANALÓGICAMENTE A LA TOPOLOGÍA TOKEN RING, MÚLTIPLES SERVIDORES Y DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO, PUEDEN AGREGARSE A MISMO SEGMENTO DEL BUCLE. ARRIBA DE 126 DISPOSITIVOS PUEDEN AGREGARSE A UN FC-AL (FIBRE CHANNEL ARBITRATED LOOP). YA QUE EL BUCLE ES DE TRANSPORTE COMPARTIDO, LOS DISPOSITIVOS DEBEN SER ARBITRADOS, ESTO ES, DEBEN SER CONTROLADOS, PARA EL ACCESO AL BUCLE DE TRANSPORTE, ANTES DE ENVIAR DATOS.
SERVICIOS BRINDADOS POR UNA FÁBRICA.
CUANDO UN DISPOSITIVO SE UNE A UNA FABRICA SU INFORMACIÓN ES REGISTRADA EN UNA BASE DE DATOS, LA CUAL ES USADA PARA SU ACCESO A OTROS DISPOSITIVOS DE LA FABRICA, ASÍ MISMOS MANTIENE UN REGISTRO DE LOS CAMBIOS FÍSICOS DE LA TOPOLOGÍA. A CONTINUACIÓN SE PRESENTAN LOS SERVICIOS BÁSICOS DENTRO DE UNA FÁBRICA.
LOGIN SERVICE: ESTE SERVICIO SE UTILIZA PARA CADA UNO DE LOS NODOS CUANDO ESTAS REALIZAN UNA SESIÓN A LA FABRICA (FLOGI). PARA CADA UNA DE LAS COMUNICACIONES ESTABLECIDAS ENTRE NODOS Y LA FABRICA SE ENVÍA UN IDENTIFICADOR DE ORIGEN (S_ID) Y DEL SERVICIO DE CONEXIÓN SE REGRESA UN D_ID CON EL DOMINIO Y LA INFORMACIÓN DEL PUERTO DONDE SE ESTABLE LA CONEXIÓN.
NAME SERVICES: TODA LA INFORMACIÓN DE LOS EQUIPOS ―LOGIADOS‖ EN LA FABRICA SON REGISTRADOS EN UN SERVIDOR DE NOMBRE QUE REALIZA PLOGIN. ESTO CON LA FINALIDAD DE TENER TODAS LAS ENTRADAS REGISTRADAS EN UNA BASE DE DATOS DE LOS RESIDENTES LOCALES.
FABRIC CONTROLLER: ES EL ENCARGADO DE PROPORCIONAR TODAS LAS NOTIFICACIONES DE CAMBIO DE ESTADO A TODOS LOS NODOS QUE SE ENCUENTRE DADOS DE ALTA DENTRO DE LA FABRICA UTILIZANDO RSCNS (REGISTRO NOTIFICACIÓN DE ESTADO DE CAMBIO)
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MANAGEMENT SERVER: EL PAPEL DE ESTE SERVICIO ES PROPORCIONAR UN PUNTO DE ACCESO ÚNICO PARA LOS TRES SERVICIOS ANTERIORES, BASADO EN "CONTENEDORES" LLAMADAS ZONAS. UNA ZONA ES UNA COLECCIÓN DE NODOS QUE DEFINE A RESIDIR EN UN ESPACIO CERRADO.
HÍBRIDO SAN-NAS
AUNQUE LA NECESIDAD DE ALMACENAMIENTO ES EVIDENTE, NO SIEMPRE ESTÁ CLARO CUÁL ES LA SOLUCIÓN ADECUADA EN UNA DETERMINADA ORGANIZACIÓN. ELEGIR LA SOLUCIÓN CORRECTA PUEDE SER UNA DECISIÓN CON NOTABLES IMPLICACIONES, AUNQUE NO HAY UNA RESPUESTA CORRECTA ÚNICA, ES NECESARIO CENTRARSE EN LAS NECESIDADES Y OBJETIVOS FINALES ESPECÍFICOS DE CADA USUARIO U ORGANIZACIÓN. POR EJEMPLO, EN EL CASO CONCRETO DE LAS EMPRESAS, EL TAMAÑO DE LA COMPAÑÍA ES UN PARÁMETRO A TENER EN CUENTA. PARA GRANDES VOLÚMENES DE INFORMACIÓN, UNA SOLUCIÓN SAN SERÍA MÁS ACERTADA. EN CAMBIO, PEQUEÑAS COMPAÑÍAS UTILIZAN UNA SOLUCIÓN NAS. SIN EMBARGO, AMBAS TECNOLOGÍAS NO SON EXCLUYENTES Y PUEDEN CONVIVIR EN UNA MISMA SOLUCIÓN. COMO SE MUESTRA EN EL GRÁFICO, HAY UNA SERIE DE RESULTADOS POSIBLES QUE IMPLICAN LA UTILIZACIÓN DE TECNOLOGÍAS DAS, NAS Y SAN EN UNA MISMA SOLUCIÓN.
POSIBLES CONFIGURACIONES.
CARACTERÍSTICAS
LATENCIA - UNA DE LAS DIFERENCIAS Y PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS DE LAS SAN ES QUE SON CONSTRUIDAS PARA MINIMIZAR EL TIEMPO DE RESPUESTA DEL MEDIO DE TRANSMISIÓN.
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CONECTIVIDAD - PERMITE QUE MÚLTIPLES SERVIDORES SEAN CONECTADOS AL MISMO GRUPO DE DISCOS O LIBRERÍAS DE CINTAS, PERMITIENDO QUE LA UTILIZACIÓN DE LOS SISTEMAS DE ALMACENAMIENTO Y LOS RESPALDOS SEAN ÓPTIMOS.
DISTANCIA - LAS SAN AL SER CONSTRUIDAS CON FIBRA ÓPTICA HEREDAN LOS BENEFICIOS DE ÉSTA, POR EJEMPLO, LAS SAN PUEDEN TENER DISPOSITIVOS CON UNA SEPARACIÓN DE HASTA 10 KM SIN RUTEADORES.
VELOCIDAD - EL RENDIMIENTO DE CUALQUIER SISTEMA DE COMPUTO DEPENDERÁ DE LA VELOCIDAD DE SUS SUBSISTEMAS, ES POR ELLO QUE LAS SAN HAN INCREMENTADO SU VELOCIDAD DE TRANSFERENCIA DE INFORMACIÓN, DESDE 1 GIGABIT, HASTA ACTUALMENTE 2 Y 4 GIGABITS POR SEGUNDO.
DISPONIBILIDAD - UNA DE LAS VENTAJAS DE LAS SAN ES QUE AL TENER MAYOR CONECTIVIDAD, PERMITEN QUE LOS SERVIDORES Y DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO SE CONECTEN MÁS DE UNA VEZ A LA SAN, DE ESTA FORMA, SE PUEDEN TENER RUTAS REDUNDANTES QUE A SU VEZ INCREMENTARAN LA TOLERANCIA A FALLOS.
SEGURIDAD - LA SEGURIDAD EN LAS SAN HA SIDO DESDE EL PRINCIPIO UN FACTOR FUNDAMENTAL, DESDE SU CREACIÓN SE NOTÓ LA POSIBILIDAD DE QUE UN SISTEMA ACCEDIERA A UN DISPOSITIVO QUE NO LE CORRESPONDIERA O INTERFIRIERA CON EL FLUJO DE INFORMACIÓN, ES POR ELLO QUE SE HA IMPLEMENTADO LA TECNOLOGÍA DE ZONIFICACIÓN, LA CUAL CONSISTE EN QUE UN GRUPO DE ELEMENTOS SE AÍSLEN DEL RESTO PARA EVITAR ESTOS PROBLEMAS, LA ZONIFICACIÓN PUEDE LLEVARSE A CABO POR HARDWARE, SOFTWARE O AMBAS, SIENDO CAPAZ DE AGRUPAR POR PUERTO O POR WWN (WORLD WIDE NAME), UNA TÉCNICA ADICIONAL SE IMPLEMENTA A NIVEL DEL DISPOSITIVO DE ALMACENAMIENTO QUE ES LA PRESENTACIÓN, CONSISTE EN HACER QUE UNA LUN (LOGICAL UNIT NUMBER) SEA ACCESIBLE SÓLO POR UNA LISTA PREDEFINIDA DE SERVIDORES O NODOS (SE IMPLEMENTA CON LOS WWN)
COMPONENTES - LOS COMPONENTES PRIMARIOS DE UNA SAN SON: SWITCHES, DIRECTORES, HBAS, SERVIDORES, RUTEADORES, GATEWAYS, MATRICES DE DISCOS Y LIBRERÍAS DE CINTAS.
TOPOLOGÍA - CADA TOPOLOGÍA PROVEE DISTINTAS CAPACIDADES Y BENEFICIOS LAS TOPOLOGÍAS DE SAN SON:
o CASCADA (CASCADE) o ANILLO (RING) o MALLA (MESHED) o NÚCLEO/BORDE (CORE/EDGE)
ISL (INTER SWITCH LINK, ENLACE ENTRE CONMUTADORES) - ACTUALMENTE LAS CONEXIONES ENTRE LOS SWITCHES DE SAN SE HACEN MEDIANTE PUERTOS TIPO "E" Y PUEDEN AGRUPARSE
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PARA FORMAR UNA TRONCAL (TRUNK) QUE PERMITA MAYOR FLUJO DE INFORMACIÓN Y TOLERANCIA A FALLOS.
ARQUITECTURA - CHANNEL ACTUALES FUNCIONAN BAJO DOS ARQUITECTURAS BÁSICAS, FC-AL (FIBRE CHANNEL ARBITRATED LOOP) Y SWITCHED FABRIC, AMBOS ESQUEMAS PUEDEN CONVIVIR Y AMPLIAR LAS POSIBILIDADES DE LAS SAN. LA ARQUITECTURA FC-AL PUEDE CONECTAR HASTA 127 DISPOSITIVOS, MIENTRAS QUE SWITCHED FABRIC HASTA 16 MILLONES TEÓRICAMENTE.
VENTAJAS
COMPARTIR EL ALMACENAMIENTO SIMPLIFICA LA ADMINISTRACIÓN Y AÑADE FLEXIBILIDAD, PUESTO QUE LOS CABLES Y DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO NO NECESITAN MOVERSE DE UN SERVIDOR A OTRO. DEBEMOS DARNOS CUENTA DE QUE SALVO EN EL MODELO DE SAN FILE SYSTEM Y EN LOS CLUSTER, EL ALMACENAMIENTO SAN TIENE UNA RELACIÓN DE UNO A UNO CON EL SERVIDOR. CADA DISPOSITIVO (O LOGICAL UNIT NUMBER LUN) DE LA SAN ES "PROPIEDAD" DE UN SOLO ORDENADOR O SERVIDOR. COMO EJEMPLO CONTRARIO, NAS PERMITE A VARIOS SERVIDORES COMPARTIR EL MISMO CONJUNTO DE FICHEROS EN LA RED. UNA SAN TIENDE A MAXIMIZAR EL APROVECHAMIENTO DEL ALMACENAMIENTO, PUESTO QUE VARIOS SERVIDORES PUEDEN UTILIZAR EL MISMO ESPACIO RESERVADO PARA CRECIMIENTO.
LAS RUTAS DE ALMACENAMIENTO SON MUCHAS, UN SERVIDOR PUEDE ACCEDER A UNO O "N" DISCOS Y UN DISCO PUEDE SER ACCEDIDO POR MÁS DE UN SERVIDOR, LO QUE HACE QUE AUMENTE EL BENEFICIO O RETORNO DE LA INVERSIÓN, ES DECIR, EL ROI (RETURN ON INVESTMENT), POR SUS SIGLAS EN INGLÉS. LA RED DE ÁREA DE ALMACENAMIENTO TIENE LA CAPACIDAD DE RESPALDAR EN LOCACIONES FÍSICAMENTE DISTANTES. SU OBJETIVO ES PERDER EL MENOR TIEMPO POSIBLE O MEJOR AÚN, NO PERDER TIEMPO, ASÍ QUE TANTO EL RESPALDO COMO LA RECUPERACIÓN SON EN LÍNEA. UNA DE LAS GRANDES VENTAJAS QUE TAMBIÉN TIENE ES QUE PROPORCIONA ALTA DISPONIBILIDAD DE LOS DATOS.
UNA VENTAJA PRIMORDIAL DE LA SAN ES SU COMPATIBILIDAD CON LOS DISPOSITIVOS SCSI YA EXISTENTES, APROVECHANDO LAS INVERSIONES YA REALIZADAS Y PERMITIENDO EL CRECIMIENTO A PARTIR DEL HARDWARE YA EXISTENTE. MEDIANTE EL EMPLEO DE DISPOSITIVOS MODULARES COMO HUBS, SWITCHES, BRIDGES Y ROUTERS, SE PUEDEN CREAR TOPOLOGÍAS TOTALMENTE FLEXIBLES Y ESCALABLES, ASEGURANDO LA INVERSIÓN DESDE EL PRIMER DÍA Y, LO QUE ES MÁS IMPORTANTE, APROVECHANDO DISPOSITIVOS SCSI DE COSTO CONSIDERABLE COMO SUBSISTEMAS RAID SCSI A SCSI, LIBRERÍAS DE CINTAS O TORRES DE CD-ROM, YA QUE A TRAVÉS DE UN BRIDGE FIBRE
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CHANNEL A SCSI PODEMOS CONECTARLOS DIRECTAMENTE A LA SAN. PUESTO QUE ESTÁN EN SU PROPIA RED, SON ACCESIBLES POR TODOS LOS USUARIOS DE MANERA INMEDIATA.
EL RENDIMIENTO DE LA SAN ESTÁ DIRECTAMENTE RELACIONADO CON EL TIPO DE RED QUE SE UTILIZA. EN EL CASO DE UNA RED DE CANAL DE FIBRA, EL ANCHO DE BANDA ES DE APROXIMADAMENTE 100 MEGABYTES/SEGUNDO (1.000 MEGABITS/SEGUNDO) Y SE PUEDE EXTENDER AUMENTANDO LA CANTIDAD DE CONEXIONES DE ACCESO.
LA CAPACIDAD DE UNA SAN SE PUEDE EXTENDER DE MANERA CASI ILIMITADA Y PUEDE ALCANZAR CIENTOS Y HASTA MILES DE TERABYTES. UNA SAN PERMITE COMPARTIR DATOS ENTRE VARIOS EQUIPOS DE LA RED SIN AFECTAR EL RENDIMIENTO PORQUE EL TRÁFICO DE SAN ESTÁ TOTALMENTE SEPARADO DEL TRÁFICO DE USUARIO. SON LOS SERVIDORES DE APLICACIONES QUE FUNCIONAN COMO UNA INTERFAZ ENTRE LA RED DE DATOS (GENERALMENTE UN CANAL DE FIBRA) Y LA RED DE USUARIO (POR LO GENERALETHERNET).
DESVENTAJAS
POR OTRA PARTE, UNA SAN ES MUCHO MÁS COSTOSA QUE UNA NAS YA QUE LA PRIMERA ES UNA ARQUITECTURA COMPLETA QUE UTILIZA UNA TECNOLOGÍA QUE TODAVÍA ES MUY CARA. NORMALMENTE, CUANDO UNA COMPAÑÍA ESTIMA EL TCO (COSTE TOTAL DE PROPIEDAD) CON RESPECTO AL COSTE POR BYTE, EL COSTE SE PUEDE JUSTIFICAR CON MÁS FACILIDAD.
PROTOCOLOS
EXISTEN TRES PROTOCOLOS BÁSICOS USADOS EN UNA RED DE ÁREA DE ALMACENAMIENTO:
FC-AL FC-SW SCSI
FC-AL: PROTOCOLO FIBRE CHANNEL ARBITRATED LOOP, USADO EN HUBS, EN LA SAN HUB ESTE PROTOCOLO ES EL QUE SE USA POR EXCELENCIA, EL PROTOCOLO CONTROLA QUIÉN PUEDE COMUNICARSE, SÓLO UNO A LA VEZ.
FC-SW: PROTOCOLO FIBRE CHANNEL SWITCHED, USADO EN SWITCHES, EN ESTE CASO VARIAS COMUNICACIONES PUEDEN OCURRIR
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SIMULTANEAMENTE. EL PROTOCOLO SE ENCARGA DE CONECTAR LAS COMUNICACIONES ENTRE DISPOSITIVOS Y EVITAR COLISIONES.
SCSI: USADO POR LAS APLICACIONES, ES UN PROTOCOLO USADO PARA QUE UNA APLICACIÓN DE UN EQUIPO SE COMUNIQUE CON EL DISPOSITIVO DE ALMACENAMIENTO. EN LA SAN, EL SCSI SE ENCAPSULA SOBRE FC-AL O FC-SW. SCSI TRABAJA DIFERENTE EN UNA SAN QUE DENTRO DE UN SERVIDOR, SCSI FUE ORIGINALMENTE DISEÑADO PARA COMUNICARSE DENTRO DE UN MISMO SERVIDOR CON LOS DISCOS, USANDO CABLES DE COBRE. DENTRO DE UN SERVIDOR, LOS DATOS SCSI VIAJAN EN PARALELO Y EN LA SAN VIAJAN SERIALIZADOS.
SEGURIDAD
UNA PARTE ESENCIAL DE LA SEGURIDAD DE LAS REDES DE AREA DE ALMACENAMIENTO ES LA UBICACIÓN FÍSICA DE TODOS Y CADA UNO DE LOS COMPONENTES DE LA RED. LA CONSTRUCCIÓN DE UN DATA CENTER ES SÓLO LA MITAD DEL DESAFIO, ES EL HECHO DE DECIDIR DÓNDE PONDREMOS LOS COMPONENTES DE LA RED (TANTO SOFTWARE COMO HARDWARE) LA OTRA MITAD Y LA MÁS DIFÍCIL. LOS COMPONENTES CRÍTICOS DE LA RED, COMO PUEDEN SER LOS SWITCHES, MATRICES DE ALMACENAMIENTO O HOSTS LOS CUALES DEBEN ESTAR EN EL MISMO DATA CENTER. AL IMPLEMENTAR SEGURIDAD FÍSICA, SÓLO LOS USUARIOS AUTORIZADOS PUEDEN TENER LA CAPACIDAD DE REALIZAR CAMBIOS TANTO FÍSICOS COMO LÓGICOS EN LA TOPOLOGÍA, CAMBIOS COMO PUEDEN SER: CAMBIO DE PUERTO DE LOS CABLES, ACCESO A RECONFIGURAR ALGÚN EQUIPO, AGREGAR O QUITAR DISPOSITIVOS ENTRE OTROS.
LA PLANIFICACIÓN TAMBIÉN DEBE TOMAR EN CUENTA LAS CUESTIONES DEL MEDIO AMBIENTE COMO PUEDE SER LA REFRIGERACIÓN, LA DISTRIBUCIÓN DE ENERGÍA Y LOS REQUISITOS PARA LA RECUPERACIÓN DE DESASTRES. AL MISMO TIEMPO SE DEBE ASEGURAR QUE LAS REDES IP QUE SE UTILIZAN PARA GESTIONAR LOS DIVERSOS COMPONENTES DE LA SAN SON SEGUROS Y NO SON ACCESIBLES PARA TODA LA COMPAÑÍA. TAMBIÉN TIENE SENTIDO CAMBIAR LAS CONTRASEÑAS POR DEFECTO QUE TIENEN LOS DISPOSITIVOS DE LA RED PARA ASÍ PREVENIR EL USO NO AUTORIZADO.
RED DE ÁREA LOCAL
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UNA RED DE ÁREA LOCAL, RED LOCAL O LAN (DEL INGLÉS LOCAL AREA NETWORK) ES LA INTERCONEXIÓN DE VARIAS COMPUTADORAS Y PERIFÉRICOS. SU EXTENSIÓN ESTÁ LIMITADA FÍSICAMENTE A UN EDIFICIO O A UN ENTORNO DE 200 METROS, CON REPETIDORES PODRÍA LLEGAR A LA DISTANCIA DE UN CAMPO DE 1 KILÓMETRO. SU APLICACIÓN MÁS EXTENDIDA ES LA INTERCONEXIÓN DE COMPUTADORAS PERSONALES Y ESTACIONES DE TRABAJO EN OFICINAS, FÁBRICAS, ETC.
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.
EVOLUCIÓN
LAS PRIMERAS REDES FUERON DE TIEMPO COMPARTIDO LAS MISMAS QUE UTILIZABAN MAINFRAMES Y TERMINALES CONECTADAS.
DICHOS ENTORNOS SE IMPLEMENTABAN CON LA SNA (ARQUITECTURA DE SISTEMAS DE REDES) DE IBM (INTERNATIONAL BUSSINES MACHINES) Y LA ARQUITECTURA DE RED DIGITAL.
LAS LANS (REDES DE ÁREA LOCAL) SURGIERON A PARTIR DE LA REVOLUCIÓN DE LA PC. LAS LANS PERMITIERON QUE USUARIOS UBICADOS EN UN ÁREA GEOGRÁFICA RELATIVAMENTE PEQUEÑA PUDIERAN INTERCAMBIAR MENSAJES Y ARCHIVOS, Y TENER ACCESO A RECURSOS COMPARTIDOS DE TODA LA RED, TALES COMO SERVIDORES DE ARCHIVOS O DE APLICACIONES.
CON LA APARICIÓN DE NETWARE SURGIÓ UNA NUEVA SOLUCIÓN, LA CUAL OFRECÍA: SOPORTE IMPARCIAL PARA LOS MÁS DE CUARENTA TIPOS EXISTENTES DE TARJETAS, CABLES Y SISTEMAS OPERATIVOS MUCHO MÁS SOFISTICADOS QUE LOS QUE OFRECÍAN LA MAYORÍA DE LOS COMPETIDORES. NETWARE DOMINABA EL CAMPO DE LAS LAN DE LOS ORDENADORES PERSONALES DESDE ANTES DE SU INTRODUCCIÓN EN 1983 HASTA MEDIADOS DE LOS AÑOS 1990, CUANDO MICROSOFT INTRODUJO WINDOWS NT ADVANCE SERVER Y WINDOWS FOR WORKGROUPS.
DE TODOS LOS COMPETIDORES DE NETWARE, SÓLO BANYAN VINES TENÍA PODER TÉCNICO COMPARABLE, PERO BANYAN GANÓ UNA BASE SEGURA. MICROSOFT Y 3COM TRABAJARON JUNTOS PARA CREAR UN SISTEMA OPERATIVO DE RED SIMPLE EL CUAL ESTABA FORMADO POR
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LA BASE DE 3COM'S 3+SHARE, EL GESTOR DE REDES LAN DE MICROSOFT Y EL SERVIDOR DEL IBM. NINGUNO DE ESTOS PROYECTOS FUE MUY SATISFACTORIO.
VENTAJAS
EN UNA EMPRESA SUELEN EXISTIR MUCHOS ORDENADORES, LOS CUALES NECESITAN DE SU PROPIA IMPRESORA PARA IMPRIMIR INFORMES (REDUNDANCIA DE HARDWARE), LOS DATOS ALMACENADOS EN UNO DE LOS EQUIPOS ES MUY PROBABLE QUE SEAN NECESARIOS EN OTRO DE LOS EQUIPOS DE LA EMPRESA, POR LO QUE SERÁ NECESARIO COPIARLOS EN ESTE, PUDIÉNDOSE PRODUCIR DESFASES ENTRE LOS DATOS DE DOS USUARIOS, LA OCUPACIÓN DE LOS RECURSOS DE ALMACENAMIENTO EN DISCO SE MULTIPLICAN (REDUNDANCIA DE DATOS), LOS ORDENADORES QUE TRABAJEN CON LOS MISMOS DATOS DEBERÁN DE TENER LOS MISMOS PROGRAMAS PARA MANEJAR DICHOS DATOS (REDUNDANCIA DE SOFTWARE), ETC.
LA SOLUCIÓN A ESTOS PROBLEMAS SE LLAMA RED DE ÁREA LOCAL, ESTA PERMITE COMPARTIR BASES DE DATOS (SE ELIMINA LA REDUNDANCIA DE DATOS), PROGRAMAS (SE ELIMINA LA REDUNDANCIA DE SOFTWARE) Y PERIFÉRICOS COMO PUEDE SER UN MÓDEM, UNA TARJETA RDSI, UNA IMPRESORA, ETC. (SE ELIMINA LA REDUNDANCIA DE HARDWARE); PONIENDO A NUESTRA DISPOSICIÓN OTROS MEDIOS DE COMUNICACIÓN COMO PUEDEN SER EL CORREO ELECTRÓNICO Y EL CHAT. NOS PERMITE REALIZAR UN PROCESO DISTRIBUIDO, ES DECIR, LAS TAREAS SE PUEDEN REPARTIR EN DISTINTOS NODOS Y NOS PERMITE LA INTEGRACIÓN DE LOS PROCESOS Y DATOS DE CADA UNO DE LOS USUARIOS EN UN SISTEMA DE TRABAJO CORPORATIVO. TENER LA POSIBILIDAD DE CENTRALIZAR INFORMACIÓN O PROCEDIMIENTOS FACILITA LA ADMINISTRACIÓN Y LA GESTIÓN DE LOS EQUIPOS.
ADEMÁS UNA RED DE ÁREA LOCAL CONLLEVA UN IMPORTANTE AHORRO, TANTO DE TIEMPO, YA QUE SE LOGRA GESTIÓN DE LA INFORMACIÓN Y DEL TRABAJO, COMO DE DINERO, YA QUE NO ES PRECISO COMPRAR MUCHOS PERIFÉRICOS, SE CONSUME MENOS PAPEL, Y EN UNA CONEXIÓN A INTERNET SE PUEDE UTILIZAR UNA ÚNICA CONEXIÓN TELEFÓNICA O DE BANDA ANCHA COMPARTIDA POR VARIOS ORDENADORES CONECTADOS EN RED.
CARACTERÍSTICAS IMPORTANTES
TECNOLOGÍA BROADCAST (DIFUSIÓN) CON EL MEDIO DE TRANSMISIÓN COMPARTIDO.
CAPACIDAD DE TRANSMISIÓN COMPRENDIDA ENTRE 1 MBPS Y 1 GBPS.
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EXTENSIÓN MÁXIMA NO SUPERIOR A 3 KM (UNA FDDI PUEDE LLEGAR A 200 KM)
USO DE UN MEDIO DE COMUNICACIÓN PRIVADO LA SIMPLICIDAD DEL MEDIO DE TRANSMISIÓN QUE UTILIZA (CABLE,
CABLES TELEFÓNICOS Y FIBRA ÓPTICA) LA FACILIDAD CON QUE SE PUEDEN EFECTUAR CAMBIOS EN EL
HARDWARE Y EL SOFTWARE GRAN VARIEDAD Y NÚMERO DE DISPOSITIVOS CONECTADOS POSIBILIDAD DE CONEXIÓN CON OTRAS REDES LIMITANTE DE 100 M, PUEDE LLEGAR A MAS SI SE USAN
REPETIDORES.
TOPOLOGÍAS LÓGICAS
LA TOPOLOGÍA LÓGICA DE UNA RED ES LA FORMA EN QUE LOS HOSTS SE COMUNICAN A TRAVÉS DEL MEDIO. LOS DOS TIPOS MÁS COMUNES DE TOPOLOGÍAS LÓGICAS SON BROADCAST Y TRANSMISIÓN DE TOKENS.
LA TOPOLOGÍA BROADCAST SIMPLEMENTE SIGNIFICA QUE CADA HOST ENVÍA SUS DATOS HACIA TODOS LOS DEMÁS HOSTS DEL MEDIO DE RED. NO EXISTE UNA ORDEN QUE LAS ESTACIONES DEBAN SEGUIR PARA UTILIZAR LA RED. ES POR ORDEN DE LLEGADA, ES COMO FUNCIONA ETHERNET.
LA TOPOLOGÍA TRANSMISIÓN DE TOKENS CONTROLA EL ACCESO A LA RED MEDIANTE LA TRANSMISIÓN DE UN TOKEN ELECTRÓNICO A CADA HOST DE FORMA SECUENCIAL. CUANDO UN HOST RECIBE EL TOKEN, ESE HOST PUEDE ENVIAR DATOS A TRAVÉS DE LA RED. SI EL HOST NO TIENE NINGÚN DATO PARA ENVIAR, TRANSMITE EL TOKEN AL SIGUIENTE HOST Y EL PROCESO SE VUELVE A REPETIR. DOS EJEMPLOS DE REDES QUE UTILIZAN LA TRANSMISIÓN DE TOKENS SON TOKEN RING Y LA INTERFAZ DE DATOS DISTRIBUIDA POR FIBRA (FDDI). ARCNET ES UNA VARIACIÓN DE TOKEN RING Y FDDI. ARCNET ES LA TRANSMISIÓN DE TOKENS EN UNA TOPOLOGÍA DE BUS.
TIPOS
LA OFERTA DE REDES DE ÁREA LOCAL ES MUY AMPLIA, EXISTIENDO SOLUCIONES CASI PARA CUALQUIER CIRCUNSTANCIA. PODEMOS SELECCIONAR EL TIPO DE CABLE, LA TOPOLOGÍA E INCLUSO EL TIPO DE TRANSMISIÓN QUE MÁS SE ADAPTE A NUESTRAS NECESIDADES. SIN EMBARGO, DE TODA ESTA OFERTA LAS SOLUCIONES MÁS EXTENDIDAS SON TRES: ETHERNET, TOKEN RING Y ARCNET.
COMPARATIVA DE LOS TIPOS DE REDES
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PARA ELEGIR EL TIPO DE RED QUE MÁS SE ADAPTE A NUESTRAS PRETENSIONES, TENEMOS QUE TENER EN CUENTA DISTINTOS FACTORES, COMO SON EL NÚMERO DE ESTACIONES, DISTANCIA MÁXIMA ENTRE ELLAS, DIFICULTAD DEL CABLEADO, NECESIDADES DE VELOCIDAD DE RESPUESTA O DE ENVIAR OTRAS INFORMACIONES APARTE DE LOS DATOS DE LA RED Y, COMO NO, EL COSTO.
COMO REFERENCIA PARA LOS PARÁMETROS ANTERIORES, PODEMOS REALIZAR UNA COMPARACIÓN DE LOS TRES TIPOS DE REDES COMENTADOS ANTERIORMENTE. PARA ELLO, SUPONGAMOS QUE EL TIPO ETHERNET Y ARCNET SE INSTALAN CON CABLE Y TOKEN RING CON PAR TRENZADO APANTALLADO. EN CUANTO A LAS FACILIDADES DE INSTALACIÓN, ARCNET RESULTA SER LA MÁS FÁCIL DE INSTALAR DEBIDO A SU TOPOLOGÍA. ETHERNET Y TOKEN RING NECESITAN DE MAYOR REFLEXIÓN ANTES DE PROCEDER CON SU IMPLEMENTACIÓN.
EN CUANTO A LA VELOCIDAD, ETHERNET ES LA MÁS RÁPIDA, 10/100/1000 MB/S, ARCNET FUNCIONA A 2,5 MB/S Y TOKEN RING A 4 MB/S. ACTUALMENTE EXISTE UNA VERSIÓN DE TOKEN RING A 16 MB/S, PERO NECESITA UN TIPO DE CABLEADO MÁS CARO.
EN CUANTO AL PRECIO, ARCNET ES LA QUE OFRECE UN MENOR COSTE; POR UN LADO PORQUE LAS TARJETAS QUE SE INSTALAN EN LOS PC PARA ESTE TIPO DE REDES SON MÁS BARATAS, Y POR OTRO, PORQUE EL CABLEADO ES MÁS ACCESIBLE. TOKEN RING RESULTA SER LA QUE TIENE UN PRECIO MÁS ELEVADO, PORQUE, AUNQUE LAS PLACAS DE LOS PC SON MÁS BARATAS QUE LAS DE LA RED ETHERNET, SIN EMBARGO SU CABLEADO RESULTA SER CARO, ENTRE OTRAS COSAS PORQUE SE PRECISA DE UNA MAU POR CADA GRUPO DE OCHO USUARIOS MAS.
COMPONENTES
SERVIDOR: EL SERVIDOR ES AQUEL O AQUELLOS ORDENADORES QUE VAN A COMPARTIR SUS RECURSOS HARDWARE Y SOFTWARE CON LOS DEMÁS EQUIPOS DE LA RED. SUS CARACTERÍSTICAS SON POTENCIA DE CÁLCULO, IMPORTANCIA DE LA INFORMACIÓN QUE ALMACENA Y CONEXIÓN CON RECURSOS QUE SE DESEAN COMPARTIR.
ESTACIÓN DE TRABAJO: LOS ORDENADORES QUE TOMAN EL PAPEL DE ESTACIONES DE TRABAJO APROVECHAN O TIENEN A SU DISPOSICIÓN LOS RECURSOS QUE OFRECE LA RED ASÍ COMO LOS SERVICIOS QUE PROPORCIONAN LOS SERVIDORES A LOS CUALES PUEDEN ACCEDER.
GATEWAYS O PASARELAS: ES UN HARDWARE Y SOFTWARE QUE PERMITE LAS COMUNICACIONES ENTRE LA RED LOCAL Y
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GRANDES ORDENADORES (MAINFRAMES). EL GATEWAY ADAPTA LOS PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN DEL MAINFRAME (X25, SNA, ETC.) A LOS DE LA RED, Y VICEVERSA.
BRIDGES O PUENTES: ES UN HARDWARE Y SOFTWARE QUE PERMITE QUE SE CONECTEN DOS REDES LOCALES ENTRE SÍ. UN PUENTE INTERNO ES EL QUE SE INSTALA EN UN SERVIDOR DE LA RED, Y UN PUENTE EXTERNO ES EL QUE SE HACE SOBRE UNA ESTACIÓN DE TRABAJO DE LA MISMA RED. LOS PUENTES TAMBIÉN PUEDEN SER LOCALES O REMOTOS. LOS PUENTES LOCALES SON LOS QUE CONECTAN A REDES DE UN MISMO EDIFICIO, USANDO TANTO CONEXIONES INTERNAS COMO EXTERNAS. LOS PUENTES REMOTOS CONECTAN REDES DISTINTAS ENTRE SÍ, LLEVANDO A CABO LA CONEXIÓN A TRAVÉS DE REDES PÚBLICAS, COMO LA RED TELEFÓNICA, RDSI O RED DE CONMUTACIÓN DE PAQUETES.
TARJETA DE RED: TAMBIÉN SE DENOMINAN NIC (NETWORK INTERFACE CARD). BÁSICAMENTE REALIZA LA FUNCIÓN DE INTERMEDIARIO ENTRE EL ORDENADOR Y LA RED DE COMUNICACIÓN. EN ELLA SE ENCUENTRAN GRABADOS LOS PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN DE LA RED. LA COMUNICACIÓN CON EL ORDENADOR SE REALIZA NORMALMENTE A TRAVÉS DE LAS RANURAS DE EXPANSIÓN QUE ÉSTE DISPONE, YA SEA ISA, PCI O PCMCIA. AUNQUE ALGUNOS EQUIPOS DISPONEN DE ESTE ADAPTADOR INTEGRADO DIRECTAMENTE EN LA PLACA BASE.
EL MEDIO: CONSTITUIDO POR EL CABLEADO Y LOS CONECTORES QUE ENLAZAN LOS COMPONENTES DE LA RED. LOS MEDIOS FÍSICOS MÁS UTILIZADOS SON EL CABLE, PAR DE CABLE, CABLE COAXIAL Y LA FIBRA ÓPTICA (CADA VEZ EN MÁS USO ESTA ÚLTIMA).
CONCENTRADORES DE CABLEADO: UNA LAN EN BUS USA SOLAMENTE TARJETAS DE RED EN LAS ESTACIONES Y CABLEADO COAXIAL PARA INTERCONECTARLAS, ADEMÁS DE LOS CONECTORES, SIN EMBARGO ESTE MÉTODO COMPLICA EL MANTENIMIENTO DE LA RED YA QUE SI FALLA ALGUNA CONEXIÓN TODA LA RED DEJA DE FUNCIONAR. PARA IMPEDIR ESTOS PROBLEMAS LAS REDES DE ÁREA LOCAL USAN CONCENTRADORES DE CABLEADO PARA REALIZAR LAS CONEXIONES DE LAS ESTACIONES, EN VEZ DE DISTRIBUIR LAS CONEXIONES EL CONCENTRADOR LAS CENTRALIZA EN UN ÚNICO DISPOSITIVO MANTENIENDO INDICADORES LUMINOSOS DE SU ESTADO E IMPIDIENDO QUE UNA DE ELLAS PUEDA HACER FALLAR TODA LA RED.
EXISTEN DOS TIPOS DE CONCENTRADORES DE CABLEADO:
1. CONCENTRADORES PASIVOS: ACTÚAN COMO UN SIMPLE CONCENTRADOR CUYA FUNCIÓN PRINCIPAL CONSISTE EN INTERCONECTAR TODA LA RED.
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2. CONCENTRADORES ACTIVOS: ADEMÁS DE SU FUNCIÓN BÁSICA DE CONCENTRADOR TAMBIÉN AMPLIFICAN Y REGENERAN LAS SEÑALES RECIBIDAS ANTES DE SER ENVIADAS.
LOS CONCENTRADORES DE CABLEADO TIENEN DOS TIPOS DE CONEXIONES: PARA LAS ESTACIONES Y PARA UNIRSE A OTROS CONCENTRADORES Y ASÍ AUMENTAR EL TAMAÑO DE LA RED. LOS CONCENTRADORES DE CABLEADO SE CLASIFICAN DEPENDIENDO DE LA MANERA EN QUE INTERNAMENTE REALIZAN LAS CONEXIONES Y DISTRIBUYEN LOS MENSAJES. A ESTA CARACTERÍSTICA SE LE LLAMA TOPOLOGÍA LÓGICA. EXISTEN DOS TIPOS PRINCIPALES:
1. CONCENTRADORES CON TOPOLOGÍA LÓGICA EN BUS (HUB): ESTOS DISPOSITIVOS HACEN QUE LA RED SE COMPORTE COMO UN BUS ENVIANDO LAS SEÑALES QUE LES LLEGAN POR TODAS LAS SALIDAS CONECTADAS.
2. CONCENTRADORES CON TOPOLOGÍA LÓGICA EN ANILLO (MAU): SE COMPORTAN COMO SI LA RED FUERA UN ANILLO ENVIANDO LA SEÑAL QUE LES LLEGA POR UN PUERTO AL SIGUIENTE.
RED DE ÁREA AMPLIA
LAS REDES DE ÁREA AMPLIA (WAN) SON REDES INFORMÁTICAS QUE SE EXTIENDEN SOBRE UN ÁREA GEOGRÁFICA EXTENSA. CONTIENE UNA COLECCIÓN DE MÁQUINAS DEDICADAS A EJECUTAR LOS PROGRAMAS DE USUARIOS (HOSTS). ESTOS ESTÁN CONECTADOS POR LA RED QUE LLEVA LOS MENSAJES DE UN HOST A OTRO. ESTAS LAN DE HOST ACCEDEN A LA SUBRED DE LA WAN POR UN ENCAMINADOR. SUELEN SER POR TANTO REDES PUNTO A PUNTO.
LA SUBRED TIENE VARIOS ELEMENTOS:
LÍNEAS DE COMUNICACIÓN: MUEVEN BITS DE UNA MÁQUINA A OTRA.
ELEMENTOS DE CONMUTACIÓN: MÁQUINAS ESPECIALIZADAS QUE CONECTAN DOS O MÁS LÍNEAS DE TRANSMISIÓN. SE SUELEN LLAMAR ENCAMINADORES O ROUTERS.
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CADA HOST ESTÁ DESPUÉS CONECTADO A UNA LAN EN LA CUAL ESTÁ EL ENCAMINADOR QUE SE ENCARGA DE ENVIAR LA INFORMACIÓN POR LA SUBRED.
UNA WAN CONTIENE NUMEROSOS CABLES CONECTADOS A UN PAR DE ENCAMINADORES. SI DOS ENCAMINADORES QUE NO COMPARTEN CABLE DESEAN COMUNICARSE, HAN DE HACERLO A TRAVÉS DE ENCAMINADORES INTERMEDIOS. EL PAQUETE SE RECIBE COMPLETO EN CADA UNO DE LOS INTERMEDIOS Y SE ALMACENA ALLÍ HASTA QUE LA LÍNEA DE SALIDA REQUERIDA ESTÉ LIBRE.
SE PUEDEN ESTABLECER WAN EN SISTEMAS DE SATÉLITE O DE RADIO EN TIERRA EN LOS QUE CADA ENCAMINADOR TIENE UNA ANTENA CON LA CUAL PODER ENVIAR Y RECIBIR LA INFORMACIÓN. POR SU NATURALEZA, LAS REDES DE SATÉLITE SERÁN DE DIFUSIÓN.
HOY EN DÍA INTERNET PROPORCIONA WAN DE ALTA VELOCIDAD, Y LA NECESIDAD DE REDES PRIVADAS WAN SE HA REDUCIDO DRÁSTICAMENTE MIENTRAS QUE LAS VPN QUE UTILIZAN CIFRADO Y OTRAS TÉCNICAS PARA HACER ESA RED DEDICADA AUMENTAN CONTINUAMENTE.
NORMALMENTE LA WAN ES UNA RED PUNTO A PUNTO, ES DECIR, RED DE PAQUETE CONMUTADO. LAS REDES WAN PUEDEN USAR SISTEMAS DE COMUNICACIÓN VÍA SATÉLITE O DE RADIO. FUE LA APARICIÓN DE LOS PORTÁTILES Y LOS PDA LA QUE TRAJO EL CONCEPTO DE REDES INALÁMBRICAS.
UNA RED
UN ÁREA AMPLIA O WAN (WIDE AREA NETWORK) SE EXTIENDE SOBRE UN ÁREA GEOGRÁFICA EXTENSA, A VECES UN PAÍS O UN CONTINENTE, Y SU FUNCIÓN FUNDAMENTAL ESTÁ ORIENTADA A LA INTERCONEXIÓN DE REDES O EQUIPOS TERMINALES QUE SE ENCUENTRAN UBICADOS A GRANDES DISTANCIAS ENTRE SÍ. PARA ELLO CUENTAN CON UNA INFRAESTRUCTURA BASADA EN PODEROSOS NODOS DE CONMUTACIÓN QUE LLEVAN A CABO LA INTERCONEXIÓN DE DICHOS ELEMENTOS, POR LOS QUE ADEMÁS FLUYEN UN VOLUMEN APRECIABLE DE INFORMACIÓN DE MANERA CONTINUA. POR ESTA RAZÓN TAMBIÉN SE DICE QUE LAS REDES WAN TIENEN CARÁCTER PÚBLICO, PUES EL TRÁFICO DE INFORMACIÓN QUE POR ELLAS CIRCULA PROVIENE DE DIFERENTES LUGARES, SIENDO USADA POR NUMEROSOS USUARIOS DE DIFERENTES PAÍSES DEL MUNDO PARA TRANSMITIR INFORMACIÓN DE UN LUGAR A OTRO. A DIFERENCIA DE LAS REDES LAN (SIGLAS DE "LOCAL AREA NETWORK", ES DECIR, "RED DE ÁREA LOCAL"), LA VELOCIDAD A LA QUE CIRCULAN LOS DATOS POR LAS REDES WAN SUELE SER MENOR QUE LA
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QUE SE PUEDE ALCANZAR EN LAS REDES LAN. ADEMÁS, LAS REDES LAN TIENEN CARÁCTER PRIVADO, PUES SU USO ESTÁ RESTRINGIDO NORMALMENTE A LOS USUARIOS MIEMBROS DE UNA EMPRESA, O INSTITUCIÓN, PARA LOS CUALES SE DISEÑÓ LA RED.
LA INFRAESTRUCTURA DE LAS WAN LA COMPONEN, ADEMÁS DE LOS NODOS DE CONMUTACIÓN, LÍNEAS DE TRANSMISIÓN DE GRANDES PRESTACIONES, CARACTERIZADAS POR SUS GRANDES VELOCIDADES Y ANCHO DE BANDA EN LA MAYORÍA DE LOS CASOS. LAS LÍNEAS DE TRANSMISIÓN (TAMBIÉN LLAMADAS "CIRCUITOS", "CANALES" O "TRONCALES") MUEVEN INFORMACIÓN ENTRE LOS DIFERENTES NODOS QUE COMPONEN LA RED.
LOS ELEMENTOS DE CONMUTACIÓN TAMBIÉN SON DISPOSITIVOS DE ALTAS PRESTACIONES, PUES DEBEN SER CAPACES DE MANEJAR LA CANTIDAD DE TRÁFICO QUE POR ELLOS CIRCULA. DE MANERA GENERAL, A ESTOS DISPOSITIVOS LES LLEGAN LOS DATOS POR UNA LÍNEA DE ENTRADA, Y ESTE DEBE ENCARGARSE DE ESCOGER UNA LÍNEA DE SALIDA PARA REENVIARLOS. A CONTINUACIÓN, EN LA FIGURA 1, SE MUESTRA UN ESQUEMA GENERAL DE LOS QUE PODRÍA SER LA ESTRUCTURA DE UNA WAN. EN EL MISMO, CADA HOST ESTÁ CONECTADA A UNA RED LAN, QUE A SU VEZ SE CONECTA A UNO DE LOS NODOS DE CONMUTACIÓN DE LA RED WAN. ESTE NODO DEBE ENCARGARSE DE ENCAMINAR LA INFORMACIÓN HACIA EL DESTINO PARA LA QUE ESTÁ DIRIGIDA.
ANTES DE ABORDAR EL SIGUIENTE TEMA, ES NECESARIO QUE QUEDE CLARO EL TÉRMINO CONMUTACIÓN, QUE PUDIÉRAMOS DEFINIRLO COMO LA MANERA EN QUE LOS NODOS O ELEMENTOS DE INTERCONEXIÓN GARANTIZAN LA INTERCONEXIÓN DE DOS SISTEMAS FINALES, PARA INTERCAMBIAR INFORMACIÓN.
TOPOLOGÍA DE LOS ROUTERS
HECHA UNA DEFINICIÓN DE LAS REDES WAN Y LOS ELEMENTOS BÁSICOS QUE LA FORMAN PODEMOS PASAR A ANALIZAR LAS DIFERENTES TOPOLOGÍAS QUE ELLA PUEDE ADOPTAR. SIN EMBARGO, ANTES DE ANALIZAR LAS TOPOLOGÍAS ESPECÍFICAS QUE SE USAN PARA LAS REDES WAN, SERÍA PRUDENTE HACER UNA BREVE INTRODUCCIÓN DEL TÉRMINO TOPOLOGÍA. EL TÉRMINO TOPOLOGÍA SE DIVIDE EN DOS ASPECTOS FUNDAMENTALES:
TOPOLOGÍA FÍSICA. TOPOLOGÍA LÓGICA.
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LA TOPOLOGÍA FÍSICA SE REFIERE A LA FORMA FÍSICA O PATRÓN QUE FORMAN LOS NODOS QUE ESTÁN CONECTADOS A LA RED, SIN ESPECIFICAR EL TIPO DE DISPOSITIVO, LOS MÉTODOS DE CONECTIVIDAD O LAS DIRECCIONES EN DICHA RED. ESTA BASADA EN TRES FORMAS BÁSICAS FUNDAMENTALES: BUS, ANILLO Y ESTRELLA.
POR SU PARTE, LA TOPOLOGÍA LÓGICA DESCRIBE LA MANERA EN QUE LOS DATOS SON CONVERTIDOS A UN FORMATO DE TRAMA ESPECIFICO Y LA MANERA EN QUE LOS PULSOS ELÉCTRICOS SON TRANSMITIDOS A TRAVÉS DEL MEDIO DE COMUNICACIÓN, POR LO QUE ESTA TOPOLOGÍA ESTÁ DIRECTAMENTE RELACIONADA CON LA CAPA FÍSICA Y LA CAPA DE ENLACE DEL MODELO OSI. LAS TOPOLOGÍAS LÓGICAS MÁS POPULARES SON ETHERNET Y TOKEN-RING, AMBAS MUY USADAS EN REDES LAN. ENTRE LAS TOPOLOGÍAS LÓGICAS USADAS PARA REDES WAN TENEMOS A ATM (ASYNCHRONOUS TRANSFER MODE) QUE ES CONOCIDO TAMBIÉN COMO ESTÁNDAR ATM. DE ATM ESTAREMOS HABLANDO MÁS ADELANTE, YA QUE ES NECESARIO EXPLICAR OTROS CONCEPTOS ANTES DE LLEGAR A ÉL.
EN EL CASO DE LAS REDES WAN, SU TOPOLOGÍA FÍSICA PUEDE LLEGAR A SER MÁS COMPLEJA Y NO RESPONDER A LAS FORMAS BÁSICAS (BUS, ESTRELLA Y ANILLO), DEBIDO A VARIOS FACTORES DETERMINANTES: LA DISTANCIA QUE DEBEN CUBRIR LAS REDES, LA CANTIDAD ENORME DE USUARIOS, EL TRÁFICO QUE DEBEN SOPORTAR Y LA DIVERSIDAD DE EQUIPOS DE INTERCONEXIÓN QUE DEBEN USAR. EXISTE UN GRUPO ESTABLECIDO DE TOPOLOGÍAS QUE SON LAS MÁS USADAS, Y LA IMPLEMENTACIÓN DE CADA UNA DE ELLAS EN PARTICULAR ESTÁ CONDICIONADA POR NECESIDADES ESPECIFICAS, COMO PUEDEN SER: CANTIDAD DE NODOS A CONECTAR, DISTANCIA ENTRE LOS NODOS E INFRAESTRUCTURA ESTABLECIDA EN ELLOS (EJ.: SI SE VAN A CONECTAR A TRAVÉS DE LA RED TELEFÓNICA, O DE UN ENLACE PUNTO-A-PUNTO, MEDIO DE TRANSMISIÓN QUE SE USA, ETC.). A CONTINUACIÓN SE PRESENTAN LAS TOPOLOGÍAS USADAS EN REDES WAN:
PUNTO A PUNTO
EN ESTA TOPOLOGÍA CADA NODO SE CONECTA A OTRO A TRAVÉS DE CIRCUITOS DEDICADOS, ES DECIR, CANALES QUE SON ARRENDADOS POR EMPRESAS O INSTITUCIONES A LAS COMPAÑÍAS TELEFÓNICAS. DICHOS CANALES ESTÁN SIEMPRE DISPONIBLES PARA LA COMUNICACIÓN ENTRE LOS DOS PUNTOS.
ESTA CONFIGURACIÓN ES SOLO FUNCIONAL PARA PEQUEÑAS WANS YA QUE TODOS LOS NODOS DEBEN PARTICIPAR EN EL TRÁFICO, ES DECIR QUE SI AUMENTA LA CANTIDAD DE NODOS AUMENTA LA CANTIDAD DE TRÁFICO Y ESTO CON EL CONSIGUIENTE ENCARECIMIENTO DE LA RED.
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ANILLO
EN LA TOPOLOGÍA DE ANILLO CADA NODO ES CONECTADO A OTROS DOS MÁS FORMANDO UN PATRÓN DE ANILLO. ESTA TOPOLOGÍA TIENE DOS VENTAJAS: POR UN LADO SI EXISTE ALGÚN PROBLEMA EN LAS CONEXIONES EN UN CABLE, LA INFORMACIÓN LE SIGUE LLEGANDO AL NODO USANDO OTRO RECORRIDO Y SI ALGÚN NODO ESTA MUY OCUPADO EL TRÁFICO SE PUEDE DERIVAR HACIA OTROS NODOS.
EXTENDER ESTE TIPO DE REDES ES MÁS CARO QUE EXTENDER UNA RED PUNTO-A-PUNTO YA QUE SE NECESITA AL MENOS UN ENLACE MÁS.
ESTRELLA
EN ESTA CONFIGURACIÓN UN NODO ACTÚA COMO PUNTO CENTRAL DE CONEXIÓN PARA TODOS LOS DEMÁS, PERMITIENDO ASÍ QUE EN CASO DE QUE EXISTA UN FALLO EN ALGUNO DE LOS CABLES LOS DEMÁS NODOS NO PIERDAN CONEXIÓN CON EL NODO CENTRAL. LA PRINCIPAL DESVENTAJA DE ESTA TOPOLOGÍA ES QUE ALGÚN PROBLEMA QUE EXISTA EN EL NODO CENTRAL SE CONVIERTE EN UN DESASTRE TOTAL PARA LA RED YA QUE SE PIERDE LA CONEXIÓN DE TODOS LOS NODOS.
MALLA
EN ESTA TOPOLOGÍA LA ESENCIA ES BUSCAR LA INTERCONEXIÓN DE LOS NODOS DE TAL MANERA QUE SI UNO FALLA LOS DEMÁS PUEDAN REDIRECCIONAR LOS DATOS RÁPIDA Y FÁCILMENTE. ESTA TOPOLOGÍA ES LA QUE MÁS TOLERANCIA TIENE A LOS FALLOS PORQUE ES LA QUE PROVEE MÁS CAMINOS POR DONDE PUEDAN VIAJAR LOS DATOS QUE VAN DE UN PUNTO A OTRO.
LA PRINCIPAL DESVENTAJA DE LAS REDES TIPO MALLA ES SU COSTO, ES POR ESTO QUE SE HA CREADO UNA ALTERNATIVA QUE ES LA RED DE MALLA PARCIAL EN LA CUAL LOS NODOS MÁS CRÍTICOS (POR LOS QUE PASA MAS TRAFICO) SE INTERCONECTAN ENTRE ELLOS Y LOS DEMÁS NODOS SE INTERCONECTAN A TRAVÉS DE OTRA TOPOLOGÍA ( ESTRELLA, ANILLO).
PARA ENTENDER LA FORMA EN QUE SE COMUNICAN LOS NODOS EN UNA RED WAN ES PRECISO ABORDAR UN TEMA QUE ES MEDULAR EN ESTE TIPO DE REDES.
TOPOLOGÍAS DE LOS ROUTERS EN UNA RED DE ÁREA AMPLIA (WAN):
ESTRELLA ANILLO
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ÁRBOL RED COMPLETA RED DE INTERSECCIÓN DE ANILLOS
CLASIFICACIÓN DE LAS REDES POR MÉTODO DE LA CONEXIÓN:
-MEDIOS GUIADOS:
CABLE COAXIAL
CABLE COAXIAL RG-59. A: CUBIERTA PROTECTORA DE PLÁSTICO B: MALLA DE COBRE C: AISLANTE D: NÚCLEO DE COBRE.
EL CABLE COAXIAL FUE CREADO EN LA DÉCADA DE LOS 30, Y ES UN CABLE UTILIZADO PARA TRANSPORTAR SEÑALES ELÉCTRICAS DE ALTA FRECUENCIA QUE POSEE DOS CONDUCTORES CONCÉNTRICOS, UNO CENTRAL, LLAMADO VIVO, ENCARGADO DE LLEVAR LA INFORMACIÓN, Y UNO EXTERIOR, DE ASPECTO TUBULAR, LLAMADO MALLA O BLINDAJE, QUE SIRVE COMO REFERENCIA DE TIERRA Y RETORNO DE LAS CORRIENTES. ENTRE AMBOS SE ENCUENTRA UNA CAPA AISLANTE LLAMADA DIELÉCTRICO, DE CUYAS CARACTERÍSTICAS DEPENDERÁ PRINCIPALMENTE LA CALIDAD DEL CABLE. TODO EL CONJUNTO SUELE ESTAR PROTEGIDO POR UNA CUBIERTA AISLANTE.
EL CONDUCTOR CENTRAL PUEDE ESTAR CONSTITUIDO POR UN ALAMBRE SÓLIDO O POR VARIOS HILOS RETORCIDOS DE COBRE; MIENTRAS QUE EL EXTERIOR PUEDE SER UNA MALLA TRENZADA, UNA
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LÁMINA ENROLLADA O UN TUBO CORRUGADO DE COBRE O ALUMINIO. EN ESTE ÚLTIMO CASO RESULTARÁ UN CABLE SEMIRRÍGIDO.
DEBIDO A LA NECESIDAD DE MANEJAR FRECUENCIAS CADA VEZ MÁS ALTAS Y A LA DIGITALIZACIÓN DE LAS TRANSMISIONES, EN AÑOS RECIENTES SE HA SUSTITUIDO PAULATINAMENTE EL USO DEL CABLE COAXIAL POR EL DE FIBRA ÓPTICA, EN PARTICULAR PARA DISTANCIAS SUPERIORES A VARIOS KILÓMETROS, PORQUE EL ANCHO DE BANDA DE ESTA ÚLTIMA ES MUY SUPERIOR.
CONSTRUCCIÓN DE UN CABLE COAXIAL
LA CONSTRUCCIÓN DE CABLES COAXIALES VARÍA MUCHO. LA ELECCIÓN DEL DISEÑO AFECTA AL TAMAÑO, FLEXIBILIDAD Y EL CABLE PIERDE PROPIEDADES.
UN CABLE COAXIAL CONSTA DE UN NÚCLEO DE HILO DE COBRE RODEADO POR UN AISLANTE, UN APANTALLAMIENTO DE METAL TRENZADO Y UNA CUBIERTA EXTERNA.
EL APANTALLAMIENTO TIENE QUE VER CON EL TRENZADO O MALLA DE METAL (U OTRO MATERIAL) QUE RODEA LOS CABLES.
EL APANTALLAMIENTO PROTEGE LOS DATOS QUE SE TRANSMITEN, ABSORBIENDO EL RUIDO, DE FORMA QUE NO PASA POR EL CABLE Y NO EXISTE DISTORSIÓN DE DATOS. AL CABLE QUE CONTIENE UNA LÁMINA AISLANTE Y UNA CAPA DE APANTALLAMIENTO DE METAL TRENZADO SE LE LLAMA CABLE APANTALLADO DOBLE. PARA GRANDES INTERFERENCIAS, EXISTE EL APANTALLAMIENTO CUÁDRUPLE. ESTE APANTALLAMIENTO CONSISTE EN DOS LÁMINAS AISLANTES, Y DOS CAPAS DE APANTALLAMIENTO DE METAL TRENZADO.
EL NÚCLEO DE UN CABLE COAXIAL TRANSPORTA SEÑALES ELECTRÓNICAS QUE FORMAN LA INFORMACIÓN. ESTE NÚCLEO PUEDE SER SÓLIDO (NORMALMENTE DE COBRE) O DE HILOS.
RODEANDO AL NÚCLEO EXISTE UNA CAPA AISLANTE DIELÉCTRICA QUE LA SEPARA DE LA MALLA DE HILO. LA MALLA DE HILO TRENZADA ACTÚA COMO MASA, Y PROTEGE AL NÚCLEO DEL RUIDO ELÉCTRICO Y DE LA DISTORSIÓN QUE PROVIENE DE LOS HILOS ADYACENTES.
EL NÚCLEO Y LA MALLA DEBEN ESTAR SEPARADOS UNO DEL OTRO. SI LLEGARAN A TOCARSE, SE PRODUCIRÍA UN CORTOCIRCUITO, Y EL RUIDO O LAS SEÑALES QUE SE ENCUENTREN PERDIDAS EN LA MALLA, ATRAVESARÍAN EL HILO DE COBRE.
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UN CORTOCIRCUITO OCURRE CUANDO DOS HILOS O UN HILO Y UNA TIERRA SE PONEN EN CONTACTO. ESTE CONTACTO CAUSA UN FLUJO DIRECTO DE CORRIENTE (O DATOS) EN UN CAMINO NO DESEADO.
EN EL CASO DE UNA INSTALACIÓN ELÉCTRICA COMÚN, UN CORTOCIRCUITO CAUSARÁ EL CHISPAZO Y EL FUNDIDO DEL FUSIBLE O DEL INTERRUPTOR AUTOMÁTICO. CON DISPOSITIVOS ELECTRÓNICOS QUE UTILIZAN BAJOS VOLTAJES, EL EFECTO ES MENOR, Y CASI NO SE DETECTA. ESTOS CORTOCIRCUITOS DE BAJO VOLTAJE CAUSAN UN FALLO EN EL DISPOSITIVO Y LO NORMAL ES QUE SE PIERDAN LOS DATOS QUE SE ESTABAN TRANSFIRIENDO.
UNA CUBIERTA EXTERIOR NO CONDUCTORA (NORMALMENTE HECHA DE GOMA, TEFLÓN O PLÁSTICO) RODEA TODO EL CABLE, PARA EVITAR LAS POSIBLES DESCARGAS ELÉCTRICAS.
EL CABLE COAXIAL ES MÁS RESISTENTE A INTERFERENCIAS Y ATENUACIÓN QUE EL CABLE DE PAR TRENZADO, POR ESTO HUBO UN TIEMPO QUE FUE EL MÁS USADO.
LA MALLA DE HILOS ABSORBE LAS SEÑALES ELECTRÓNICAS PERDIDAS, DE FORMA QUE NO AFECTEN A LOS DATOS QUE SE ENVÍAN A TRAVÉS DEL CABLE INTERNO. POR ESTA RAZÓN, EL CABLE COAXIAL ES UNA BUENA OPCIÓN PARA GRANDES DISTANCIAS Y PARA SOPORTAR DE FORMA FIABLE GRANDES CANTIDADES DE DATOS CON UN SISTEMA SENCILLO.
EN LOS CABLES COAXIALES LOS CAMPOS DEBIDOS A LAS CORRIENTES QUE CIRCULAN POR EL INTERNO Y EXTERNO SE ANULAN MUTUAMENTE.
CARACTERÍSTICAS
LA CARACTERÍSTICA PRINCIPAL DE LA FAMILIA RG-58 ES EL NÚCLEO CENTRAL DE COBRE. TIPOS:
- RG-58/U: NÚCLEO DE COBRE SÓLIDO.
- RG-58 A/U: NÚCLEO DE HILOS TRENZADOS.
- RG-59: TRANSMISIÓN EN BANDA ANCHA (TV).
- RG-6: MAYOR DIÁMETRO QUE EL RG-59 Y CONSIDERADO PARA FRECUENCIAS MÁS ALTAS QUE ESTE, PERO TAMBIÉN UTILIZADO PARA TRANSMISIONES DE BANDA ANCHA.
- RG-62: REDES ARCNET.
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1 de oct.
ESTÁNDARES
LA MAYORÍA DE LOS CABLES COAXIALES TIENEN UNA IMPEDANCIA CARACTERÍSTICA DE 50, 52, 75, O 93 Ω. LA INDUSTRIA DE RF USA NOMBRES DE TIPO ESTÁNDAR PARA CABLES COAXIALES. EN LAS CONEXIONES DE TELEVISIÓN (POR CABLE, SATÉLITE O ANTENA), LOS CABLES RG-6 SON LOS MÁS COMÚNMENTE USADOS PARA EL EMPLEO EN EL HOGAR, Y LA MAYORÍA DE CONEXIONES FUERA DE EUROPA ES POR CONECTORES F.
AQUÍ MOSTRAMOS UNAS TABLAS CON LAS CARACTERÍSTICAS:
TABLA DE RG:
TIPO
IMPEDANCIA [Ω]
NÚCLEO
DIELÉCTRICO DIÁMET
RO
TRENZADO
VELOCIDAD
TIPO
[IN] [MM] [IN] [MM]
RG-6/U
75 1.0 MM SÓLIDO PE
0.185 4.7 0.332
8.4 DOBLE 0.75
RG-6/UQ
75
SÓLIDO PE
0.298
7.62
RG-8/U
50 2.17 MM SÓLIDO PE
0.285 7.2 0.405
10.3
RG-9/U
51
SÓLIDO PE
0.420
10.7
RG-11/U
75 1.63 MM SÓLIDO PE
0.285 7.2 0.412
10.5
0.66
INFORMATICA Y CONVERGENCIA TECNOLOGICA
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1 de oct.
RG-58
50 0.9 MM SÓLIDO PE
0.116 2.9 0.195
5.0 SIMPLE 0.66
RG-59
75 0.81 MM SÓLIDO PE
0.146 3.7 0.242
6.1 SIMPLE 0.66
RG-62/U
92
SÓLIDO PE
0.242
6.1 SIMPLE 0.84
RG-62A
93
ASP
0.242
6.1 SIMPLE
RG-174/U
50 0.48 MM SÓLIDO PE
0.100 2.5 0.100
2.55
SIMPLE
RG-178/U
50
7X0.1 MM AG PLTD CU CLAD STEEL
PTFE 0.033 0.84 0.071
1.8 SIMPLE 0.69
RG-179/U
75 7X0.1 MM AG PLTD CU
PTFE 0.063 1.6 0.098
2.5 SIMPLE 0.67
RG-213/U
50 7X0.0296 EN CU
SÓLIDO PE
0.285 7.2 0.405
10.3
SIMPLE 0.66
RG-214/U
50 7X0.0296 EN
PTFE 0.285 7.2 0.425
10.8
DOBLE 0.66
RG-218
50 0.195 EN CU
SÓLIDO PE
0.660 (0.680
16.76 (17.27
0.870
22 SIMPLE 0.66
INFORMATICA Y CONVERGENCIA TECNOLOGICA
44
1 de oct.
?) ?)
RG-223
50 2.74MM PE FOAM
.285 7.24 .405
10.29
DOBLE
RG-316/U
50 7X0.0067 IN
PTFE 0.060 1.5 0.102
2.6 SIMPLE
PE ES POLIETILENO; PTFE ES POLITETRAFLUOROETILENO; ASP ES ESPACIO DE AIRE DE POLIETILENO
DESIGNACIONES COMERCIALES:
TIPO
IMPEDANCIA. [Ω]
NÚCLEO
DIELÉCTRICO DIÁMETR
O
TRENZADO
VELOCIDAD
TIPO
[IN] [MM
] [IN]
[MM]
H155
50
0.79
H500
50
0.82
LMR-195
50
LMR-200 HDF-200 CFD-200
50 1.12 MM CU
PF CF
0.116
2.95 0.195
4.95
0.83
INFORMATICA Y CONVERGENCIA TECNOLOGICA
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1 de oct.
LMR-400 HDF-400 CFD-400
50 2.74 MM CU Y AL
PF CF
0.285
7.24 0.405
10.29
0.85
LMR-600
50 4.47 MM CU Y AL
PF 0.455
11.56
0.590
14.99
0.87
LMR-900
50 6.65 MM BC TUBO
PF 0.680
17.27
0.870
22.10
0.87
LMR-1200
50 8.86 MM BC TUBO
PF 0.920
23.37
1.200
30.48
0.88
LMR-1700
50 13.39 MM BC TUBO
PF 1.350
34.29
1.670
42.42
0.89
TIPOS
EXISTEN MÚLTIPLES TIPOS DE CABLE COAXIAL, CADA UNO CON UN DIÁMETRO E IMPEDANCIA DIFERENTES. EL CABLE COAXIAL NO ES HABITUALMENTE AFECTADO POR INTERFERENCIAS EXTERNAS, Y ES CAPAZ DE LOGRAR ALTAS VELOCIDADES DE TRANSMISIÓN EN LARGAS DISTANCIAS. POR ESA RAZÓN, SE UTILIZA EN REDES DE COMUNICACIÓN DE BANDA ANCHA (CABLE DE TELEVISIÓN) Y CABLES DE BANDA BASE (ETHERNET).
EL TIPO DE CABLE QUE SE DEBE UTILIZAR DEPENDE DE LA UBICACIÓN DEL CABLE. LOS CABLES COAXIALES PUEDEN SER DE DOS TIPOS:
EL CLORURA DE POLIVINILO (PVC)
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1 de oct.
ES UN TIPO DE PLÁSTICO UTILIZADO PARA CONSTRUIR EL AISLANTE Y LA CUBIERTA PROTECTORA DEL CABLE EN LA MAYORÍA DE LOS TIPOS DE CABLE COAXIAL.
EL CABLE COAXIAL DE PVC ES FLEXIBLE Y SE PUEDE INSTALAR FÁCILMENTE EN CUALQUIER LUGAR. SIN EMBARGO, CUANDO SE QUEMA, DESPRENDE GASES TÓXICOS.
PLENUM
EL PLENUM CONTIENE MATERIALES ESPECIALES EN SU AISLAMIENTO Y EN UNA CLAVIJA DEL CABLE. ESTOS MATERIALES SON RESISTENTES AL FUEGO Y PRODUCEN UNA MÍNIMA CANTIDAD DE HUMO; ESTO REDUCE LOS HUMOS TÓXICOS. SIN EMBARGO, EL CABLEADO PLENUM ES MÁS CARO Y MENOS FLEXIBLE QUE EL PVC. EN OCASIONES SIMILARES EL CABLE COAXIAL ES EL DE MAYOR USO MUNDIAL.
APLICACIONES TECNOLÓGICAS
SE PUEDE ENCONTRAR UN CABLE COAXIAL:
ENTRE LA ANTENA Y EL TELEVISOR; EN LAS REDES URBANAS DE TELEVISIÓN POR CABLE (CATV) E
INTERNET; ENTRE UN EMISOR Y SU ANTENA DE EMISIÓN (EQUIPOS DE
RADIOAFICIONADOS); EN LAS LÍNEAS DE DISTRIBUCIÓN DE SEÑAL DE VÍDEO (SE SUELE
USAR EL RG-59); EN LAS REDES DE TRANSMISIÓN DE DATOS COMO ETHERNET EN
SUS ANTIGUAS VERSIONES 10BASE2 Y 10BASE5; EN LAS REDES TELEFÓNICAS INTERURBANAS Y EN LOS CABLES
SUBMARINOS.
ANTES DE LA UTILIZACIÓN MASIVA DE LA FIBRA ÓPTICA EN LAS REDES DE TELECOMUNICACIONES, TANTO TERRESTRES COMO SUBMARINAS, EL CABLE COAXIAL ERA AMPLIAMENTE UTILIZADO EN SISTEMAS DE TRANSMISIÓN DE TELEFONÍA ANALÓGICA BASADOS EN LA MULTIPLEXACIÓN POR DIVISIÓN DE FRECUENCIA (FDM), DONDE SE ALCANZABAN CAPACIDADES DE TRANSMISIÓN DE MÁS DE 10.000 CIRCUITOS DE VOZ.
ASIMISMO, EN SISTEMAS DE TRANSMISIÓN DIGITAL, BASADOS EN LA MULTIPLEXACIÓN POR DIVISIÓN DE TIEMPO (TDM), SE CONSEGUÍA LA TRANSMISIÓN DE MÁS DE 7.000 CANALES DE 64 KBPS
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1 de oct.
EL CABLE UTILIZADO PARA ESTOS FINES DE TRANSMISIÓN A LARGA DISTANCIA NECESITABA TENER UNA ESTRUCTURA DIFERENTE AL UTILIZADO EN APLICACIONES DE REDES LAN, YA QUE, DEBIDO A QUE SE INSTALABA ENTERRADO, TENÍA QUE ESTAR PROTEGIDO CONTRA ESFUERZOS DE TRACCIÓN Y PRESIÓN, POR LO QUE NORMALMENTE APARTE DE LOS AISLANTES CORRESPONDIENTES LLEVABA UN ARMADO EXTERIOR DE ACERO.
CABLE DE PAR TRENZADO
TABLA DE CÓDIGO DE COLORES DE 25 PARES
EL CABLE DE PAR TRENZADO ES UNA FORMA DE CONEXIÓN EN LA QUE DOS AISLADORES SON ENTRELAZADOS PARA TENER MENORES INTERFERENCIAS Y AUMENTAR LA POTENCIA Y DISMINUIR LA DIAFONÍA DE LOS CABLES ADYACENTES.
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1 de oct.
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.
LA TASA DE TRENZADO, USUALMENTE DEFINIDA EN VUELTAS POR METRO, FORMA PARTE DE LAS ESPECIFICACIONES DE UN TIPO CONCRETO DE CABLE. CUANTO MENOR ES EL NÚMERO DE VUELTAS, MENOR ES LA ATENUACIÓN DE LA DIAFONÍA. DONDE LOS PARES NO ESTÁN TRENZADOS, COMO EN LA MAYORÍA DE CONEXIONES TELEFÓNICAS RESIDENCIALES, UN MIEMBRO DEL PAR PUEDE ESTAR MÁS CERCANO A LA FUENTE QUE EL OTRO Y, POR TANTO, EXPUESTO A NIVELES LIGERAMENTE DISTINTOS DE EMI.
EL CABLE DE PAR TRENZADO DEBE EMPLEAR CONECTORES RJ45 PARA UNIRSE A LOS DISTINTOS ELEMENTOS DE HARDWARE QUE COMPONEN LA RED. ACTUALMENTE DE LOS OCHO CABLES SÓLO CUATRO SE EMPLEAN PARA LA TRANSMISIÓN DE LOS DATOS. ÉSTOS SE CONECTAN A LOS PINES DEL CONECTOR RJ45 DE LA SIGUIENTE FORMA: 1, 2 (PARA TRANSMITIR), 3 Y 6 (PARA RECIBIR).
LA GALGA O AWG, ES UN ORGANISMO DE NORMALIZACIÓN SOBRE EL CABLEADO. POR EJEMPLO SE PUEDE ENCONTRAR QUE DETERMINADO CABLE CONSTA DE UN PAR DE HILOS DE 22 AWG.
AWG HACE REFERENCIA AL GROSOR DE LOS HILOS. CUANDO EL GROSOR DE LOS HILOS AUMENTA EL AWG DISMINUYE. EL HILO TELEFÓNICO SE UTILIZA COMO PUNTO DE REFERENCIA; TIENE UN GROSOR DE 22 AWG. UN HILO DE GROSOR 14 AWG ES MÁS GRUESO, Y UNO DE 26 AWG ES MÁS DELGADO.
HISTORIA
EL CABLE DE PAR TRENZADO ES UNO DE LOS MÁS ANTIGUOS, SURGIÓ EN 1881, EN LAS PRIMERAS INSTALACIONES DE ALEXANDER GRAHAM BELL. ESTE TIPO DE CABLE ESTÁ FORMADO POR HILOS, QUE SON DE COBRE O DE ALUMINIO Y ÉSTOS ESTÁN TRENZADOS ENTRE SÍ PARA QUE LAS PROPIEDADES ELÉCTRICAS SEAN ESTABLES Y TAMBIÉN PARA EVITAR LAS INTERFERENCIAS QUE PUEDAN PROVOCAR LOS HILOS CERCANOS.
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1 de oct.
ESTE TIPO DE CABLE SE UTILIZA CUANDO LA RED LAN TIENE UN PRESUPUESTO LIMITADO O SE VA A HACER UNA INSTALACIÓN SENCILLA, CON CONEXIONES SIMPLES.
ESTE TIPO DE CABLE NO SE UTILIZA CUANDO SE NECESITA UN GRAN NIVEL DE SEGURIDAD EN LA LAN O LA VELOCIDAD DE TRANSMISIÓN ES ALTA Y SON REDES DE GRAN DISTANCIA.
ESTRUCTURA DEL CABLE
CABLE DE PAR TRENZADO
ESTE TIPO DE CABLE, ESTÁ FORMADO POR EL CONDUCTOR INTERNO EL CUAL ESTÁ AISLADO POR UNA CAPA DE POLIETILENO COLOREADO. DEBAJO DE ESTE AISLANTE EXISTE OTRA CAPA DE AISLANTE DE POLIETILENO, LA CUAL EVITA LA CORROSIÓN DEL CABLE DEBIDO A QUE TIENE UNA SUSTANCIA ANTIOXIDANTE.
NORMALMENTE ESTE CABLE SE UTILIZA POR PARES O GRUPOS DE PARES, NO POR UNIDADES, CONOCIDO COMO CABLE MULTIPAR. PARA MEJORAR LA RESISTENCIA DEL GRUPO SE TRENZAN LOS CABLES DEL MULTIPAR.
LOS COLORES DEL AISLANTE ESTÁN ESTANDARIZADOS, EN EL CASO DEL MULTIPAR DE CUATRO PARES (OCHO CABLES), Y SON LOS SIGUIENTES:
1. BLANCO-NARANJA 2. NARANJA 3. BLANCO-AZUL 4. AZUL
1. BLANCO-VERDE 2. VERDE
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1 de oct.
3. BLANCO-MARRÓN 4. MARRÓN
CUANDO YA ESTÁN FABRICADOS LOS CABLES UNITARIAMENTE Y AISLADOS, SE TRENZAN SEGÚN EL COLOR QUE TENGA CADA UNO. LOS PARES QUE SE VAN FORMANDO SE UNEN Y FORMAN SUBGRUPOS, ESTOS SE UNEN EN GRUPOS, LOS GRUPOS DAN LUGAR A SUPERUNIDADES, Y LA UNIÓN DE SUPERUNIDADES FORMA EL CABLE.
TIPOS DE CONEXIÓN
LOS CABLES UTP FORMAN LOS SEGMENTOS DE ETHERNET Y PUEDEN SER CABLES RECTOS O CABLES CRUZADOS DEPENDIENDO DE SU UTILIZACIÓN.
1.- CABLE RECTO (PIN A PIN)
ESTOS CABLES CONECTAN UN CONCENTRADOR A UN NODO DE RED (HUB, NODO). CADA EXTREMO DEBE SEGUIR LA MISMA NORMA (EIA/TIA 568A O 568B) DE CONFIGURACIÓN. LA RAZÓN ES QUE EL CONCENTRADOR ES EL QUE REALIZA EL CRUCE DE LA SEÑAL.
2.- CABLE CRUZADO (CROSS-OVER)
ESTE TIPO DE CABLE SE UTILIZA CUANDO SE CONECTAN ELEMENTOS DEL MISMO TIPO, DOS ENRUTADORES, DOS CONCENTRADORES. TAMBIÉN SE UTILIZA CUANDO CONECTAMOS 2 ORDENADORES DIRECTAMENTE, SIN QUE HAYA ENRUTADORES O ALGÚN ELEMENTO DE POR MEDIO.
PARA HACER UN CABLE CRUZADO SE USARÁ UNA DE LAS NORMAS EN UNO DE LOS EXTREMOS DEL CABLE Y LA OTRA NORMA EN EL OTRO EXTREMO.
TIPOS
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1 de oct.
CABLE FTP.
CABLE STP.
UTP ACRÓNIMO DE UNSHIELDED TWISTED PAIR O CABLE TRENZADO SIN APANTALLAR. SON CABLES DE PARES TRENZADOS SIN APANTALLAR QUE SE UTILIZAN PARA DIFERENTES TECNOLOGÍAS DE RED LOCAL. SON DE BAJO COSTO Y DE FÁCIL USO, PERO PRODUCEN MÁS ERRORES QUE OTROS TIPOS DE CABLE Y TIENEN LIMITACIONES PARA TRABAJAR A GRANDES DISTANCIAS SIN REGENERACIÓN DE LA SEÑAL.
STP, ACRÓNIMO DE SHIELDED TWISTED PAIR O PAR TRENZADO APANTALLADO. SE TRATA DE CABLES DE COBRE AISLADOS DENTRO DE UNA CUBIERTA PROTECTORA, CON UN NÚMERO ESPECÍFICO DE TRENZAS POR PIE. STP SE REFIERE A LA CANTIDAD DE AISLAMIENTO ALREDEDOR DE UN CONJUNTO DE CABLES Y, POR LO TANTO, A SU INMUNIDAD AL RUIDO. SE UTILIZA EN REDES DE ORDENADORES COMO ETHERNET O TOKEN RING. ES MÁS CARO QUE LA VERSIÓN NO APANTALLADA O UTP.
FTP, ACRÓNIMO DE FOILED TWISTED PAIR O PAR TRENZADO CON PANTALLA GLOBAL. SON UNOS CABLES DE PARES QUE POSEEN UNA PANTALLA CONDUCTORA GLOBAL EN FORMA TRENZADA. MEJORA LA PROTECCIÓN FRENTE A INTERFERENCIAS Y SU IMPEDANCIA ES DE 12 OHMIOS
CATEGORÍAS
LA ESPECIFICACIÓN 568A COMMERCIAL BUILDING WIRING STANDARD DE LA ASOCIACIÓN INDUSTRIAS ELECTRÓNICAS E INDUSTRIAS DE LA TELECOMUNICACIÓN (EIA/TIA) ESPECIFICA EL TIPO DE CABLE UTP QUE SE UTILIZARÁ EN CADA SITUACIÓN Y CONSTRUCCIÓN. DEPENDIENDO DE LA VELOCIDAD DE TRANSMISIÓN HA SIDO DIVIDIDA EN DIFERENTES CATEGORÍAS:
CATEGORÍA 1: HILO TELEFÓNICO TRENZADO DE CALIDAD DE VOZ NO ADECUADO PARA LAS TRANSMISIONES DE DATOS. LAS
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CARACTERÍSTICAS DE TRANSMISIÓN DEL MEDIO ESTÁN ESPECIFICADAS HASTA UNA FRECUENCIA SUPERIOR A 1MHZ.
CATEGORÍA 2: CABLE PAR TRENZADO SIN APANTALLAR. LAS CARACTERÍSTICAS DE TRANSMISIÓN DEL MEDIO ESTÁN ESPECIFICADAS HASTA UNA FRECUENCIA SUPERIOR DE 4 MHZ. ESTE CABLE CONSTA DE 4 PARES TRENZADOS DE HILO DE COBRE.
CATEGORÍA 3: VELOCIDAD DE TRANSMISIÓN TÍPICA DE 10 MBPS PARA ETHERNET. CON ESTE TIPO DE CABLES SE IMPLEMENTA LAS REDES ETHERNET 10BASET. LAS CARACTERÍSTICAS DE TRANSMISIÓN DEL MEDIO ESTÁN ESPECIFICADAS HASTA UNA FRECUENCIA SUPERIOR DE 16 MHZ. ESTE CABLE CONSTA DE CUATRO PARES TRENZADOS DE HILO DE COBRE CON TRES ENTRELAZADOS POR PIE.
CATEGORÍA 4: LA VELOCIDAD DE TRANSMISIÓN LLEGA HASTA 20 MBPS. LAS CARACTERÍSTICAS DE TRANSMISIÓN DEL MEDIO ESTÁN ESPECIFICADAS HASTA UNA FRECUENCIA SUPERIOR DE 20 MHZ. ESTE CABLE CONSTA DE 4 PARES TRENZADOS DE HILO DE COBRE.
CATEGORÍA 5: ES UNA MEJORA DE LA CATEGORÍA 4, PUEDE TRANSMITIR DATOS HASTA 100MBPS Y LAS CARACTERÍSTICAS DE TRANSMISIÓN DEL MEDIO ESTÁN ESPECIFICADAS HASTA UNA FRECUENCIA SUPERIOR DE 100 MHZ. ESTE CABLE CONSTA DE CUATRO PARES TRENZADOS DE HILO DE COBRE.
CATEGORÍA 6: ES UNA MEJORA DE LA CATEGORÍA ANTERIOR, PUEDE TRANSMITIR DATOS HASTA 1GBPS Y LAS CARACTERÍSTICAS DE TRANSMISIÓN DEL MEDIO ESTÁN ESPECIFICADAS HASTA UNA FRECUENCIA SUPERIOR A 250 MHZ.
CATEGORÍA 7. ES UNA MEJORA DE LA CATEGORÍA 6, PUEDE TRANSMITIR DATOS HASTA 10 GBPS Y LAS CARACTERÍSTICAS DE TRANSMISIÓN DEL MEDIO ESTÁN ESPECIFICADAS HASTA UNA FRECUENCIA SUPERIOR A 600 MHZ.
CARACTERÍSTICAS DE LA TRANSMISIÓN
ESTÁ LIMITADO EN DISTANCIA, ANCHO DE BANDA Y TASA DE DATOS. TAMBIÉN DESTACAR QUE LA ATENUACIÓN ES UNA FUNCIÓN FUERTEMENTE DEPENDIENTE DE LA FRECUENCIA. LA INTERFERENCIA Y EL RUIDO EXTERNO TAMBIÉN SON FACTORES IMPORTANTES, POR ESO SE UTILIZAN COBERTURAS EXTERNAS Y EL TRENZADO. PARA SEÑALES ANALÓGICAS SE REQUIEREN AMPLIFICADORES CADA 5 O 6 KILÓMETROS, PARA SEÑALES DIGITALES CADA 2 Ó 3. EN TRANSMISIONES DE SEÑALES ANALÓGICAS PUNTO A PUNTO, EL ANCHO
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DE BANDA PUEDE LLEGAR HASTA 250 KHZ. EN TRANSMISIÓN DE SEÑALES DIGITALES A LARGA DISTANCIA, EL DATA RATE NO ES DEMASIADO GRANDE, NO ES MUY EFECTIVO PARA ESTAS APLICACIONES.
EN REDES LOCALES QUE SOPORTAN ORDENADORES LOCALES, EL DATA RATE PUEDE LLEGAR A 10 MBPS (ETHERNET) Y 100 MBPS (FAST-ETHERNET).
EN EL CABLE PAR TRENZADO DE CUATRO PARES, NORMALMENTE SOLO SE UTILIZAN DOS PARES DE CONDUCTORES, UNO PARA RECIBIR (CABLES 3 Y 6) Y OTRO PARA TRANSMITIR (CABLES 1 Y 2), AUNQUE NO SE PUEDEN HACER LAS DOS COSAS A LA VEZ, TENIENDO UNA TRASMISIÓN HALF-DUPLEX. SI SE UTILIZAN LOS CUATRO PARES DE CONDUCTORES LA TRANSMISIÓN ES FULL-DUPLEX.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS
VENTAJAS:
BAJO COSTO EN SU CONTRATACIÓN. ALTO NÚMERO DE ESTACIONES DE TRABAJO POR SEGMENTO. FACILIDAD PARA EL RENDIMIENTO Y LA SOLUCIÓN DE
PROBLEMAS. PUEDE ESTAR PREVIAMENTE CABLEADO EN UN LUGAR O EN
CUALQUIER PARTE.
DESVENTAJAS:
ALTAS TASAS DE ERROR A ALTAS VELOCIDADES. ANCHO DE BANDA LIMITADO. BAJA INMUNIDAD AL RUIDO. BAJA INMUNIDAD AL EFECTO CROSSTALK (DIAFONÍA) ALTO COSTE DE LOS EQUIPOS. DISTANCIA LIMITADA (100 METROS POR SEGMENTO).
VARIANTES MENORES DEL CABLE PAR TRENZADO
PAR TRENZADO CARGADO: ES UN PAR TRENZADO AL CUAL SE LE AÑADE INTENCIONADAMENTE INDUCTANCIA, MUY COMÚN EN LAS LÍNEAS DE TELECOMUNICACIONES, EXCEPTO PARA ALGUNAS FRECUENCIAS. LOS INDUCTORES AÑADIDOS SON CONOCIDOS COMO BOBINAS DE CARGA Y REDUCEN LA DISTORSIÓN.
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PAR TRENZADO SIN CARGA: LOS PARES TRENZADOS SON A TÍTULO INDIVIDUAL EN RÉGIMEN DE ESCLAVO PARA AUMENTAR LA ROBUSTEZ DEL CABLE.
CABLE TRENZADO DE CINTA: ES UNA VARIANTE DEL ESTÁNDAR DE CABLE DE CINTA DONDE LOS CONDUCTORES ADYACENTES ESTÁN EN MODO ESCLAVO Y TRENZADOS. LOS PARES TRENZADOS SON LIGERAMENTE ESCLAVOS UNOS DE LOS OTROS EN FORMATO DE CINTA. PERIÓDICAMENTES A LO LARGO DE LA CINTA HAY PEQUEÑAS SECCIONES CON NO TRENZADOS HABILITADOS CONECTORES Y CABECERAS PCB PARA SER TERMINADAS USANDO LA TÍPICA TÉCNICA DE CABLE DE CINTA IDC.
FIBRA ÓPTICA
UN RAMO DE FIBRAS ÓPTICAS.
UN CABLE DE FIBRA ÓPTICA DE TOSLINK PARA AUDIO ILUMINADO DESDE UN EXTREMO.
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1 de oct.
LA FIBRA ÓPTICA ES UN MEDIO DE TRANSMISIÓN EMPLEADO HABITUALMENTE EN REDES DE DATOS; UN HILO MUY FINO DE MATERIAL TRANSPARENTE, VIDRIO O MATERIALES PLÁSTICOS, POR EL QUE SE ENVÍAN PULSOS DE LUZ QUE REPRESENTAN LOS DATOS A TRANSMITIR. EL HAZ DE LUZ QUEDA COMPLETAMENTE CONFINADO Y SE PROPAGA POR EL NÚCLEO DE LA FIBRA CON UN ÁNGULO DE REFLEXIÓN POR ENCIMA DEL ÁNGULO LÍMITE DE REFLEXIÓN TOTAL, EN FUNCIÓN DE LA LEY DE SNELL. LA FUENTE DE LUZ PUEDE SER LÁSER O UN LED.
LAS FIBRAS SE UTILIZAN AMPLIAMENTE EN TELECOMUNICACIONES, YA QUE PERMITEN ENVIAR GRAN CANTIDAD DE DATOS A UNA GRAN DISTANCIA, CON VELOCIDADES SIMILARES A LAS DE RADIO O CABLE. SON EL MEDIO DE TRANSMISIÓN POR EXCELENCIA AL SER INMUNE A LAS INTERFERENCIAS ELECTROMAGNETICAS, TAMBIÉN SE UTILIZAN PARA REDES LOCALES, EN DONDE SE NECESITE APROVECHAR LAS VENTAJAS DE LA FIBRA ÓPTICA SOBRE OTROS MEDIOS DE TRANSMISIÓN.
HISTORIA
DANIEL COLLADON10 FUE EL PRIMERO EN DESCRIBIR LA "FUENTE DE LUZ" EN EL ARTÍCULO QUE EN 1842 TITULÓ ON THE REFLECTIONS OF A
10
Daniel colladon Físico suizo quien gano el gran premio de ciencias de parís por sus investigaciones sobre la compresibilidad de los líquidos.
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RAY OF LIGHT INSIDE A PARABOLIC LIQUID STREAM. ILUSTRACIÓN DE ESTE ÚLTIMO ARTÍCULO DE COLLADON, EN 1884.
EL USO DE LA LUZ PARA LA CODIFICACIÓN DE SEÑALES NO ES NUEVO, LOS ANTIGUOS GRIEGOS USABAN ESPEJOS PARA TRANSMITIR INFORMACIÓN, DE MODO RUDIMENTARIO, USANDO LUZ SOLAR. EN 1792, CLAUDE CHAPPE DISEÑÓ UN SISTEMA DE TELEGRAFÍA ÓPTICA, QUE MEDIANTE EL USO DE UN CÓDIGO Y TORRES Y ESPEJOS DISTRIBUIDOS A LO LARGO DE LOS 200 KM QUE SEPARAN LILLE Y PARÍS, CONSEGUÍA TRANSMITIR UN MENSAJE EN TAN SÓLO 16 MINUTOS.
LA GRAN NOVEDAD APORTADA EN NUESTRA ÉPOCA ES EL HABER CONSEGUIDO ―DOMAR‖ LA LUZ, DE MODO QUE SEA POSIBLE QUE SE PROPAGUE DENTRO DE UN CABLE TENDIDO POR EL HOMBRE. EL USO DE LA LUZ GUIADA, DE MODO QUE NO EXPANDA EN TODAS DIRECCIONES, SINO EN UNA MUY CONCRETA Y PREDEFINIDA SE HA CONSEGUIDO MEDIANTE LA FIBRA ÓPTICA, QUE PODEMOS PENSAR COMO UN CONDUCTO DE VIDRIO -FIBRA DE VIDRIO ULTRA DELGADA- PROTEGIDA POR UN MATERIAL AISLANTE QUE, SIRVE PARA TRANSPORTAR LA SEÑAL LUMÍNICA DE UN PUNTO A OTRO.
ADEMÁS TIENE MUCHAS OTRAS VENTAJAS, COMO BAJAS PÉRDIDAS DE SEÑAL, TAMAÑO Y PESO REDUCIDO, INMUNIDAD FRENTE A EMISIONES ELECTROMAGNÉTICAS Y DE RADIOFRECUENCIA Y SEGURIDAD. TODOS ESTOS APARTADOS SE DESCRIBIRÁN A CONTINUACIÓN, ABRIÉNDONOS LAS PUERTAS AL DESCUBRIMIENTO DE UN NUEVO MUNDO: EL MUNDO DE LA INFORMACIÓN SIN LÍMITE DE ANCHO DE BANDA
COMO RESULTADO DE ESTUDIOS EN FÍSICA ENFOCADOS DE LA ÓPTICA, SE DESCUBRIÓ UN NUEVO MODO DE EMPLEO PARA LA LUZ LLAMADO RAYO LÁSER. ESTE ÚLTIMO ES USADO CON MAYOR VIGOR EN EL ÁREA DE LAS TELECOMUNICACIONES, DEBIDO A LO FACTIBLE QUE ES ENVIAR MENSAJES CON ALTAS VELOCIDADES Y CON UNA AMPLIA COBERTURA. SIN EMBARGO, NO EXISTÍA UN CONDUCTO PARA HACER VIAJAR LOS FOTONES ORIGINADOS POR EL LÁSER.
LA POSIBILIDAD DE CONTROLAR UN RAYO DE LUZ, DIRIGIÉNDOLO EN UNA TRAYECTORIA RECTA, SE CONOCE DESDE HACE MUCHO TIEMPO. EN 1820, AUGUSTIN-JEAN FRESNEL YA CONOCÍA LAS ECUACIONES POR LAS QUE RIGE LA CAPTURA DE LA LUZ DENTRO DE UNA PLACA DE CRISTAL LISA. SU AMPLIACIÓN A LO QUE ENTONCES SE CONOCÍA COMO CABLES DE VIDRIO FUE OBRA DE D. HONDROS Y PETER DEBYE EN 1910.
EL CONFINAMIENTO DE LA LUZ POR REFRACCIÓN, EL PRINCIPIO DE QUE POSIBILITA LA FIBRA ÓPTICA, FUE DEMOSTRADO POR DANIEL COLLADON Y JACQUES BABINET EN PARÍS EN LOS COMIENZOS DE LA DÉCADA DE 1840. EL FÍSICO IRLANDÉS JOHN TYNDALL DESCUBRIÓ QUE
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LA LUZ PODÍA VIAJAR DENTRO DE UN MATERIAL (AGUA), CURVÁNDOSE POR REFLEXIÓN INTERNA, Y EN 1870 PRESENTÓ SUS ESTUDIOS ANTE LOS MIEMBROS DE LA REAL SOCIEDAD.1 A PARTIR DE ESTE PRINCIPIO SE LLEVARON A CABO UNA SERIE DE ESTUDIOS, EN LOS QUE DEMOSTRARON EL POTENCIAL DEL CRISTAL COMO MEDIO EFICAZ DE TRANSMISIÓN A LARGA DISTANCIA. ADEMÁS, SE DESARROLLARON UNA SERIE DE APLICACIONES BASADAS EN DICHO PRINCIPIO PARA ILUMINAR CORRIENTES DEL AGUA EN FUENTES PÚBLICAS. MÁS TARDE, J. L. BAIRD REGISTRÓ PATENTES QUE DESCRIBÍAN LA UTILIZACIÓN DE BASTONES SÓLIDOS DE VIDRIO EN LA TRASMISIÓN DE LUZ, PARA SU EMPLEO EN UN PRIMITIVO SISTEMA DE TELEVISIÓN DE COLORES. EL GRAN PROBLEMA, SIN EMBARGO, ES QUE LAS TÉCNICAS Y LOS MATERIALES USADOS NO PERMITÍAN LA TRASMISIÓN DE LUZ CON BUEN RENDIMIENTO. LAS PÉRDIDAS ERAN TAN GRANDES Y NO HABÍA DISPOSITIVOS DE ACOPLAMIENTO ÓPTICO.
SOLAMENTE EN 1950 LAS FIBRAS ÓPTICAS COMENZARON A INTERESAR A LOS INVESTIGADORES, CON MUCHAS APLICACIONES PRÁCTICAS QUE ESTABAN SIENDO DESARROLLADAS. EN 1952, EL FÍSICO NARINDER SINGH KAPANY, APOYÁNDOSE EN LOS ESTUDIOS DE JOHN TYNDALL, REALIZÓ EXPERIMENTOS QUE CONDUJERON A LA INVENCIÓN DE LA FIBRA ÓPTICA.
UNO DE LOS PRIMEROS USOS DE LA FIBRA ÓPTICA FUE EMPLEAR UN HAZ DE FIBRAS PARA LA TRANSMISIÓN DE IMÁGENES, QUE SE USÓ EN EL ENDOSCOPIO MÉDICO. USANDO LA FIBRA ÓPTICA, SE CONSIGUIÓ UN ENDOSCOPIO SEMIFLEXIBLE, EL CUAL FUE PATENTADO POR LA UNIVERSIDAD DE MÍCHIGAN EN 1956. EN ESTE INVENTO SE USARON UNAS NUEVAS FIBRAS FORRADAS CON UN MATERIAL DE BAJO ÍNDICE DE REFRACCIÓN, YA QUE ANTES SE IMPREGNABAN CON ACEITES O CERAS. EN ESTA MISMA ÉPOCA, SE EMPEZARON A UTILIZAR FILAMENTOS DELGADOS COMO EL PELO QUE TRANSPORTABAN LUZ A DISTANCIAS CORTAS, TANTO EN LA INDUSTRIA COMO EN LA MEDICINA, DE FORMA QUE LA LUZ PODÍA LLEGAR A LUGARES QUE DE OTRA FORMA SERÍAN INACCESIBLES. EL ÚNICO PROBLEMA ERA QUE ESTA LUZ PERDÍA HASTA EL 99% DE SU INTENSIDAD AL ATRAVESAR DISTANCIAS DE HASTA DE 9 METROS DE FIBRA.
CHARLES K. KAO, EN SU TESIS DOCTORAL DE 1956, ESTIMÓ QUE LAS MÁXIMAS PÉRDIDAS QUE DEBERÍA TENER LA FIBRA ÓPTICA, PARA QUE RESULTARA PRÁCTICA EN ENLACES DE COMUNICACIONES, ERAN DE 20 DB/KM.
EN 1966, EN UN COMUNICADO DIRIGIDO A LA ASOCIACIÓN BRITÁNICA PARA EL AVANCE DE LA CIENCIA, LOS INVESTIGADORES CHARLES K. KAO Y G. A. HOCKHAM, DE LOS LABORATORIOS DE STANDARD TELECOMMUNICATIONS, EN INGLATERRA, AFIRMARON QUE SE PODÍA
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DISPONER DE FIBRAS DE UNA TRANSPARENCIA MAYOR Y PROPUSIERON EL USO DE FIBRAS DE VIDRIO Y LUZ, EN LUGAR DE ELECTRICIDAD Y CONDUCTORES METÁLICOS, EN LA TRASMISIÓN DE MENSAJES TELEFÓNICOS. LA OBTENCIÓN DE TALES FIBRAS EXIGIÓ GRANDES ESFUERZOS DE LOS INVESTIGADORES, YA QUE LAS FIBRAS HASTA ENTONCES PRESENTABAN PÉRDIDAS DE ORDEN DE 100 DB POR KILÓMETRO, ADEMÁS DE UNA BANDA PASANTE ESTRECHA Y UNA ENORME FRAGILIDAD MECÁNICA. ESTE ESTUDIO CONSTITUYÓ LA BASE PARA MEJORAR LAS PÉRDIDAS DE LAS SEÑALES ÓPTICAS QUE HASTA EL MOMENTO ERAN MUY SIGNIFICATIVAS Y NO PERMITÍAN EL APROVECHAMIENTO DE ESTA TECNOLOGÍA. EN UN ARTÍCULO TEÓRICO, DEMOSTRARON QUE LAS GRANDES PÉRDIDAS CARACTERÍSTICAS DE LAS FIBRAS EXISTENTES SE DEBÍAN A IMPUREZAS DIMINUTAS INTRÍNSECAS DEL CRISTAL. MIENTRAS TANTO, COMO RESULTADO DE LOS ESFUERZOS, SE HICIERON NUEVAS FIBRAS CON ATENUACIÓN DE 20 DB POR KILÓMETRO Y UNA BANDA PASANTE DE 1 GHZ PARA UN LARGO DE 1 KM, CON LA PERSPECTIVA DE SUSTITUIR LOS CABLES COAXIALES. LA UTILIZACIÓN DE FIBRAS DE 100 µM DE DIÁMETRO, ENVUELTAS EN NYLON RESISTENTE, PERMITIRÍAN LA CONSTRUCCIÓN DE HILOS TAN FUERTES QUE NO PODÍAN ROMPERSE CON LAS MANOS. HOY YA EXISTEN FIBRAS ÓPTICAS CON ATENUACIONES TAN PEQUEÑAS DE HASTA 1 DB POR KILÓMETRO, LO QUE ES MUCHÍSIMO MENOR A LAS PÉRDIDAS DE UN CABLE COAXIAL.
EL ARTÍCULO DE KAO-HOCKMAN ESTIMULÓ A ALGUNOS INVESTIGADORES A PRODUCIR DICHAS FIBRAS CON BAJAS PÉRDIDAS. EL GRAN AVANCE SE PRODUJO EN 1970, CUANDO LOS INVESTIGADORES MAURER, KECK, SCHULTZ Y ZIMAR QUE TRABAJABAN PARA CORNING GLASS, FABRICARON LA PRIMERA FIBRA ÓPTICA APLICANDO IMPUREZAS DE TITANIO EN SÍLICE, CON CIENTOS DE METROS DE LARGO CON LA CLARIDAD CRISTALINA QUE KAO Y HOCKMAN HABÍAN PROPUESTO. LAS PÉRDIDAS ERAN DE 17 DB/KM. DURANTE ESTA DÉCADA LAS TÉCNICAS DE FABRICACIÓN SE MEJORARON, CONSIGUIENDO PÉRDIDAS DE TAN SOLO 0,5 DB/KM.
POCO DESPUÉS, PANISH Y HAYASHI, DE LOS LABORATORIOS BELL, MOSTRARON UN LÁSER DE SEMICONDUCTORES QUE PODÍA FUNCIONAR CONTINUAMENTE A TEMPERATURA AMBIENTE. EN 1978 YA SE TRANSMITÍA A 10 GB KM/SEGUNDOS. ADEMÁS, JOHN MACCHESNEY Y SUS COLABORADORES, TAMBIÉN DE LOS LABORATORIOS BELL, DESARROLLARON INDEPENDIENTEMENTE MÉTODOS DE PREPARACIÓN DE FIBRAS. TODAS ESTAS ACTIVIDADES MARCARON UN PUNTO DECISIVO YA QUE AHORA, EXISTÍAN LOS MEDIOS PARA LLEVAR LAS COMUNICACIONES DE FIBRA ÓPTICA FUERA DE LOS LABORATORIOS, AL CAMPO DE LA INGENIERÍA HABITUAL. DURANTE LA SIGUIENTES DÉCADA, A MEDIDA QUE CONTINUABAN LAS INVESTIGACIONES, LAS FIBRAS ÓPTICAS MEJORARON CONSTANTEMENTE SU TRANSPARENCIA.
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EL 22 DE ABRIL DE 1977, GENERAL TELEPHONE AND ELECTRONICS ENVIÓ LA PRIMERA TRANSMISIÓN TELEFÓNICA A TRAVÉS DE FIBRA ÓPTICA, EN 6 MBIT/S, EN LONG BEACH, CALIFORNIA.
EL AMPLIFICADOR QUE MARCÓ UN ANTES Y UN DESPUÉS EN EL USO DE LA FIBRA ÓPTICA EN CONEXIONES INTERURBANAS, REDUCIENDO EL COSTE DE ELLAS, FUE EL AMPLIFICADOR ÓPTICO INVENTADO POR DAVID PAYNE, DE LA UNIVERSIDAD DE SOUTHAMPTON, Y POR EMMANUEL DESURVIRE EN LOS LABORATORIOS BELL. A AMBOS SE LES CONCEDIÓ LA MEDALLA BENJAMIN FRANKLIN EN 1988.
CABLE SUBMARINO DE FIBRA ÓPTICA.
EN 1980, LAS MEJORES FIBRAS ERAN TAN TRANSPARENTE QUE UNA SEÑAL PODÍA ATRAVESAR 240 KILÓMETROS DE FIBRA ANTES DE DEBILITARSE HASTA SER INDETECTABLE. PERO LAS FIBRAS ÓPTICAS CON ESTE GRADO DE TRANSPARENCIA NO SE PODÍAN FABRICAR USANDO MÉTODOS TRADICIONALES. EL GRAN AVANCE SE PRODUJO CUANDO SE DIERON CUENTA DE QUE EL CRISTAL DE SÍLICE PURO, SIN NINGUNA IMPUREZA DE METAL QUE ABSORBIESE LUZ, SOLAMENTE SE PODÍA FABRICAR DIRECTAMENTE A PARTIR DE COMPONENTES DE VAPOR, EVITANDO DE ESTA FORMA LA CONTAMINACIÓN QUE INEVITABLEMNTE RESULTABA DEL USO CONVENCIONAL DE LOS CRISOLES DE FUNDICIÓN. EL PROGRESO SE CENTRABA AHORA EN SELECCIONAR EL EQUILIBRIO CORRECTO DE COMPONENTES DEL VAPOR Y OPTIMIZAR SUS REACCIONES. LA TECNOLOGÍA EN DESARROLLO SE BASABA PRINCIPALMENTE EN EL CONOCIMIENTO DE LA TERMODINÁMICA QUÍMICA, UNA CIENCIA PERFECCIONADA POR TRES GENERACIONES DE QUÍMICOS DESDE SU ADOPCIÓN ORIGINAL POR PARTE DE WILLARD GIBBS, EN EL SIGLO XIX.
TAMBIÉN EN 1980, AT&T PRESENTÓ A LA COMISIÓN FEDERAL DE COMUNICACIONES DE LOS ESTADOS UNIDOS UN PROYECTO DE UN SISTEMA DE 978 KILÓMETROS QUE CONECTARÍA LAS PRINCIPALES
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CIUDADES DEL CORREDOR QUE IBA DE BOSTON A WASHINGTON. CUATRO AÑOS DESPUÉS, CUANDO EL SISTEMA COMENZÓ A FUNCIONAR, SU CABLE, DE MENOS DE 25 CENTÍMETROS DE DIÁMETRO, PROPORCIONABA 80.000 CANALES DE VOZ PARA CONVERSACIONES TELEFÓNICAS SIMULTÁNEAS. PARA ENTONCES, LA LONGITUD TOTAL DE LOS CABLES DE FIBRA ÚNICAMENTE EN LOS ESTADOS UNIDOS ALCANZABA 400.000 KILÓMETROS (LO SUFICIENTE PARA LLEGAR A LA LUNA).
PRONTO, CABLES SIMILARES ATRAVESARON LOS OCÉANOS DEL MUNDO. EL PRIMER ENLACE TRANSOCEÁNICO CON FIBRA ÓPTICA FUE EL TAT-8 QUE COMENZÓ A OPERAR EN 1988, USANDO UN CRISTAL TAN TRANSPARENTE QUE LOS AMPLIFICADORES PARA REGENERAR LAS SEÑALES DÉBILES SE PODÍAN COLOCAR A DISTANCIAS DE MÁS DE 64 KILÓMETROS. TRES AÑOS DESPUÉS, OTRO CABLE TRANSATLÁNTICO DUPLICÓ LA CAPACIDAD DEL PRIMERO. LOS CABLES QUE CRUZAN EL PACÍFICO TAMBIÉN HAN ENTRADO EN FUNCIONAMIENTO. DESDE ENTONCES, SE HA EMPLEADO FIBRA ÓPTICA EN MULTITUD DE ENLACES TRANSOCEÁNICOS O ENTRE CIUDADES, Y PAULATINAMENTE SE VA EXTENDIENDO SU USO DESDE LAS REDES TRONCALES DE LAS OPERADORAS HACIA LOS USUARIOS FINALES.
HOY EN DÍA, DEBIDO A SUS MÍNIMAS PÉRDIDAS DE SEÑAL Y A SUS ÓPTIMAS PROPIEDADES DE ANCHO DE BANDA, LA FIBRA ÓPTICA PUEDE SER USADA A DISTANCIAS MÁS LARGAS QUE EL CABLE DE COBRE. ADEMÁS, LA FIBRAS POR SU PESO Y TAMAÑO REDUCIDO, HACE QUE SEA MUY ÚTIL EN ENTORNOS DONDE EL CABLE DE COBRE SERÍA IMPRACTICABLE .
APLICACIONES
SU USO ES MUY VARIADO: DESDE COMUNICACIONES DIGITALES, PASANDO POR SENSORES Y LLEGANDO A USOS DECORATIVOS, COMO ÁRBOLES DE NAVIDAD, VELADORES Y OTROS ELEMENTOS SIMILARES. APLICACIONES DE LA FIBRA MONOMODO: CABLES SUBMARINOS, CABLES INTERURBANOS, ETC.
COMUNICACIONES CON FIBRA ÓPTICA
LA FIBRA ÓPTICA SE EMPLEA COMO MEDIO DE TRANSMISIÓN PARA LAS REDES DE TELECOMUNICACIONES, YA QUE POR SU FLEXIBILIDAD LOS CONDUCTORES ÓPTICOS PUEDEN AGRUPARSE FORMANDO CABLES. LAS FIBRAS USADAS EN ESTE CAMPO SON DE PLÁSTICO O DE VIDRIO, Y ALGUNAS VECES DE LOS DOS TIPOS. PARA USOS INTERURBANOS SON DE VIDRIO, POR LA BAJA ATENUACIÓN QUE TIENEN.
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PARA LAS COMUNICACIONES SE EMPLEAN FIBRAS MULTIMODO Y MONOMODO, USANDO LAS MULTIMODO PARA DISTANCIAS CORTAS (HASTA 5000 M) Y LAS MONOMODO PARA ACOPLAMIENTOS DE LARGA DISTANCIA. DEBIDO A QUE LAS FIBRAS MONOMODO SON MÁS SENSIBLES A LOS EMPALMES, SOLDADURAS Y CONECTORES, LAS FIBRAS Y LOS COMPONENTES DE ÉSTAS SON DE MAYOR COSTO QUE LOS DE LAS FIBRAS MULTIMODO.
SENSORES DE FIBRA ÓPTICA
LAS FIBRAS ÓPTICAS SE PUEDEN UTILIZAR COMO SENSORES PARA MEDIR LA TENSIÓN, LA TEMPERATURA, LA PRESIÓN Y OTROS PARÁMETROS. EL TAMAÑO PEQUEÑO Y EL HECHO DE QUE POR ELLAS NO CIRCULA CORRIENTE ELÉCTRICA LE DA CIERTAS VENTAJAS RESPECTO AL SENSOR ELÉCTRICO.
LAS FIBRAS ÓPTICAS SE UTILIZAN COMO HIDRÓFONOS PARA LOS SISMOS O APLICACIONES DE SÓNAR. SE HA DESARROLLADO SISTEMAS HIDROFÓNICOS CON MÁS DE 100 SENSORES USANDO LA FIBRA ÓPTICA. LOS HIDRÓFONOS SON USADOS POR LA INDUSTRIA DE PETRÓLEO ASÍ COMO LAS MARINAS DE GUERRA DE ALGUNOS PAÍSES. LA COMPAÑÍA ALEMANA SENNHEISER DESARROLLÓ UN MICRÓFONO QUE TRABAJABA CON UN LÁSER Y LAS FIBRAS ÓPTICAS.
LOS SENSORES DE FIBRA ÓPTICA PARA LA TEMPERATURA Y LA PRESIÓN SE HAN DESARROLLADO PARA POZOS PETROLÍFEROS. ESTOS SENSORES PUEDEN TRABAJAR A MAYORES TEMPERATURAS QUE LOS SENSORES DE SEMICONDUCTORES.
OTRO USO DE LA FIBRA ÓPTICA COMO UN SENSOR ES EL GIROSCOPIO ÓPTICO QUE USA EL BOEING 767 Y EL USO EN MICROSENSORES DEL HIDRÓGENO.
ILUMINACIÓN
OTRO USO QUE LE PODEMOS DAR A LA FIBRA ÓPTICA ES EL DE ILUMINAR CUALQUIER ESPACIO. DEBIDO A LAS VENTAJAS QUE ESTE TIPO DE ILUMINACIÓN REPRESENTA EN LOS ÚLTIMOS AÑOS HA EMPEZADO A SER MUY UTILIZADO.
ENTRE LAS VENTAJAS DE LA ILUMINACIÓN POR FIBRA PODEMOS MENCIONAR:
AUSENCIA DE ELECTRICIDAD Y CALOR: ESTO SE DEBE A QUE LA FIBRA SÓLO TIENE LA CAPACIDAD DE TRANSMITIR LOS HACES DE
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LUZ ADEMÁS DE QUE LA LÁMPARA QUE ILUMINA LA FIBRA NO ESTÁ EN CONTACTO DIRECTO CON LA MISMA.
SE PUEDE CAMBIAR DE COLOR LA ILUMINACIÓN SIN NECESIDAD DE CAMBIAR LA LÁMPARA: ESTO SE DEBE A QUE LA FIBRA PUEDE TRANSPORTAR EL HAZ DE LUZ DE CUALQUIER COLOR SIN IMPORTAR EL COLOR DE LA FIBRA.
CON UNA LÁMPARA SE PUEDE HACER UNA ILUMINACIÓN MÁS AMPLIA POR MEDIO DE FIBRA: ESTO ES DEBIDO A QUE CON UNA LÁMPARA SE PUEDE ILUMINAR VARIAS FIBRAS Y COLOCARLAS EN DIFERENTES LUGARES.
MÁS USOS DE LA FIBRA ÓPTICA
SE PUEDE USAR COMO UNA GUÍA DE ONDA EN APLICACIONES MÉDICAS O INDUSTRIALES EN LAS QUE ES NECESARIO GUIAR UN HAZ DE LUZ HASTA UN BLANCO QUE NO SE ENCUENTRA EN LA LÍNEA DE VISIÓN.
LA FIBRA ÓPTICA SE PUEDE EMPLEAR COMO SENSOR PARA MEDIR TENSIONES, TEMPERATURA, PRESIÓN ASÍ COMO OTROS PARÁMETROS.
ES POSIBLE USAR LATIGUILLOS DE FIBRA JUNTO CON LENTES PARA FABRICAR INSTRUMENTOS DE VISUALIZACIÓN LARGOS Y DELGADOS LLAMADOS ENDOSCOPIOS. LOS ENDOSCOPIOS SE USAN EN MEDICINA PARA VISUALIZAR OBJETOS A TRAVÉS DE UN AGUJERO PEQUEÑO. LOS ENDOSCOPIOS INDUSTRIALES SE USAN PARA PROPÓSITOS SIMILARES, COMO POR EJEMPLO, PARA INSPECCIONAR EL INTERIOR DE TURBINAS.
LAS FIBRAS ÓPTICAS SE HAN EMPLEADO TAMBIÉN PARA USOS DECORATIVOS INCLUYENDO ILUMINACIÓN, ÁRBOLES DE NAVIDAD.
LÍNEAS DE ABONADO LAS FIBRAS ÓPTICAS SON MUY USADAS EN EL CAMPO DE LA
ILUMINACIÓN. PARA EDIFICIOS DONDE LA LUZ PUEDE SER RECOGIDA EN LA AZOTEA Y SER LLEVADA MEDIANTE FIBRA ÓPTICA A CUALQUIER PARTE DEL EDIFICIO.
TAMBIÉN ES UTILIZADA PARA TRUCAR EL SISTEMA SENSORIAL DE LOS TAXIS PROVOCANDO QUE EL TAXÍMETRO (ALGUNOS LE LLAMAN CUENTAFICHAS) NO MARQUE EL COSTO REAL DEL VIAJE.
SE EMPLEA COMO COMPONENTE EN LA CONFECCIÓN DEL HORMIGÓN TRANSLÚCIDO, INVENCIÓN CREADA POR EL ARQUITECTO HÚNGARO RON LOSONCZI, QUE CONSISTE EN UNA MEZCLA DE HORMIGÓN Y FIBRA ÓPTICA FORMANDO UN NUEVO MATERIAL QUE OFRECE LA RESISTENCIA DEL HORMIGÓN PERO ADICIONALMENTE, PRESENTA LA PARTICULARIDAD DE DEJAR TRASPASAR LA LUZ DE PAR EN PAR.
CARACTERÍSTICAS
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LA FIBRA ÓPTICA ES UNA GUÍA DE ONDAS DIELÉCTRICA QUE OPERA A FRECUENCIAS ÓPTICAS.
NÚCLEO Y REVESTIMIENTO DE LA FIBRA ÓPTICA.
CADA FILAMENTO CONSTA DE UN NÚCLEO CENTRAL DE PLÁSTICO O CRISTAL (ÓXIDO DE SILICIO Y GERMANIO) CON UN ALTO ÍNDICE DE REFRACCIÓN, RODEADO DE UNA CAPA DE UN MATERIAL SIMILAR CON UN ÍNDICE DE REFRACCIÓN LIGERAMENTE MENOR. CUANDO LA LUZ LLEGA A UNA SUPERFICIE QUE LIMITA CON UN ÍNDICE DE REFRACCIÓN MENOR, SE REFLEJA EN GRAN PARTE, CUANTO MAYOR SEA LA DIFERENCIA DE ÍNDICES Y MAYOR EL ÁNGULO DE INCIDENCIA, SE HABLA ENTONCES DE REFLEXIÓN INTERNA TOTAL.
EN EL INTERIOR DE UNA FIBRA ÓPTICA, LA LUZ SE VA REFLEJANDO CONTRA LAS PAREDES EN ÁNGULOS MUY ABIERTOS, DE TAL FORMA QUE PRÁCTICAMENTE AVANZA POR SU CENTRO. DE ESTE MODO, SE PUEDEN GUIAR LAS SEÑALES LUMINOSAS SIN PÉRDIDAS POR LARGAS DISTANCIAS.
A LO LARGO DE TODA LA CREACIÓN Y DESARROLLO DE LA FIBRA ÓPTICA, ALGUNAS DE SUS CARACTERÍSTICAS HAN IDO CAMBIANDO PARA MEJORARLA. LAS CARACTERÍSTICAS MÁS DESTACABLES DE LA FIBRA ÓPTICA EN LA ACTUALIDAD SON:
COBERTURA MÁS RESISTENTE: LA CUBIERTA CONTIENE UN 25% MÁS MATERIAL QUE LAS CUBIERTAS CONVENCIONALES.
USO DUAL (INTERIOR Y EXTERIOR): LA RESISTENCIA AL AGUA Y EMISIONES ULTRAVIOLETA, LA CUBIERTA RESISTENTE Y EL FUNCIONAMIENTO AMBIENTAL EXTENDIDO DE LA FIBRA ÓPTICA CONTRIBUYEN A UNA MAYOR CONFIABILIDAD DURANTE EL TIEMPO DE VIDA DE LA FIBRA.
MAYOR PROTECCIÓN EN LUGARES HÚMEDOS: SE COMBATE LA INTRUSIÓN DE LA HUMEDAD EN EL INTERIOR DE LA FIBRA CON MÚLTIPLES CAPAS DE PROTECCIÓN ALREDEDOR DE ÉSTA, LO QUE PROPORCIONA A LA FIBRA, UNA MAYOR VIDA ÚTIL Y CONFIABILIDAD EN LUGARES HÚMEDOS.
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EMPAQUETADO DE ALTA DENSIDAD: CON EL MÁXIMO NÚMERO DE FIBRAS EN EL MENOR DIÁMETRO POSIBLE SE CONSIGUE UNA MÁS RÁPIDA Y MÁS FÁCIL INSTALACIÓN, DONDE EL CABLE DEBE ENFRENTAR DOBLECES AGUDOS Y ESPACIOS ESTRECHOS. SE HA LLEGADO A CONSEGUIR UN CABLE CON 72 FIBRAS DE CONSTRUCCIÓN SÚPER DENSA CUYO DIÁMETRO ES UN 50% MENOR AL DE LOS CABLES CONVENCIONALES.
FUNCIONAMIENTO
LOS PRINCIPIOS BÁSICOS DE SU FUNCIONAMIENTO SE JUSTIFICAN APLICANDO LAS LEYES DE LA ÓPTICA GEOMÉTRICA, PRINCIPALMENTE, LA LEY DE LA REFRACCIÓN (PRINCIPIO DE REFLEXIÓN INTERNA TOTAL) Y LA LEY DE SNELL.
SU FUNCIONAMIENTO SE BASA EN TRANSMITIR POR EL NÚCLEO DE LA FIBRA UN HAZ DE LUZ, TAL QUE ESTE NO ATRAVIESE EL REVESTIMIENTO, SINO QUE SE REFLEJE Y SE SIGA PROPAGANDO. ESTO SE CONSIGUE SI EL ÍNDICE DE REFRACCIÓN DEL NÚCLEO ES MAYOR AL ÍNDICE DE REFRACCIÓN DEL REVESTIMIENTO, Y TAMBIÉN SI EL ÁNGULO DE INCIDENCIA ES SUPERIOR AL ÁNGULO LIMITE.
VENTAJAS
1.- UNA BANDA DE PASO MUY ANCHA, LO QUE PERMITE FLUJOS MUY ELEVADOS (DEL ORDEN DEL GHZ).
2.- PEQUEÑO TAMAÑO, POR TANTO OCUPA POCO ESPACIO.
3.- GRAN FLEXIBILIDAD, EL RADIO DE CURVATURA PUEDE SER INFERIOR A 1 CM, LO QUE FACILITA LA INSTALACIÓN ENORMEMENTE.
4.- GRAN LIGEREZA, EL PESO ES DEL ORDEN DE ALGUNOS GRAMOS POR KILÓMETRO, LO QUE RESULTA UNAS NUEVE VECES MENOS QUE EL DE UN CABLE CONVENCIONAL.
5.- INMUNIDAD TOTAL A LAS PERTURBACIONES DE ORIGEN ELECTROMAGNÉTICO, LO QUE IMPLICA UNA CALIDAD DE TRANSMISIÓN MUY BUENA, YA QUE LA SEÑAL ES INMUNE A LAS TORMENTAS, CHISPORROTEO...
6.- GRAN SEGURIDAD: LA INTRUSIÓN EN UNA FIBRA ÓPTICA ES FÁCILMENTE DETECTABLE POR EL DEBILITAMIENTO DE LA ENERGÍA LUMINOSA EN RECEPCIÓN, ADEMÁS, NO RADIA NADA, LO QUE ES PARTICULARMENTE INTERESANTE PARA APLICACIONES QUE REQUIEREN ALTO NIVEL DE CONFIDENCIALIDAD.
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7.- NO PRODUCE INTERFERENCIAS.
8.- INSENSIBILIDAD A LOS PARÁSITOS, LO QUE ES UNA PROPIEDAD PRINCIPALMENTE UTILIZADA EN LOS MEDIOS INDUSTRIALES FUERTEMENTE PERTURBADOS (POR EJEMPLO, EN LOS TÚNELES DEL METRO). ESTA PROPIEDAD TAMBIÉN PERMITE LA COEXISTENCIA POR LOS MISMOS CONDUCTOS DE CABLES ÓPTICOS NO METÁLICOS CON LOS CABLES DE ENERGÍA ELÉCTRICA.
9.- ATENUACIÓN MUY PEQUEÑA INDEPENDIENTE DE LA FRECUENCIA, LO QUE PERMITE SALVAR DISTANCIAS IMPORTANTES SIN ELEMENTOS ACTIVOS INTERMEDIOS.
10.- GRAN RESISTENCIA MECÁNICA (RESISTENCIA A LA TRACCIÓN, LO QUE FACILITA LA INSTALACIÓN).
11.- RESISTENCIA AL CALOR, FRÍO, CORROSIÓN.
12.- FACILIDAD PARA LOCALIZAR LOS CORTES GRACIAS A UN PROCESO BASADO EN LA TELEMETRÍA, LO QUE PERMITE DETECTAR RÁPIDAMENTE EL LUGAR Y POSTERIOR REPARACIÓN DE LA AVERÍA, SIMPLIFICANDO LA LABOR DE MANTENIMIENTO.
DESVENTAJAS
A PESAR DE LAS VENTAJAS ANTES ENUMERADAS, LA FIBRA ÓPTICA PRESENTA UNA SERIE DE DESVENTAJAS FRENTE A OTROS MEDIOS DE TRANSMISIÓN, SIENDO LAS MÁS RELEVANTES LAS SIGUIENTES:
LA ALTA FRAGILIDAD DE LAS FIBRAS. NECESIDAD DE USAR TRANSMISORES Y RECEPTORES MÁS CAROS. LOS EMPALMES ENTRE FIBRAS SON DIFÍCILES DE REALIZAR,
ESPECIALMENTE EN EL CAMPO, LO QUE DIFICULTA LAS REPARACIONES EN CASO DE RUPTURA DEL CABLE.
NO PUEDE TRANSMITIR ELECTRICIDAD PARA ALIMENTAR REPETIDORES INTERMEDIOS.
LA NECESIDAD DE EFECTUAR, EN MUCHOS CASOS, PROCESOS DE CONVERSIÓN ELÉCTRICA-ÓPTICA.
LA FIBRA ÓPTICA CONVENCIONAL NO PUEDE TRANSMITIR POTENCIAS ELEVADAS.2
NO EXISTEN MEMORIAS ÓPTICAS.
ASÍ MISMO, EL COSTO DE LA FIBRA SÓLO SE JUSTIFICA CUANDO SU GRAN CAPACIDAD DE ANCHO DE BANDA Y BAJA ATENUACIÓN SON REQUERIDOS. PARA BAJO ANCHO DE BANDA PUEDE SER UNA SOLUCIÓN MUCHO MÁS COSTOSA QUE EL CONDUCTOR DE COBRE.
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LA FIBRA ÓPTICA NO TRANSMITE ENERGÍA ELÉCTRICA, ESTO LIMITA SU APLICACIÓN DONDE EL TERMINAL DE RECEPCIÓN DEBE SER ENERGIZADO DESDE UNA LÍNEA ELÉCTRICA. LA ENERGÍA DEBE PROVEERSE POR CONDUCTORES SEPARADOS.
LAS MOLÉCULAS DE HIDRÓGENO PUEDEN DIFUNDIRSE EN LAS FIBRAS DE SILICIO Y PRODUCIR CAMBIOS EN LA ATENUACIÓN. EL AGUA CORROE LA SUPERFICIE DEL VIDRIO Y RESULTA SER EL MECANISMO MÁS IMPORTANTE PARA EL ENVEJECIMIENTO DE LA FIBRA ÓPTICA.
INCIPIENTE NORMATIVA INTERNACIONAL SOBRE ALGUNOS ASPECTOS REFERENTES A LOS PARÁMETROS DE LOS COMPONENTES, CALIDAD DE LA TRANSMISIÓN Y PRUEBAS.
TIPOS
LAS DIFERENTES TRAYECTORIAS QUE PUEDE SEGUIR UN HAZ DE LUZ EN EL INTERIOR DE UNA FIBRA SE DENOMINAN MODOS DE PROPAGACIÓN. Y SEGÚN EL MODO DE PROPAGACIÓN TENDREMOS DOS TIPOS DE FIBRA ÓPTICA: MULTIMODO Y MONOMODO.
TIPOS DE FIBRAS ÓPTICA.
FIBRA MULTIMODO
UNA FIBRA MULTIMODO ES AQUELLA EN LA QUE LOS HACES DE LUZ PUEDEN CIRCULAR POR MÁS DE UN MODO O CAMINO. ESTO SUPONE QUE NO LLEGAN TODOS A LA VEZ. UNA FIBRA MULTIMODO PUEDE TENER MÁS DE MIL MODOS DE PROPAGACIÓN DE LUZ. LAS FIBRAS MULTIMODO SE USAN COMÚNMENTE EN APLICACIONES DE CORTA DISTANCIA, MENORES A 1 KM; ES SIMPLE DE DISEÑAR Y ECONÓMICO.
EL NÚCLEO DE UNA FIBRA MULTIMODO TIENE UN ÍNDICE DE REFRACCIÓN SUPERIOR, PERO DEL MISMO ORDEN DE MAGNITUD, QUE EL REVESTIMIENTO. DEBIDO AL GRAN TAMAÑO DEL NÚCLEO DE UNA
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FIBRA MULTIMODO, ES MÁS FÁCIL DE CONECTAR Y TIENE UNA MAYOR TOLERANCIA A COMPONENTES DE MENOR PRECISIÓN.
DEPENDIENDO EL TIPO DE ÍNDICE DE REFRACCIÓN DEL NÚCLEO, TENEMOS DOS TIPOS DE FIBRA MULTIMODO:
ÍNDICE ESCALONADO: EN ESTE TIPO DE FIBRA, EL NÚCLEO TIENE UN ÍNDICE DE REFRACCIÓN CONSTANTE EN TODA LA SECCIÓN CILÍNDRICA, TIENE ALTA DISPERSIÓN MODAL.
ÍNDICE GRADUAL: MIENTRAS EN ESTE TIPO, EL ÍNDICE DE REFRACCIÓN NO ES CONSTANTE, TIENE MENOR DISPERSIÓN MODAL Y EL NÚCLEO SE CONSTITUYE DE DISTINTOS MATERIALES.
ADEMÁS, SEGÚN EL SISTEMA ISO 11801 PARA CLASIFICACIÓN DE FIBRAS MULTIMODO SEGÚN SU ANCHO DE BANDA SE INCLUYE EL FORMATO OM3 (MONOMODO SOBRE LÁSER) A LOS YA EXISTENTES OM1 Y OM2 (MONOMODOS SOBRE LED).
OM1: FIBRA 62.5/125 µM, SOPORTA HASTA GIGABIT ETHERNET (1 GBIT/S), USAN LED COMO EMISORES
OM2: FIBRA 50/125 µM, SOPORTA HASTA GIGABIT ETHERNET (1 GBIT/S), USAN LED COMO EMISORES
OM3: FIBRA 50/125 µM, SOPORTA HASTA 10 GIGABIT ETHERNET(300 M), USAN LÁSER (VCSEL) COMO EMISORES.
BAJO OM3 SE HAN CONSEGUIDO HASTA 2000 MHZ·KM (10 GBPS), ES DECIR, UNA VELOCIDADES 10 VECES MAYORES QUE CON OM1.
FIBRA MONOMODO
UNA FIBRA MONOMODO ES UNA FIBRA ÓPTICA EN LA QUE SÓLO SE PROPAGA UN MODO DE LUZ. SE LOGRA REDUCIENDO EL DIÁMETRO DEL NÚCLEO DE LA FIBRA HASTA UN TAMAÑO (8,3 A 10 MICRONES) QUE SÓLO PERMITE UN MODO DE PROPAGACIÓN. SU TRANSMISIÓN ES PARALELA AL EJE DE LA FIBRA. A DIFERENCIA DE LAS FIBRAS MULTIMODO, LAS FIBRAS MONOMODO PERMITEN ALCANZAR GRANDES DISTANCIAS (HASTA 400 KM MÁXIMO, MEDIANTE UN LÁSER DE ALTA INTENSIDAD) Y TRANSMITIR ELEVADAS TASAS DE INFORMACIÓN (DECENAS DE GB/S).
TIPOS SEGÚN SU DISEÑO
DE ACUERDO A SU DISEÑO, EXISTEN DOS TIPOS DE CABLE DE FIBRA ÓPTICA
CABLE DE ESTRUCTURA HOLGADA
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ES UN CABLE EMPLEADO TANTO PARA EXTERIORES COMO PARA INTERIORES QUE CONSTA DE VARIOS TUBOS DE FIBRA RODEANDO UN MIEMBRO CENTRAL DE REFUERZO Y PROVISTO DE UNA CUBIERTA PROTECTORA. CADA TUBO DE FIBRA, DE DOS A TRES MILÍMETROS DE DIÁMETRO, LLEVA VARIAS FIBRAS ÓPTICAS QUE DESCANSAN HOLGADAMENTE EN ÉL. LOS TUBOS PUEDEN SER HUECOS O ESTAR LLENOS DE UN GEL HIDRÓFUGO QUE ACTÚA COMO PROTECTOR ANTIHUMEDAD IMPIDIENDO QUE EL AGUA ENTRE EN LA FIBRA. EL TUBO HOLGADO AÍSLA LA FIBRA DE LAS FUERZAS MECÁNICAS EXTERIORES QUE SE EJERZAN SOBRE EL CABLE.
SU NÚCLEO SE COMPLEMENTA CON UN ELEMENTO QUE LE BRINDA RESISTENCIA A LA TRACCIÓN QUE BIEN PUEDE SER DE VARILLA FLEXIBLE METÁLICA O DIELÉCTRICA COMO ELEMENTO CENTRAL O DE HILATURAS DE ARAMIDA O FIBRA DE VIDRIO SITUADAS PERIFÉRICAMENTE.
CABLE DE ESTRUCTURA AJUSTADA
ES UN CABLE DISEÑADO PARA INSTALACIONES EN EL INTERIOR DE LOS EDIFICIOS, ES MÁS FLEXIBLE Y CON UN RADIO DE CURVATURA MÁS PEQUEÑO QUE EL QUE TIENEN LOS CABLES DE ESTRUCTURA HOLGADA.
CONTIENE VARIAS FIBRAS CON PROTECCIÓN SECUNDARIA QUE RODEAN UN MIEMBRO CENTRAL DE TRACCIÓN, TODO ELLO CUBIERTO DE UNA PROTECCIÓN EXTERIOR. CADA FIBRA TIENE UNA PROTECCIÓN PLÁSTICA EXTRUSIONADA DIRECTAMENTE SOBRE ELLA, HASTA ALCANZAR UN DIÁMETRO DE 900 µM RODEANDO AL RECUBRIMIENTO DE 250 µM DE LA FIBRA ÓPTICA. ESTA PROTECCIÓN PLÁSTICA ADEMÁS DE SERVIR COMO PROTECCIÓN ADICIONAL FRENTE AL ENTORNO, TAMBIÉN PROVEE UN SOPORTE FÍSICO QUE SERVIRÍA PARA REDUCIR SU COSTE DE INSTALACIÓN AL PERMITIR REDUCIR LAS BANDEJAS DE EMPALMES.
COMPONENTES DE LA FIBRA ÓPTICA
DENTRO DE LOS COMPONENTES QUE SE USAN EN LA FIBRA ÓPTICA CABEN DESTACAR LOS SIGUIENTES: LOS CONECTORES, EL TIPO DE EMISOR DEL HAZ DE LUZ, LOS CONVERSORES DE LUZ, ETC.
TRANSMISOR DE ENERGÍA ÓPTICA. LLEVA UN MODULADOR PARA TRANSFORMAR LA SEÑAL ELECTRÓNICA ENTRANTE A LA FRECUENCIA ACEPTADA POR LA FUENTE LUMINOSA, LA CUAL CONVIERTE LA SEÑAL ELECTRÓNICA (ELECTRONES) EN UNA SEÑAL ÓPTICA (FOTONES) QUE SE EMITE A TRAVÉS DE LA FIBRA ÓPTICA.
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DETECTOR DE ENERGÍA ÓPTICA. NORMALMENTE ES UN FOTODIODO QUE CONVIERTE LA SEÑAL ÓPTICA RECIBIDA EN ELECTRONES (ES NECESARIO TAMBIÉN UN AMPLIFICADOR PARA GENERAR LA SEÑAL)
SU COMPONENTE ES EL SILICIO Y SE CONECTA A LA FUENTE LUMINOSA Y AL DETECTOR DE ENERGÍA ÓPTICA. DICHAS CONEXIONES REQUIEREN UNA TECNOLOGÍA COMPLEJA.
TIPOS DE CONECTORES
ESTOS ELEMENTOS SE ENCARGAN DE CONECTAR LAS LÍNEAS DE FIBRA A UN ELEMENTO, YA PUEDE SER UN TRANSMISOR O UN RECEPTOR. LOS TIPOS DE CONECTORES DISPONIBLES SON MUY VARIADOS, ENTRE LOS QUE PODEMOS ENCONTRAR SE HALLAN LOS SIGUIENTES:
TIPOS DE CONECTORES DE LA FIBRA ÓPTICA.
FC, QUE SE USA EN LA TRANSMISIÓN DE DATOS Y EN LAS TELECOMUNICACIONES.
FDDI, SE USA PARA REDES DE FIBRA ÓPTICA. LC Y MT-ARRAY QUE SE UTILIZAN EN TRANSMISIONES DE ALTA
DENSIDAD DE DATOS. SC Y SC-DÚPLEX SE UTILIZAN PARA LA TRANSMISIÓN DE DATOS. ST O BFOC SE USA EN REDES DE EDIFICIOS Y EN SISTEMAS DE
SEGURIDAD.
EMISORES DEL HAZ DE LUZ
ESTOS DISPOSITIVOS SE ENCARGAN DE CONVERTIR LA SEÑAL ELÉCTRICA EN SEÑAL LUMINOSA, EMITIENDO EL HAZ DE LUZ QUE PERMITE LA TRANSMISIÓN DE DATOS, ESTOS EMISORES PUEDEN SER DE DOS TIPOS:
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LEDS. UTILIZAN UNA CORRIENTE DE 50 A 100 MA, SU VELOCIDAD ES LENTA, SOLO SE PUEDE USAR EN FIBRAS MULTIMODO, PERO SU USO ES FÁCIL Y SU TIEMPO DE VIDA ES MUY GRANDE, ADEMÁS DE SER ECONÓMICOS.
LASERS. ESTE TIPO DE EMISOR USA UNA CORRIENTE DE 5 A 40 MA, SON MUY RÁPIDOS, SE PUEDE USAR CON LOS DOS TIPOS DE FIBRA, MONOMODO Y MULTIMODO, PERO POR EL CONTRARIO SU USO ES DIFÍCIL, SU TIEMPO DE VIDA ES LARGO PERO MENOR QUE EL DE LOS LEDS Y TAMBIÉN SON MUCHO MÁS COSTOSOS.
CONVERSORES LUZ-CORRIENTE ELÉCTRICA
ESTE TIPO DE DISPOSITIVOS CONVIERTEN LAS SEÑALES LUMINOSAS QUE PROCEDEN DE LA FIBRA ÓPTICA EN SEÑALES ELÉCTRICAS. SE LIMITAN A OBTENER UNA CORRIENTE A PARTIR DE LA LUZ MODULADA INCIDENTE, ESTA CORRIENTE ES PROPORCIONAL A LA POTENCIA RECIBIDA, Y POR TANTO, A LA FORMA DE ONDA DE LA SEÑAL MODULADORA.
SE FUNDAMENTA EN EL FENÓMENO OPUESTO A LA RECOMBINACIÓN, ES DECIR, EN LA GENERACIÓN DE PARES ELECTRÓN-HUECO A PARTIR DE LOS FOTONES. EL TIPO MÁS SENCILLO DE DETECTOR CORRESPONDE A UNA UNIÓN SEMICONDUCTORA P-N.
LAS CONDICIONES QUE DEBE CUMPLIR UN FOTODETECTOR PARA SU UTILIZACIÓN EN EL CAMPO DE LAS COMUNICACIONES, SON LAS SIGUIENTES:
LA CORRIENTE INVERSA (EN AUSENCIA DE LUZ) DEBE SER MUY PEQUEÑA, PARA ASÍ PODER DETECTAR SEÑALES ÓPTICAS MUY DÉBILES (ALTA SENSIBILIDAD).
RAPIDEZ DE RESPUESTA (GRAN ANCHO DE BANDA). EL NIVEL DE RUIDO GENERADO POR EL PROPIO DISPOSITIVO HA
DE SER MÍNIMO.
HAY DOS TIPOS DE DETECTORES: LOS FOTODIODOS PIN Y LOS DE AVALANCHA APD.
DETECTORES PIN: SU NOMBRE VIENE DE QUE SE COMPONEN DE UNA UNIÓN P-N Y ENTRE ESA UNIÓN SE INTERCALA UNA NUEVA ZONA DE MATERIAL INTRÍNSECO (I), LA CUAL MEJORA LA EFICACIA DEL DETECTOR.
SE UTILIZA PRINCIPALMENTE EN SISTEMAS QUE PERMITEN UNA FÁCIL DISCRIMINACIÓN ENTRE POSIBLES NIVELES DE LUZ Y EN DISTANCIAS CORTAS.
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DETECTORES APD: LOS FOTODIODOS DE AVALANCHA SON FOTODETECTORES QUE MUESTRAN, APLICANDO UN ALTO VOLTAJE EN INVERSA, UN EFECTO INTERNO DE GANANCIA DE CORRIENTE (APROXIMADAMENTE 100), DEBIDO A LA IONIZACIÓN DE IMPACTO (EFECTO AVALANCHA). EL MECANISMO DE ESTOS DETECTORES CONSISTE EN LANZAR UN ELECTRÓN A GRAN VELOCIDAD (CON LA ENERGÍA SUFICIENTE), CONTRA UN ÁTOMO PARA QUE SEA CAPAZ DE ARRANCARLE OTRO ELECTRÓN.
ESTOS DETECTORES SE PUEDEN CLASIFICAR EN TRES TIPOS:
DE SILICIO: PRESENTAN UN BAJO NIVEL DE RUIDO Y UN RENDIMIENTO DE HASTA EL 90% TRABAJANDO EN PRIMERA VENTANA. REQUIEREN ALTA TENSIÓN DE ALIMENTACIÓN (200-300V).
DE GERMANIO: APTOS PARA TRABAJAR CON LONGITUDES DE ONDA COMPRENDIDAS ENTRE 1000 Y 1300 NM Y CON UN RENDIMIENTO DEL 70%.
DE COMPUESTOS DE LOS GRUPOS III Y V.
CABLES DE FIBRA ÓPTICA
SECCIÓN DE UN CABLE DE FIBRA ÓPTICA.
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CONECTORES DE CABLE DE FIBRA ÓPTICA.
UN CABLE DE FIBRA ÓPTICA ESTA COMPUESTO POR UN GRUPO DE FIBRAS ÓPTICAS POR EL CUAL SE TRANSMITEN SEÑALES LUMINOSAS. LAS FIBRAS ÓPTICAS COMPARTEN SU ESPACIO CON HILADURAS DE ARAMIDA QUE LE CONFIEREN LA NECESARIA RESISTENCIA A LA TRACCIÓN.
LOS CABLES DE FIBRA ÓPTICA PROPORCIONAN UNA ALTERNATIVA SOBRE LOS COAXIALES EN LA INDUSTRIA DE LA ELECTRÓNICA Y LAS TELECOMUNICACIONES. ASÍ, UN CABLE CON 8 FIBRAS ÓPTICAS TIENE UN TAMAÑO BASTANTE MÁS PEQUEÑO QUE LOS UTILIZADOS HABITUALMENTE, PUEDE SOPORTAR LAS MISMAS COMUNICACIONES QUE 60 CABLES DE 1623 PARES DE COBRE O 4 CABLES COAXIALES DE 8 TUBOS, TODO ELLO CON UNA DISTANCIA ENTRE REPETIDORES MUCHO MAYOR.
POR OTRO LADO, EL PESO DEL CABLE DE FIBRA ÓPTICA ES MUCHÍSIMO MENOR QUE EL DE LOS COAXIALES, YA QUE UNA BOBINA DEL CABLE DE 8 FIBRAS ANTES CITADO PUEDE PESAR DEL ORDEN DE 30 KG/KM, LO QUE PERMITE EFECTUAR TENDIDOS DE 2 A 4 KM DE UNA SOLA VEZ, MIENTRAS QUE EN EL CASO DE LOS CABLES DE COBRE NO SON PRÁCTICAS DISTANCIAS SUPERIORES A 250 - 300 M.
LA ―FIBRA ÓPTICA‖ NO SE SUELE EMPLEAR TAL Y COMO SE OBTIENE TRAS SU PROCESO DE CREACIÓN (TAN SÓLO CON EL REVESTIMIENTO PRIMARIO), SINO QUE HAY QUE DOTARLA DE DE MÁS ELEMENTOS DE
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REFUERZO QUE PERMITAN SU INSTALACIÓN SIN PONER EN RIESGO AL VIDRIO QUE LA CONFORMA. ES UN PROCESO DIFÍCIL DE LLEVAR A CABO, YA QUE EL VIDRIO ES QUEBRADIZO Y POCO DÚCTIL. ADEMÁS, LA SECCIÓN DE LA FIBRA ES MUY PEQUEÑA, POR LO QUE LA RESISTENCIA QUE OFRECE A ROMPERSE ES PRÁCTICAMENTE NULA. ES POR TANTO NECESARIO PROTEGERLA MEDIANTE LA ESTRUCTURA QUE DENOMINAMOS CABLE.
LAS FUNCIONES DEL CABLE
LAS FUNCIONES DEL CABLE DE FIBRA ÓPTICA SON VARIAS. ACTÚA COMO ELEMENTO DE PROTECCIÓN DE LA FIBRA/S ÓPTICA/S QUE HAY EN SU INTERIOR FRENTE A DAÑOS Y FRACTURAS QUE PUEDAN PRODUCIRSE TANTO EN EL MOMENTO DE SU INSTALACIÓN COMO A LO LARGO DE LA VIDA ÚTIL DE ÉSTA. ADEMÁS,PROPORCIONA SUFICIENTE CONSISTENCIA MECÁNICA PARA QUE PUEDA MANEJARSE EN LAS MISMAS CONDICIONES DE TRACCIÓN, COMPRESIÓN, TORSIÓN Y MEDIOAMBIENTALES QUE LOS CABLES DE CONDUCTORES. PARA ELLO INCORPORAN ELEMENTOS DE REFUERZO Y AISLAMIENTO FRENTE AL EXTERIOR.
INSTALACIÓN Y EXPLOTACIÓN
REFERENTE A LA INSTALACIÓN Y EXPLOTACIÓN DEL CABLE, NOS ENCONTRAMOS FRENTE A LA CUESTIÓN ESENCIAL DE QUÉ TENSIÓN ES LA MÁXIMA QUE DEBE ADMITIRSE DURANTE EL TENDIDO PARA QUE EL CABLE NO SE ROMPA Y SE GARANTICE UNA VIDA MEDIA DE UNOS 20 AÑOS.
TÉCNICAS DE EMPALME: LOS TIPOS DE EMPALMES PUEDEN SER:
EMPALME MECÁNICO CON EL CUAL SE PUEDEN PROVOCAR PÉRDIDAS DEL ORDEN DE 0.5 DB.
EMPALME CON PEGAMENTOS CON EL CUÁL SE PUEDEN PROVOCAR PÉRDIDAS DEL ORDEN DE 0.2 DB.
EMPALME POR FUSIÓN DE ARCO ELÉCTRICO CON EL CUÁL SE LOGRAN PÉRDIDAS DEL ORDEN DE 0.2 DB.
ELEMENTOS Y DISEÑO DEL CABLE DE FIBRA ÓPTICA
LA ESTRUCTURA DE UN CABLE DE FIBRA ÓPTICA DEPENDERÁ EN GRAN MEDIDA DE LA FUNCIÓN QUE DEBA DESEMPEÑAR ESA FIBRA. A PESAR DE ESTO, TODOS LOS CABLES TIENEN UNOS ELEMENTOS COMUNES QUE DEBEN SER CONSIDERADOS Y QUE COMPRENDEN: EL REVESTIMIENTO SECUNDARIO DE LA FIBRA O FIBRAS QUE CONTIENE; LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES Y DE REFUERZO; LA FUNDA EXTERIOR DEL CABLE, Y
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LAS PROTECCIONES CONTRA EL AGUA. EXISTEN TRES TIPOS DE ―REVESTIMIENTO SECUNDARIO‖:
―REVESTIMIENTO CEÑIDO‖: CONSISTE EN UN MATERIAL (GENERALMENTE PLÁSTICO DURO COMO EL NYLON O EL POLIÉSTER) QUE FORMA UNA CORONA ANULAR MACIZA SITUADA EN CONTACTO DIRECTO CON EL REVESTIMIENTO PRIMARIO. ESTO GENERA UN DIÁMETRO EXTERNO FINAL QUE OSCILA ENTRE 0’5 Y 1 MM. ESTO PROPORCIONA A LA FIBRA UNA PROTECCIÓN CONTRA MICROCURVATURAS, CON LA SALVEDAD DEL MOMENTO DE SU MONTAJE, QUE HAY QUE VIGILAR QUE NO LAS PRODUZCA ELLA MISMA.
―REVESTIMIENTO HOLGADO HUECO‖: PROPORCIONA UNA CAVIDAD SOBREDIMENSIONADA. SE EMPLEA UN TUBO HUECO EXTRUIDO (CONSTRUIDO PASANDO UN METAL CANDENTE POR EL PLÁSTICO) DE MATERIAL DURO, PERO FLEXIBLE, CON UN DIÁMETRO VARIABLE DE 1 A 2 MM. EL TUBO AÍSLA A LA FIBRA DE VIBRACIONES Y VARIACIONES MECÁNICAS Y DE TEMPERATURA EXTERNAS.
―REVESTIMIENTO HOLGADO CON RELLENO‖: EL REVESTIMIENTO HOLGADO ANTERIOR SE PUEDE RELLENAR DE UN COMPUESTO RESISTENTE A LA HUMEDAD, CON EL OBJETIVO DE IMPEDIR EL PASO DEL AGUA A LA FIBRA. ADEMÁS HA DE SER SUAVE, DERMATOLÓGICAMENTE INOCUO, FÁCIL DE EXTRAER, AUTORREGENERATIVO Y ESTABLE PARA UN RANGO DE TEMPERATURAS QUE OSCILA ENTRE LOS ¬ 55 Y LOS 85 °C ES FRECUENTE EL EMPLEO DE DERIVADOS DEL PETRÓLEO Y COMPUESTOS DE SILICONA PARA ESTE COMETIDO.
ELEMENTOS ESTRUCTURALES
LOS ELEMENTOS ESTRUCTURALES DEL CABLE TIENEN COMO MISIÓN PROPORCIONAR EL NÚCLEO ALREDEDOR DEL CUAL SE SUSTENTAN LAS FIBRAS, YA SEAN TRENZADAS ALREDEDOR DE ÉL O DISPERSÁNDOSE DE FORMA PARALELA A ÉL EN RANURAS PRACTICADAS SOBRE EL ELEMENTO A TAL EFECTO.
ELEMENTOS DE REFUERZO
TIENEN POR MISIÓN SOPORTAR LA TRACCIÓN A LA QUE ÉSTE SE VE SOMETIDO PARA QUE NINGUNA DE SUS FIBRAS SUFRA UNA ELONGACIÓN SUPERIOR A LA PERMITIDA. TAMBIÉN DEBE EVITAR POSIBLES TORSIONES. HAN DE SER MATERIALES FLEXIBLES Y, YA QUE SE EMPLEARÁN KILÓMETROS DE ELLOS HAN DE TENER UN COSTE
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ASEQUIBLE. SE SUELEN UTILIZAR MATERIALES COMO EL ACERO, KEVLAR Y LA FIBRA DE VIDRIO.
FUNDA
POR ÚLTIMO, TODO CABLE POSEE UNA FUNDA, GENERALMENTE DE PLÁSTICO CUYO OBJETIVO ES PROTEGER EL NÚCLEO QUE CONTIENE EL MEDIO DE TRANSMISIÓN FRENTE A FENÓMENOS EXTERNOS A ÉSTE COMO SON LA TEMPERATURA, LA HUMEDAD, EL FUEGO, LOS GOLPES EXTERNOS, ETC. DEPENDIENDO DE PARA QUÉ SEA DESTINADA LA FIBRA, LA COMPOSICIÓN DE LA FUNDA VARIARÁ. POR EJEMPLO, SI VA A SER INSTALADA EN CANALIZACIONES DE PLANTA EXTERIOR, DEBIDO AL PESO Y A LA TRACCIÓN BASTARÁ CON UN REVESTIMIENTO DE POLIETILENO EXTRUIDO. SI EL CABLE VA A SER AÉREO, DONDE SÓLO IMPORTA LA TRACCIÓN EN EL MOMENTO DE LA INSTALACIÓN NOS PREOCUPARÁ MÁS QUE LA FUNDA OFREZCA RESISTENCIA A LAS HELADAS Y AL VIENTO. SI VA A SER ENTERRADO, QUERREMOS UNA FUNDA QUE, AUNQUE SEA MÁS PESADA, SOPORTE GOLPES Y APLASTAMIENTOS EXTERNOS. EN EL CASO DE LAS FIBRAS SUBMARINAS LA FUNDA SERÁ UNA COMPLEJA SUPERPOSICIÓN DE VARIAS CAPAS CON DIVERSAS FUNCIONES AISLANTES.
PÉRDIDA EN LOS CABLES DE FIBRA ÓPTICA
A LA PÉRDIDA DE POTENCIA A TRAVÉS DEL MEDIO SE CONOCE COMO ATENUACIÓN, ES EXPRESADA EN DECIBELIOS, CON UN VALOR POSITIVO EN DB, ES CAUSADA POR DISTINTOS MOTIVOS, COMO LA DISMINUCIÓN EN EL ANCHO DE BANDA DEL SISTEMA, VELOCIDAD, EFICIENCIA. LA FIBRA DE TIPO MULTIMODAL, TIENE MAYOR PÉRDIDA DEBIDO A QUE LA ONDA LUMINOSA SE DISPERSA ORIGINADA POR LAS IMPUREZAS. LAS PRINCIPALES CAUSAS DE PÉRDIDA EN EL MEDIO SON:
PÉRDIDAS POR ABSORCIÓN PÉRDIDA DE RAYLEIGH DISPERSIÓN CROMÁTICA PÉRDIDAS POR RADIACIÓN DISPERSIÓN MODAL PÉRDIDAS POR ACOPLAMIENTO
PÉRDIDAS POR ABSORCIÓN. OCURRE CUANDO LAS IMPUREZAS EN LA FIBRA ABSORBEN LA LUZ, Y ESTA SE CONVIERTE EN ENERGÍA CALORÍFICA; LAS PÉRDIDAS NORMALES VAN DE 1 A 1000 DB/KM.
PÉRDIDA DE RAYLEIGH. EN EL MOMENTO DE LA MANUFACTURA DE LA FIBRA, EXISTE UN MOMENTO DONDE NO ES LÍQUIDA NI SÓLIDA LA TENSIÓN APLICADA DURANTE EL ENFRIAMIENTO PROVOCA
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MICROSCÓPICAS IRREGULARIDADES QUE SE QUEDAN PERMANENTEMENTE; CUANDO LOS RAYOS DE LUZ PASAN POR LA FIBRA, ESTOS SE DIFRACTAN HACIENDO QUE LA LUZ VAYA EN DIFERENTES DIRECCIONES.
DISPERSIÓN CROMÁTICA. ESTA DISPERSIÓN SÓLO SE OBSERVA EN LAS FIBRAS TIPO UNIMODAL, OCURRE CUANDO LOS RAYOS DE LUZ EMITIDOS POR LA FUENTE Y SE PROPAGAN SOBRE EL MEDIO, NO LLEGAN AL EXTREMO OPUESTO EN EL MISMO TIEMPO; ESTO SE PUEDE SOLUCIONAR CAMBIANDO EL EMISOR FUENTE.
PÉRDIDAS POR RADIACIÓN. ESTAS PÉRDIDAS SE PRESENTAN CUANDO LA FIBRA SUFRE DE DOBLECES, ESTO PUEDE OCURRIR EN LA INSTALACIÓN Y VARIACIÓN EN LA TRAYECTORIA, CUANDO SE PRESENTA DISCONTINUIDAD EN EL MEDIO.
DISPERSIÓN MODAL. ES LA DIFERENCIA EN LOS TIEMPOS DE PROPAGACIÓN DE LOS RAYOS DE LUZ.
PÉRDIDAS POR ACOPLAMIENTO. LAS PÉRDIDAS POR ACOPLAMIENTO SE DAN CUANDO EXISTEN UNIONES DE FIBRA, SE DEBEN A PROBLEMAS DE ALINEAMIENTO.
CONECTORES
LOS CONECTORES MÁS COMUNES USADOS EN LA FIBRA ÓPTICA PARA REDES DE ÁREA LOCAL SON LOS CONECTORES ST Y SC.
EL CONECTOR SC (SET AND CONNECT) ES UN CONECTOR DE INSERCIÓN DIRECTA QUE SUELE UTILIZARSE EN CONMUTADORES ETHERNET DE TIPO GIGABIT. EL CONECTOR ST (SET AND TWIST) ES UN CONECTOR SIMILAR AL SC, PERO REQUIERE UN GIRO DEL CONECTOR PARA SU INSERCIÓN, DE MODO SIMILAR A LOS CONECTORES COAXIALES.
ESTÁNDAR Y PROTOCOLO DE CANAL DE FIBRA
EL ESTÁNDAR DE CANAL DE FIBRA
EL ESTÁNDAR FIBRE CHANNEL FCS POR SUS SIGLAS EN INGLÉS, DEFINE UN MECANISMO DE TRANSFERENCIA DE DATOS DE ALTA VELOCIDAD, QUE PUEDE SER USADO PARA CONECTAR ESTACIONES DE TRABAJO, MAINFRAMES, SUPERCOMPUTADORAS, DISPOSITIVOS DE ALMACENAMIENTO, POR EJEMPLO. FCS ESTÁ DIRIGIDO A LA NECESIDAD DE TRANSFERIR A MUY ALTA VELOCIDAD UN GRAN VOLUMEN DE INFORMACIÓN Y PUEDE REDUCIR A LOS SISTEMAS DE MANUFACTURA,
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DE LA CARGA DE SOPORTAR UNA GRAN VARIEDAD DE CANALES Y REDES, ASÍ MISMO PROVEE DE UN SOLO ESTÁNDAR PARA LAS REDES, ALMACENAMIENTO Y LA TRANSFERENCIA DE DATOS.
PROTOCOLO CANAL DE FIBRA
ES LA INTERFACE ENTRE EL PROTOCOLO SCSI Y EL CANAL DE FIBRA.
LAS PRINCIPALES CARACTERÍSTICAS SON LAS SIGUIENTES:
LLEVA A CABO DE 266 MEGABITS/SEG. A 4 GIGABITS/SEG. SOPORTA TANTO MEDIOS ÓPTICOS COMO ELÉCTRICOS,
TRABAJANDO DE 133 MEGABITS/SEG A 1062 MEGABITS CON DISTANCIAS DE ARRIBA DE 10 KM.
SOPORTE PARA MÚLTIPLES NIVELES DE COSTO Y PERFORMANCE. HABILIDAD PARA TRANSMITIR MÚLTIPLES JUEGOS DE COMANDOS,
INCLUIDOS IP, SCSI, IPI, HIPPI-FP, AUDIO Y VIDEO.
EL CANAL DE FIBRA CONSISTE EN LAS SIGUIENTES CAPAS:
FC-0 – LA INTERFACE HACIA LA CAPA FÍSICA FC-1- LA CODIFICACIÓN Y DECODIFICACIÓN DE LOS DATOS CAPA
DE ENLACE. FC-2- LA TRANSFERENCIA DE TRAMAS, SECUENCIAS E
INTERCAMBIO, COMPRENDE EL PROTOCOLO DE UNIDAD DE INFORMACIÓN (PDU´S).
FC-3- SERVICIOS COMUNES REQUERIDOS PARA LAS CARACTERÍSTICAS AVANZADAS COMO EL DESARMADO DE TRAMAS Y MULTICAST.
FC-4- INTERFACE DE APLICACIÓN QUE PUEDE EJECUTARSE SOBRE EL CANAL DE FIBRA COMO EL PROTOCOLO DE CANAL DE FIBRA PARA SCSI (FCP)
TIPOS DE DISPERSIÓN
LA DISPERSIÓN ES LA PROPIEDAD FÍSICA INHERENTE DE LAS FIBRAS ÓPTICAS, QUE DEFINE EL ANCHO DE BANDA Y LA INTERFERENCIA ÍNTER SIMBÓLICA (ISI).
DISPERSIÓN INTERMODAL: TAMBIÉN CONOCIDA COMO DISPERSIÓN MODAL, ES CAUSADA POR LA DIFERENCIA EN LOS TIEMPOS DE PROPAGACIÓN DE LOS RAYOS DE LUZ QUE TOMAN
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DIFERENTES TRAYECTORIAS POR UNA FIBRA. ESTE TIPO DE DISPERSIÓN SOLO AFECTA A LAS FIBRAS MULTIMODO.
DISPERSIÓN INTRAMODAL DEL MATERIAL: ESTO ES EL RESULTADO DE LAS DIFERENTES LONGITUDES DE ONDA DE LA LUZ QUE SE PROPAGAN A DISTINTAS VELOCIDADES A TRAVÉS DE UN MEDIO DADO.
DISPERSIÓN INTRAMODAL DE LA GUÍA DE ONDA: ES FUNCIÓN DEL ANCHO DE BANDA DE LA SEÑAL DE INFORMACIÓN Y LA CONFIGURACIÓN DE LA GUÍA GENERALMENTE ES MÁS PEQUEÑA QUE LA DISPERSIÓN ANTERIOR Y POR LO CUAL SE PUEDE DESPRECIAR.
CABLEADO ESTRUCTURADO
ES EL SISTEMA COLECTIVO DE CABLES, CANALIZACIONES, CONECTORES, ETIQUETAS, ESPACIOS Y DEMÁS DISPOSITIVOS QUE DEBEN SER INSTALADOS PARA ESTABLECER UNA INFRAESTRUCTURA DE TELECOMUNICACIONES GENÉRICA EN UN EDIFICIO O CAMPUS. LAS CARACTERÍSTICAS E INSTALACIÓN DE ESTOS ELEMENTOS SE DEBE HACER EN CUMPLIMIENTO DE ESTÁNDARES PARA QUE CALIFIQUEN COMO CABLEADO ESTRUCTURADO. EL APEGO DE LAS INSTALACIONES DE CABLEADO ESTRUCTURADO A ESTÁNDARES TRAE CONSIGO LOS BENEFICIOS DE INDEPENDENCIA DE PROVEEDOR Y PROTOCOLO (INFRAESTRUCTURA GENÉRICA), FLEXIBILIDAD DE INSTALACIÓN, CAPACIDAD DE CRECIMIENTO Y FACILIDAD DE ADMINISTRACIÓN.
EL CABLEADO ESTRUCTURADO CONSISTE EN EL TENDIDO DE CABLES EN EL INTERIOR DE UN EDIFICIO CON EL PROPÓSITO DE IMPLANTAR UNA RED DE ÁREA LOCAL. SUELE TRATARSE DE CABLE DE COBRE, PARA REDES DE TIPO IEEE 802.3. NO OBSTANTE, TAMBIÉN PUEDE TRATARSE DE FIBRA ÓPTICA O CABLE COAXIAL.
DESCRIPCIÓN
EL TENDIDO DE CIERTA COMPLEJIDAD CUANDO SE TRATA DE CUBRIR ÁREAS EXTENSAS TALES COMO UN EDIFICIO DE VARIAS PLANTAS. EN ESTE SENTIDO HAY QUE TENER EN CUENTA LAS LIMITACIONES DE
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DISEÑO QUE IMPONE LA TECNOLOGÍA DE RED DE ÁREA LOCAL QUE SE DESEA IMPLANTAR:
LA SEGMENTACIÓN DEL TRÁFICO DE RED. LA LONGITUD MÁXIMA DE CADA SEGMENTO DE RED. LA PRESENCIA DE INTERFERENCIAS ELECTROMAGNÉTICAS. LA NECESIDAD DE REDES LOCALES VIRTUALES. ETC.
SALVANDO ESTAS LIMITACIONES, LA IDEA DEL CABLEADO ESTRUCTURADO ES SIMPLE:
TENDER CABLES EN CADA PLANTA DEL EDIFICIO. INTERCONECTAR LOS CABLES DE CADA PLANTA.
CABLEADO HORIZONTAL O "DE PLANTA"
TODOS LOS CABLES SE CONCENTRAN EN EL DENOMINADO ARMARIO DE DISTRIBUCIÓN DE PLANTA O ARMARIO DE TELECOMUNICACIONES. SE TRATA DE UN BASTIDOR DONDE SE REALIZAN LAS CONEXIONES ELÉCTRICAS (O "EMPALMES") DE UNOS CABLES CON OTROS. EN ALGUNOS CASOS, SEGÚN EL DISEÑO QUE REQUIERA LA RED, PUEDE TRATARSE DE UN ELEMENTO ACTIVO O PASIVO DE COMUNICACIONES, ES DECIR, UN HUB O UN SWITCH. EN CUALQUIER CASO, ESTE ARMARIO CONCENTRA TODOS LOS CABLES PROCEDENTES DE UNA MISMA PLANTA. ESTE SUBSISTEMA COMPRENDE EL CONJUNTO DE MEDIOS DE TRANSMISIÓN (CABLES, FIBRAS, COAXIALES, ETC.) QUE UNEN LOS PUNTOS DE DISTRIBUCIÓN DE PLANTA CON EL CONECTOR O CONECTORES DEL PUESTO DE TRABAJO. ÉSTA ES UNA DE LAS PARTES MÁS IMPORTANTES A LA HORA DEL DISEÑO DEBIDO A LA DISTRIBUCIÓN DE LOS PUNTOS DE CONEXIÓN EN LA PLANTA, QUE NO SE PARECE A UNA RED CONVENCIONAL EN LO MÁS MÍNIMO.
CABLEADO VERTICAL, TRONCAL O BACKBONE
DESPUÉS HAY QUE INTERCONECTAR TODOS LOS ARMARIOS DE DISTRIBUCIÓN DE PLANTA MEDIANTE OTRO CONJUNTO DE CABLES QUE DEBEN ATRAVESAR VERTICALMENTE EL EDIFICIO DE PLANTA A PLANTA. ESTO SE HACE A TRAVÉS DE LAS CANALIZACIONES EXISTENTES EN EL EDIFICIO. SI ESTO NO ES POSIBLE, ES NECESARIO HABILITAR NUEVAS CANALIZACIONES, APROVECHAR ABERTURAS EXISTENTES (HUECOS DE ASCENSOR O ESCALERAS), O BIEN, UTILIZAR LA FACHADA DEL EDIFICIO (POCO RECOMENDABLE). EN LOS CASOS DONDE EL ARMARIO DE DISTRIBUCIÓN YA TIENE ELECTRÓNICA DE RED, EL CABLEADO VERTICAL CUMPLE LA FUNCIÓN DE RED TRONCAL. OBSÉRVESE QUE ÉSTE AGREGA EL ANCHO DE BANDA DE TODAS LAS PLANTAS. POR TANTO, SUELE
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UTILIZARSE OTRA TECNOLOGÍA CON MAYOR CAPACIDAD. POR EJEMPLO, FDDI O GIGABIT ETHERNET.
CUARTO PRINCIPAL DE EQUIPOS Y DE ENTRADA DE SERVICIOS
EL CABLEADO VERTICAL ACABA EN UNA SALA DONDE, DE HECHO, SE CONCENTRAN TODOS LOS CABLES DEL EDIFICIO. AQUÍ SE SITÚA LA ELECTRÓNICA DE RED Y OTRAS INFRAESTRUCTURAS DE TELECOMUNICACIONES, TALES COMO PASARELAS, PUERTAS DE ENLACE, CORTAFUEGOS, CENTRAL TELEFÓNICA, RECEPCIÓN DE TV POR CABLE O SATÉLITE, ETC., ASÍ COMO EL PROPIO CENTRO DE PROCESO DE DATOS (ES APLICABLE).
SUBSISTEMAS DE CABLEADO ESTRUCTURADO
EL CABLEADO ESTRUCTURADO ESTÁ COMPUESTO DE VARIOS SUBSISTEMAS:
SISTEMA DE CABLEADO VERTICAL. SISTEMA DE CABLEADO HORIZONTAL. SALA DE ÁREA DE TRABAJO. CUARTO O ESPACIO DE TELECOMUNICACIONES. CUARTO O ESPACIO DE EQUIPO. CUARTO O ESPACIO DE ENTRADA DE SERVICIOS. ADMINISTRACIÓN, ETIQUETADO Y PRUEBAS. SISTEMA DE PUESTA A TIERRA PARA TELECOMUNICACIONES.
EL SISTEMA DE CANALIZACIONES PUEDE CONTENER CABLEADO VERTICAL U HORIZONTAL.
ESTÁNDARES AMERICANOS DE CABLEADO ESTRUCTURADO
TIA-526-7 ―MEASUREMENT OF OPTICAL POWER LOSS OF INSTALLED SINGLE-MODE FIBER CABLE PLANT ―– OFSTP-7 - (FEBRUARY 2002)
TIA-526-14-A OPTICAL POWER LOSS MEASUREMENTS OF INSTALLED MULTIMODE FIBER CABLE PLANT – OFSTP-14 - (AUGUST 1998)
ANSI/TIA/EIA-568-B.1 DE ALAMBRADO DE TELECOMUNICACIONES PARA EDIFICIOS COMERCIALES, PARTE 1: REQUERIMIENTOS GENERALES, MAYO DE 2001.
ADENDA ANSI/TIA/EIA-568-B.1-1-2001, ADENDA 1, RADIO DE CURVATURA MÍNIMO PARA CABLES DE 4 PARES UTP Y STP, JULIO DE 2001.
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TIA/EIA-568-B.1-2 COMMERCIAL BUILDING TELECOMMUNICATIONS CABLING STANDARD PART 1: GENERAL REQUIREMENTS ADDENDUM 2 – GROUNDING AND BONDING REQUIREMENTS FOR SCREENED BALANCED TWISTED-PAIR HORIZONTAL CABLING - (FEBRUARY 2003)
TIA/EIA-568-B.1-3 COMMERCIAL BUILDING TELECOMMUNICATIONS CABLING STANDARD PART 1: GENERAL REQUIREMENTS ADDENDUM 3 – SUPPORTABLE DISTANCES AND CHANNEL ATTENUATION FOR OPTICAL FIBER APPLICATIONS BY FIBER TYPE - (FEBRUARY 2003)
TIA/EIA-568-B.1-4 COMMERCIAL BUILDING TELECOMMUNICATIONS CABLING STANDARD PART 1: GENERAL REQUIREMENTS ADDENDUM 4 – RECOGNITION OF CATEGORY 6 AND 850 NM LASER OPTIMIZED 50/125 ΜM MULTIMODE OPTICAL FIBER CABLING - (FEBRUARY 2003)
TIA/EIA-568-B.1-5 COMMERCIAL BUILDING TELECOMMUNICATIONS CABLING STANDARD PART 1: GENERAL REQUIREMENTS ADDENDUM 5 – TELECOMMUNICATIONS CABLING FOR TELECOMMUNICATIONS ENCLOSURES – (MARCH 2004)
TIA/EIA-568-B.1-7 COMMERCIAL BUILDING TELECOMMUNICATIONS CABLING STANDARD PART 1: GENERAL REQUIREMENTS ADDENDUM 7 - GUIDELINES FOR MAINTAINING POLARITY USING ARRAY CONNECTORS – (JANUARY 2006)
TIA/EIA-568-B.2 COMMERCIAL BUILDING TELECOMMUNICATIONS CABLING STANDARD PART 2: BALANCED TWISTED-PAIR CABLING COMPONENTS - (DECEMBER 2003)
TIA/EIA-568-B.2-1 COMMERCIAL BUILDING TELECOMMUNICATIONS CABLING STANDARD PART 2: BALANCED TWISTED-PAIR CABLING COMPONENTS – ADDENDUM 1 – TRANSMISSION PERFORMANCE SPECIFICATIONS FOR 4-PAIR 100 OHM CATEGORY 6 CABLING - (JUNE 2002)
TIA/EIA-568-B.2-2 COMMERCIAL BUILDING TELECOMMUNICATIONS CABLING STANDARD PART 2: BALANCED TWISTED-PAIR CABLING COMPONENTS – ADDENDUM 2 – REVISION OF SUB-CLAUSES - (DECEMBER 2001)
TIA/EIA-568-B.2-3 COMMERCIAL BUILDING TELECOMMUNICATIONS CABLING STANDARD PART 2: BALANCED TWISTED-PAIR CABLING COMPONENTS – ADDENDUM 3 – ADDITIONAL CONSIDERATIONS FOR INSERTION LOSS & RETURN LOSS PASS/FAIL DETERMINATION - (MARCH 2002)
TIA/EIA-568-B.2-4 COMMERCIAL BUILDING TELECOMMUNICATIONS CABLING STANDARD PART 2: BALANCED TWISTED-PAIR CABLING COMPONENTS – ADDENDUM 4 – SOLDERLESS CONNECTION RELIABILITY REQUIREMENTS FOR COPPER CONNECTING HARDWARE - (JUNE 2002)
TIA/EIA-568-B.2-5 COMMERCIAL BUILDING TELECOMMUNICATIONS CABLING STANDARD PART 2: BALANCED TWISTED-PAIR CABLING
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COMPONENTS – ADDENDUM 5 – CORRECTIONS TO TIA/EIA-568-B.2 – (JANUARY 2003)
TIA/EIA-568-B.2-6 COMMERCIAL BUILDING TELECOMMUNICATIONS CABLING STANDARD PART 2: BALANCED TWISTED-PAIR CABLING COMPONENTS – ADDENDUM 6 – CATEGORY 6 RELATED COMPONENT TEST PROCEDURES – (DECEMBER 2003)
TIA/EIA-568-B.2-11 COMMERCIAL BUILDING TELECOMMUNICATIONS CABLING STANDARD PART 2: BALANCED TWISTED-PAIR CABLING COMPONENTS – ADDENDUM 11 - SPECIFICATION OF 4-PAIR UTP AND SCTP CABLING – (DECEMBER 2005)
TIA/EIA-568-3 OPTICAL FIBER CABLING COMPONENTS STANDARD - (APRIL 2002)
TIA/EIA-568-3.1 OPTICAL FIBER CABLING COMPONENTS STANDARD – ADDENDUM 1 – ADDITIONAL TRANSMISSION PERFORMANCE SPECIFICATIONS FOR 50/125 ΜM OPTICAL FIBER CABLES – (APRIL 2002)
TIA-569-B COMMERCIAL BUILDING STANDARD FOR TELECOMMUNICATIONS PATHWAYS AND SPACES - (OCTOBER 2004)
TIA-598-C OPTICAL FIBER CABLE COLOR CODING - (JANUARY 2005) TIA/EIA-606-A ADMINISTRATION STANDARD FOR COMMERCIAL
TELECOMMUNICATIONS INFRASTRUCTURE - (MAY 2002) J-STD-607-A COMMERCIAL BUILDING GROUNDING (EARTHING) AND
BONDING REQUIREMENTS FOR TELECOMMUNICATIONS - (OCTOBER 2002)
TIA-758-A CUSTOMER-OWNED OUTSIDE PLANT TELECOMMUNICATIONS INFRASTRUCTURE STANDARD – AUGUST 2004
-MEDIOS NO GUIADOS:
RED POR INFRARROJOS
DEFINICIÓN
LAS REDES POR INFRARROJOS PERMITEN LA COMUNICACIÓN ENTRE DOS NODOS, USANDO UNA SERIE DE LEDS INFRARROJOS PARA ELLO. SE TRATA DE EMISORES/RECEPTORES DE LAS ONDAS INFRARROJAS ENTRE AMBOS DISPOSITIVOS, CADA DISPOSITIVO NECESITA "VER" AL
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OTRO PARA REALIZAR LA COMUNICACIÓN POR ELLO ES ESCASA SU UTILIZACIÓN A GRAN ESCALA.
ESA ES SU PRINCIPAL DESVENTAJA, A DIFERENCIA DE OTROS MEDIOS DE TRANSMISIÓN INALÁMBRICOS (BLUETOOTH, WIRELESS, ETC.).
USOS
SE UTILIZA PRINCIPALMENTE PARA REALIZAR INTERCAMBIO DE DATOS ENTRE DISPOSITIVOS MÓVILES, COMO PDA'S O MÓVILES, YA QUE EL RANGO DE VELOCIDAD Y EL TAMAÑO DE LOS DATOS A ENVIAR/RECIBIR ES PEQUEÑO. ADICIONALMENTE, SE PUEDE USAR PARA JUGAR JUEGOS DE DOS JUGADORES.
EXISTEN 3 TIPOS
PUNTO A PUNTO CUASDIFUSO A
DIFUSO
EN EL MODO PUNTO-A-PUNTO
LOS PATRONES DE RADIACIÓN DEL EMISOR Y DEL RECEPTOR DEBEN DE ESTAR LO MÁS CERCA POSIBLE Y QUE SU ALINEACIÓN SEA CORRECTA. COMO RESULTADO, EL MODO PUNTO-A-PUNTO REQUIERE UNA LÍNEA-DE-VISIÓN ENTRE LAS DOS ESTACIONES A COMUNICARSE. ESTE MODO, ES USADO PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE REDES INALÁMBRICAS INFRARROJAS TOKEN-RING. EL "RING" FÍSICO ES CONSTRUIDO POR EL ENLACE INALÁMBRICO INDIVIDUAL PUNTO-A-PUNTO CONECTADO A CADA ESTACIÓN.
MODO CUASI-DIFUSO
SON METODOS DE EMISIÓN RADIAL, ES DECIR QUE CUANDO UNA ESTACIÓN EMITE UNA SEÑAL ÓPTICA, ÉSTA PUEDE SER RECIBIDA POR TODAS LAS ESTACIONES AL MISMO TIEMPO EN LA CÉLULA. EN EL MODO CUASI–DIFUSO LAS ESTACIONES SE COMUNICAN ENTRE SI, POR MEDIO DE SUPERFICIES REFLECTANTES. NO ES NECESARIA LA LÍNEA-DE-VISIÓN ENTRE DOS ESTACIONES, PERO SÍ DEBEN DE ESTARLO CON LA SUPERFICIE DE REFLEXIÓN. ADEMÁS ES RECOMENDABLE QUE LAS ESTACIONES ESTÉN CERCA DE LA SUPERFICIE DE REFLEXIÓN, ÉSTA PUEDE SER PASIVA Ó ACTIVA. EN LAS CÉLULAS BASADAS EN REFLEXIÓN PASIVA, EL REFLECTOR DEBE DE TENER ALTAS PROPIEDADES REFLECTIVAS Y DISPERSIVAS, MIENTRAS QUE EN LAS
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BASADAS EN REFLEXIÓN ACTIVA SE REQUIERE DE UN DISPOSITIVO DE SALIDA REFLEXIVO, CONOCIDO COMO SATÉLITE, QUE AMPLIFICA LA SEÑAL ÓPTICA. LA REFLEXIÓN PASIVA REQUIERE MÁS ENERGÍA, POR PARTE DE LAS ESTACIONES, PERO ES MÁS FLEXIBLE DE USAR.
MODO DIFUSO
EL PODER DE SALIDA DE LA SEÑAL ÓPTICA DE UNA ESTACIÓN, DEBE SER SUFICIENTE PARA LLENAR COMPLETAMENTE EL TOTAL DEL CUARTO, MEDIANTE MÚLTIPLES REFLEXIONES, EN PAREDES Y OBSTÁCULOS DEL CUARTO. POR LO TANTO LA LÍNEA-DE-VISTA NO ES NECESARIA Y LA ESTACIÓN SE PUEDE ORIENTAR HACIA CUALQUIER LADO. EL MODO DIFUSO ES EL MÁS FLEXIBLE, EN TÉRMINOS DE LOCALIZACIÓN Y POSICIÓN DE LA ESTACIÓN, SIN EMBARGO ESTA FLEXIBILIDAD ESTA A COSTA DE EXCESIVAS EMISIONES ÓPTICAS. POR OTRO LADO LA TRANSMISIÓN PUNTO-A-PUNTO ES EL QUE MENOR PODER ÓPTICO CONSUME, PERO NO DEBE DE HABER OBSTÁCULOS ENTRE LAS DOS ESTACIONES. EN LA TOPOLOGÍA DE ETHERNET SE PUEDE USAR EL ENLACE PUNTO-A-PUNTO, PERO EL RETARDO PRODUCIDO POR EL ACCESO AL PUNTO ÓPTICO DE CADA ESTACIÓN ES MUY REPRESENTATIVO EN EL RENDIMIENTO DE LA RED. ES MÁS RECOMENDABLE Y MÁS FÁCIL DE IMPLEMENTAR EL MODO DE RADIACIÓN CUASI-DIFUSO. LA TECNOLOGÍA INFRARROJA ESTA DISPONIBLE PARA SOPORTAR EL ANCHO DE BANDA DE ETHERNET, AMBAS REFLEXIONES SON SOPORTADAS (POR SATÉLITES Y REFLEXIONES PASIVAS).
RED POR MICROONDAS
UNA RED POR MICROONDAS ES UN TIPO DE RED INALÁMBRICA QUE UTILIZA MICROONDAS COMO MEDIO DE TRANSMISIÓN. EL PROTOCOLO MÁS FRECUENTE ES EL IEEE 802.11B Y TRANSMITE A 2.4 GHZ, ALCANZANDO VELOCIDADES DE 11 MBPS (MEGABITS POR SEGUNDO). OTRAS REDES UTILIZAN EL RANGO DE 5,4 A 5,7 GHZ PARA EL PROTOCOLO IEEE 802.11A
INTERNET POR MICROONDAS
MUCHAS EMPRESAS QUE SE DEDICAN A OFRECER SERVICIOS DE INTERNET, LO HACEN A TRAVÉS DE LAS MICROONDAS, LOGRANDO
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VELOCIDADES DE TRANSMISIÓN Y RECEPCIÓN DE DATOS DE 2.048 MBPS (NIVEL ESTÁNDAR ETSI, E1), O MÚLTIPLOS.
EL SERVICIO UTILIZA UNA ANTENA QUE SE COLOCA EN UN ÁREA DESPEJADA SIN OBSTÁCULOS DE EDIFICIOS, ÁRBOLES U OTRAS COSAS QUE PUDIERAN ENTORPECER UNA BUENA RECEPCIÓN EN EL EDIFICIO O LA CASA DEL RECEPTOR Y SE COLOCA UN MÓDEM QUE INTERCONECTA LA ANTENA CON LA COMPUTADORA. LA COMUNICACIÓN ENTRE EL MÓDEM Y LA COMPUTADORA SE REALIZA A TRAVÉS DE UNA TARJETA DE RED, QUE DEBERÁ ESTAR INSTALADA EN LA COMPUTADORA.
LA COMUNICACIÓN SE REALIZA A TRAVÉS DE MICROONDAS, EN ESPAÑA EN LAS BANDAS DE 3,5 O 26 GHZ.
LA TECNOLOGÍA INALÁMBRICA TRABAJA BIEN EN AMBIENTES DE CIUDADES CONGESTIONADAS, AMBIENTES SUBURBANOS Y AMBIENTES RURALES, AL SOBREPONERSE A LOS PROBLEMAS DE INSTALACIÓN DE LÍNEAS TERRESTRES, PROBLEMAS DE ALCANCE DE SEÑAL, INSTALACIÓN Y TAMAÑO DE ANTENA REQUERIDOS POR LOS USUARIOS.
ETAPAS
LAS ETAPAS DE COMUNICACIÓN SON:
1. CUANDO EL USUARIO FINAL ACCEDE A UN NAVEGADOR DE INTERNET INSTALADO EN SU COMPUTADORA Y SOLICITA ALGUNA INFORMACIÓN O TECLEA UNA DIRECCIÓN ELECTRÓNICA, SE GENERA UNA SEÑAL DIGITAL QUE ES ENVIADA A TRAVÉS DE LA TARJETA DE RED HACIA EL MÓDEM.
2. EL MÓDEM ESPECIAL CONVIERTE LA SEÑAL DIGITAL A FORMATO ANALÓGICO (LA MODULA) Y LA ENVÍA POR MEDIO DE UN CABLE A LA ANTENA.
3. LA ANTENA SE ENCARGA DE RADIAR, EN EL ESPACIO LIBRE, LA SEÑAL EN FORMA DE ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS (MICROONDAS).
4. LAS ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS SON CAPTADAS POR LA RADIO BASE DE LA EMPRESA QUE LE BRINDA EL SERVICIO, ESTA RADIO BASE A SU VEZ LA ENVÍA HACIA EL NODO CENTRAL POR MEDIO DE UN CABLE GENERALMENTE DE FIBRA ÓPTICA O DE OTRA RADIO DE GRAN CAPACIDAD PARA CONEXIONES PUNTO A PUNTO EN BANDAS DE FRECUENCIA DISPONIBLES (6GHZ, 13GHZ, 15GHZ, 18GHZ, 23GHZ, 26GHZ O 38GHZ).
5. EL NODO CENTRAL VALIDA EL ACCESO DEL CLIENTE A LA RED, Y REALIZA OTRAS ACCIONES COMO FACTURACIÓN DEL CLIENTE Y MONITOREO DEL DESEMPEÑO DEL SISTEMA.
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6. FINALMENTE EL NODO CENTRAL DIRIGE LA SOLICITUD HACIA INTERNET Y UNA VEZ QUE LOCALIZA LA INFORMACIÓN SE ENVÍA LA SEÑAL DE REGRESO A LA COMPUTADORA DEL CLIENTE. ESTE PROCESO SE LLEVA A CABO EN FRACCIONES DE SEGUNDO. EXPLICA LAS 3 DIFERENTES FORMAS DE CONECTAR LAS REDES.
CÓMO CONTRATARLO
CONTRATAR LOS SERVICIOS DE UNA COMPAÑÍA QUE BRINDE EL SERVICIO EN LA LOCALIDAD.
EL SIGUIENTE EQUIPO QUE PROPORCIONA LA EMPRESA CON LA QUE SE CONTRATE EL SERVICIO: ANTENA AÉREA, MÓDEM, Y UN HUB O CONCENTRADOR (APARATO QUE PERMITE CONECTAR MÁS DE UNA COMPUTADORA).
UNA COMPUTADORA PC, MAC O LAPTOP CON UNA VELOCIDAD SUPERIOR A LOS 100MHZ, 25MB DE ESPACIO LIBRE EN DISCO DURO Y 32MB EN MEMORIA RAM.
UNA TARJETA DE RED ETHERNET CON CONECTOR 10/100 BASET. UN NAVEGADOR DE INTERNET INSTALADO EN LA COMPUTADORA
COMO, POR EJEMPLO, GOOGLE CHROME, NETSCAPE, ÓPERA O MOZILLA FIREFOX
ALTA VELOCIDAD DE COMUNICACIÓN CON INTERNET, LO QUE PERMITE BAJAR SOFTWARE, MÚSICA Y VIDEOS EN MUCHO MENOR TIEMPO.
PERMITE ACCEDER A VIDEOCONFERENCIAS EN TIEMPO REAL. ALTA CALIDAD DE SEÑAL. CONEXIÓN PERMANENTE. PERMITE LA COMUNICACIÓN ENTRE EQUIPOS DE CÓMPUTO QUE
SE ENCUENTREN EN DIFERENTES EDIFICIOS. PARA USO DOMÉSTICO, EL COSTO DEL SERVICIO ES MUY
ELEVADO. SE TIENE QUE CUBRIR COSTO DE INSTALACIÓN Y UNA MENSUALIDAD VARIAS VECES MÁS ALTA QUE LA SOLICITADA PARA UN ACCESO VÍA LÍNEA TELEFÓNICA; HAY QUE CONSIDERAR QUE ESTE SISTEMA PERMITE CONECTAR 12 COMPUTADORAS AL MISMO TIEMPO Y LA ALTA VELOCIDAD DE ACCESO.
RED INALÁMBRICA
EL TÉRMINO RED INALÁMBRICA (WIRELESS NETWORK) EN INGLÉS ES UN TÉRMINO QUE SE UTILIZA EN INFORMÁTICA PARA DESIGNAR LA CONEXIÓN DE NODOS SIN NECESIDAD DE UNA CONEXIÓN FÍSICA
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(CABLES), ÉSTA SE DA POR MEDIO DE ONDAS ELECTROMAGNETICAS. LA TRANSMISIÓN Y LA RECEPCIÓN SE REALIZAN A TRAVÉS DE PUERTOS.
UNA DE SUS PRINCIPALES VENTAJAS ES NOTABLE EN LOS COSTOS, YA QUE SE ELIMINA TODO EL CABLE ETHERNET Y CONEXIONES FÍSICAS ENTRE NODOS, PERO TAMBIÉN TIENE UNA DESVENTAJA CONSIDERABLE YA QUE PARA ESTE TIPO DE RED SE DEBE DE TENER UNA SEGURIDAD MUCHO MAS EXIGENTE Y ROBUSTA PARA EVITAR A LOS INTRUSOS.
EN LA ACTUALIDAD LAS REDES INALÁMBRICAS SON UNA DE LAS TECNOLOGÍAS MÁS PROMETEDORAS.
CATEGORÍAS
EXISTEN DOS CATEGORÍAS DE LAS REDES INALÁMBRICAS.
1. LARGA DISTANCIA: ESTAS SON UTILIZADAS PARA DISTANCIAS GRANDES COMO PUEDE SER OTRA CIUDAD U OTRO PAÍS.
2. CORTA DISTANCIA: SON UTILIZADAS PARA UN MISMO EDIFICIO O EN VARIOS EDIFICIOS CERCANOS NO MUY RETIRADOS.
TIPOS
COBERTURA Y ESTÁNDARES.
SEGÚN SU COBERTURA, SE PUEDEN CLASIFICAR EN DIFERENTES TIPOS:
WIRELESS PERSONAL AREA NETWORK
EN ESTE TIPO DE RED DE COBERTURA PERSONAL, EXISTEN TECNOLOGÍAS BASADAS EN HOMERF (ESTÁNDAR PARA CONECTAR TODOS LOS TELÉFONOS MÓVILES DE LA CASA Y LOS ORDENADORES MEDIANTE UN APARATO CENTRAL); BLUETOOTH (PROTOCOLO QUE SIGUE LA ESPECIFICACIÓN IEEE 802.15.1); ZIGBEE (BASADO EN LA
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ESPECIFICACIÓN IEEE 802.15.4 Y UTILIZADO EN APLICACIONES COMO LA DOMÓTICA, QUE REQUIEREN COMUNICACIONES SEGURAS CON TASAS BAJAS DE TRANSMISIÓN DE DATOS Y MAXIMIZACIÓN DE LA VIDA ÚTIL DE SUS BATERÍAS, BAJO CONSUMO); RFID (SISTEMA REMOTO DE ALMACENAMIENTO Y RECUPERACIÓN DE DATOS CON EL PROPÓSITO DE TRANSMITIR LA IDENTIDAD DE UN OBJETO (SIMILAR A UN NÚMERO DE SERIE ÚNICO) MEDIANTE ONDAS DE RADIO.
WIRELESS LOCAL AREA NETWORK
EN LAS REDES DE ÁREA LOCAL PODEMOS ENCONTRAR TECNOLOGÍAS INALÁMBRICAS BASADAS EN HIPERLAN (DEL INGLÉS, HIGH PERFORMANCE RADIO LAN), UN ESTÁNDAR DEL GRUPO ETSI, O TECNOLOGÍAS BASADAS EN WI-FI, QUE SIGUEN EL ESTÁNDAR IEEE 802.11 CON DIFERENTES VARIANTES.
WIRELESS METROPOLITAN AREA NETWORK
PARA REDES DE ÁREA METROPOLITANA SE ENCUENTRAN TECNOLOGÍAS BASADAS EN WIMAX (WORLDWIDE INTEROPERABILITY FOR MICROWAVE ACCESS, ES DECIR, INTEROPERABILIDAD MUNDIAL PARA ACCESO CON MICROONDAS), UN ESTÁNDAR DE COMUNICACIÓN INALÁMBRICA BASADO EN LA NORMA IEEE 802.16. WIMAX ES UN PROTOCOLO PARECIDO A WI-FI, PERO CON MÁS COBERTURA Y ANCHO DE BANDA. TAMBIÉN PODEMOS ENCONTRAR OTROS SISTEMAS DE COMUNICACIÓN COMO LMDS (LOCAL MULTIPOINT DISTRIBUTION SERVICE).
WIRELESS WIDE AREA NETWORK
EN ESTAS REDES ENCONTRAMOS TECNOLOGÍAS COMO UMTS (UNIVERSAL MOBILE TELECOMMUNICATIONS SYSTEM), UTILIZADA CON LOS TELÉFONOS MÓVILES DE TERCERA GENERACIÓN (3G) Y SUCESORA DE LA TECNOLOGÍA GSM (PARA MÓVILES 2G), O TAMBIÉN LA TECNOLOGÍA DIGITAL PARA MÓVILES GPRS (GENERAL PACKET RADIO SERVICE). 3 CATEGORIA TONTAP
CARACTERÍSTICAS
SEGÚN EL RANGO DE FRECUENCIAS UTILIZADO PARA TRANSMITIR, EL MEDIO DE TRANSMISIÓN PUEDEN SER LAS ONDAS DE RADIO, LAS MICROONDAS TERRESTRES O POR SATÉLITE, Y LOS INFRARROJOS, POR EJEMPLO. DEPENDIENDO DEL MEDIO, LA RED INALÁMBRICA TENDRÁ UNAS CARACTERÍSTICAS U OTRAS:
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ONDAS DE RADIO: LAS ONDAS ELECTROMAGNÉTICAS SON OMNIDIRECCIONALES, ASÍ QUE NO SON NECESARIAS LAS ANTENAS PARABÓLICAS. LA TRANSMISIÓN NO ES SENSIBLE A LAS ATENUACIONES PRODUCIDAS POR LA LLUVIA YA QUE SE OPERA EN FRECUENCIAS NO DEMASIADO ELEVADAS. EN ESTE RANGO SE ENCUENTRAN LAS BANDAS DESDE LA ELF QUE VA DE 3 A 30 HZ, HASTA LA BANDA UHF QUE VA DE LOS 300 A LOS 3000 MHZ, ES DECIR, COMPRENDE EL ESPECTRO RADIOELECTRICO DE 30 - 3000000 HZ.
MICROONDAS TERRESTRES: SE UTILIZAN ANTENAS PARABÓLICAS CON UN DIÁMETRO APROXIMADO DE UNOS TRES METROS. TIENEN UNA COBERTURA DE KILÓMETROS, PERO CON EL INCONVENIENTE DE QUE EL EMISOR Y EL RECEPTOR DEBEN ESTAR PERFECTAMENTE ALINEADOS. POR ESO, SE ACOSTUMBRAN A UTILIZAR EN ENLACES PUNTO A PUNTO EN DISTANCIAS CORTAS. EN ESTE CASO, LA ATENUACIÓN PRODUCIDA POR LA LLUVIA ES MÁS IMPORTANTE YA QUE SE OPERA A UNA FRECUENCIA MÁS ELEVADA. LAS MICROONDAS COMPRENDEN LAS FRECUENCIAS DESDE 1 HASTA 300 GHZ.
MICROONDAS POR SATÉLITE: SE HACEN ENLACES ENTRE DOS O MÁS ESTACIONES TERRESTRES QUE SE DENOMINAN ESTACIONES BASE. EL SATÉLITE RECIBE LA SEÑAL (DENOMINADA SEÑAL ASCENDENTE) EN UNA BANDA DE FRECUENCIA, LA AMPLIFICA Y LA RETRANSMITE EN OTRA BANDA (SEÑAL DESCENDENTE). CADA SATÉLITE OPERA EN UNAS BANDAS CONCRETAS. LAS FRONTERAS FRECUENCIALES DE LAS MICROONDAS, TANTO TERRESTRES COMO POR SATÉLITE, CON LOS INFRARROJOS Y LAS ONDAS DE RADIO DE ALTA FRECUENCIA SE MEZCLAN BASTANTE, ASÍ QUE PUEDEN HABER INTERFERENCIAS CON LAS COMUNICACIONES EN DETERMINADAS FRECUENCIAS.
INFRARROJOS: SE ENLAZAN TRANSMISORES Y RECEPTORES QUE MODULAN LA LUZ INFRARROJA NO COHERENTE. DEBEN ESTAR ALINEADOS DIRECTAMENTE O CON UNA REFLEXIÓN EN UNA SUPERFICIE. NO PUEDEN ATRAVESAR LAS PAREDES. LOS INFRARROJOS VAN DESDE 300 GHZ HASTA 384 THZ.
APLICACIONES
LAS BANDAS MÁS IMPORTANTES CON APLICACIONES INALÁMBRICAS, DEL RANGO DE FRECUENCIAS QUE ABARCAN LAS ONDAS DE RADIO, SON LA VLF (COMUNICACIONES EN NAVEGACIÓN Y SUBMARINOS), LF (RADIO AM DE ONDA LARGA), MF
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(RADIO AM DE ONDA MEDIA), HF (RADIO AM DE ONDA CORTA), VHF (RADIO FM Y TV), UHF (TV).
MEDIANTE LAS MICROONDAS TERRESTRES, EXISTEN DIFERENTES APLICACIONES BASADAS EN PROTOCOLOS COMO BLUETOOTH O ZIGBEE PARA INTERCONECTAR ORDENADORES PORTÁTILES, PDAS, TELÉFONOS U OTROS APARATOS. TAMBIÉN SE UTILIZAN LAS MICROONDAS PARA COMUNICACIONES CON RADARES (DETECCIÓN DE VELOCIDAD U OTRAS CARACTERÍSTICAS DE OBJETOS REMOTOS) Y PARA LA TELEVISIÓN DIGITAL TERRESTRE.
LAS MICROONDAS POR SATÉLITE SE USAN PARA LA DIFUSIÓN DE TELEVISIÓN POR SATÉLITE, TRANSMISIÓN TELEFÓNICA A LARGA DISTANCIA Y EN REDES PRIVADAS, POR EJEMPLO.
LOS INFRARROJOS TIENEN APLICACIONES COMO LA COMUNICACIÓN A CORTA DISTANCIA DE LOS ORDENADORES CON SUS PERIFÉRICOS. TAMBIÉN SE UTILIZAN PARA MANDOS A DISTANCIA, YA QUE ASÍ NO INTERFIEREN CON OTRAS SEÑALES ELECTROMAGNÉTICAS, POR EJEMPLO LA SEÑAL DE TELEVISIÓN. UNO DE LOS ESTÁNDARES MÁS USADOS EN ESTAS COMUNICACIONES ES EL IRDA (INFRARED DATA ASSOCIATION). OTROS USOS QUE TIENEN LOS INFRARROJOS SON TÉCNICAS COMO LA TERMOGRAFÍA, LA CUAL PERMITE DETERMINAR LA TEMPERATURA DE OBJETOS A DISTANCIA.
RED POR RADIO
DENTRO DEL CAPÍTULO DE REDES INALÁMBRICAS LA RED POR RADIO ES AQUELLA QUE EMPLEA LA RADIOFRECUENCIA COMO MEDIO DE UNIÓN DE LAS DIVERSAS ESTACIONES DE LA RED.
ES UN TIPO DE RED MUY ACTUAL, USADA EN DISTINTAS EMPRESAS DEDICADAS AL SOPORTE DE REDES EN SITUACIONES DIFÍCILES PARA EL ESTABLECIMIENTO DE CABLEADO, COMO ES EL CASO DE EDIFICIOS ANTIGUOS NO PENSADOS PARA LA UBICACIÓN DE LOS DIVERSOS EQUIPOS COMPONENTES DE UNA RED DE ORDENADORES.
LOS DISPOSITIVOS INALÁMBRICOS QUE PERMITEN LA CONSTITUCIÓN DE ESTAS REDES UTILIZAN DIVERSOS PROTOCOLOS COMO EL WI-FI: EL ESTÁNDAR IEEE 802.11. EL CUAL ES PARA LAS REDES INALÁMBRICAS, LO QUE ETHERNET PARA LAS REDES DE ÁREA LOCAL (LAN) CABLEADAS. ADEMÁS DEL PROTOCOLO 802.11 DEL IEEE EXISTEN OTROS ESTÁNDARES COMO EL HOMERF, BLUETOOTH Y ZIGBEE.
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CLASIFICACIÓN DE LAS REDES POR RELACIÓN FUNCIONAL:
CLIENTE-SERVIDOR
ESTA ARQUITECTURA CONSISTE BÁSICAMENTE EN UN CLIENTE QUE REALIZA PETICIONES A OTRO PROGRAMA (EL SERVIDOR) QUE LE DA RESPUESTA. AUNQUE ESTA IDEA SE PUEDE APLICAR A PROGRAMAS QUE SE EJECUTAN SOBRE UNA SOLA COMPUTADORA ES MÁS VENTAJOSA EN UN SISTEMA OPERATIVO MULTIUSUARIO DISTRIBUIDO A TRAVÉS DE UNA RED DE COMPUTADORAS.
EN ESTA ARQUITECTURA LA CAPACIDAD DE PROCESO ESTÁ REPARTIDA ENTRE LOS CLIENTES Y LOS SERVIDORES, AUNQUE SON MÁS IMPORTANTES LAS VENTAJAS DE TIPO ORGANIZATIVO DEBIDAS A LA CENTRALIZACIÓN DE LA GESTIÓN DE LA INFORMACIÓN Y LA SEPARACIÓN DE RESPONSABILIDADES, LO QUE FACILITA Y CLARIFICA EL DISEÑO DEL SISTEMA.
LA SEPARACIÓN ENTRE CLIENTE Y SERVIDOR ES UNA SEPARACIÓN DE TIPO LÓGICO, DONDE EL SERVIDOR NO SE EJECUTA NECESARIAMENTE SOBRE UNA SOLA MÁQUINA NI ES NECESARIAMENTE UN SÓLO PROGRAMA. LOS TIPOS ESPECÍFICOS DE SERVIDORES INCLUYEN LOS SERVIDORES WEB, LOS SERVIDORES DE ARCHIVO, LOS SERVIDORES DEL CORREO, ETC. MIENTRAS QUE SUS PROPÓSITOS VARÍAN DE UNOS SERVICIOS A OTROS, LA ARQUITECTURA BÁSICA SEGUIRÁ SIENDO LA MISMA.
UNA DISPOSICIÓN MUY COMÚN SON LOS SISTEMAS MULTICAPA EN LOS QUE EL SERVIDOR SE DESCOMPONE EN DIFERENTES PROGRAMAS QUE PUEDEN SER EJECUTADOS POR DIFERENTES COMPUTADORAS AUMENTANDO ASÍ EL GRADO DE DISTRIBUCIÓN DEL SISTEMA.
LA ARQUITECTURA CLIENTE-SERVIDOR SUSTITUYE A LA ARQUITECTURA MONOLÍTICA EN LA QUE NO HAY DISTRIBUCIÓN, TANTO A NIVEL FÍSICO COMO A NIVEL LÓGICO.
LA RED CLIENTE/SERVIDOR ES AQUELLA RED DE COMUNICACIONES EN LA QUE TODOS LOS CLIENTES ESTÁN CONECTADOS A UN SERVIDOR, EN EL QUE SE CENTRALIZAN LOS DIVERSOS RECURSOS Y APLICACIONES
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CON QUE SE CUENTA; Y QUE LOS PONE A DISPOSICIÓN DE LOS CLIENTES CADA VEZ QUE ESTOS SON SOLICITADOS. ESTO SIGNIFICA QUE TODAS LAS GESTIONES QUE SE REALIZAN SE CONCENTRAN EN EL SERVIDOR, DE MANERA QUE EN ÉL SE DISPONEN LOS REQUERIMIENTOS PROVENIENTES DE LOS CLIENTES QUE TIENEN PRIORIDAD, LOS ARCHIVOS QUE SON DE USO PÚBLICO Y LOS QUE SON DE USO RESTRINGIDO, LOS ARCHIVOS QUE SON DE SÓLO LECTURA Y LOS QUE, POR EL CONTRARIO, PUEDEN SER MODIFICADOS, ETC. ESTE TIPO DE RED PUEDE UTILIZARSE CONJUNTAMENTE EN CASO DE QUE SE ESTE UTILIZANDO EN UNA RED MIXTA.
CARACTERÍSTICAS
EN LA ARQUITECTURA C/S EL REMITENTE DE UNA SOLICITUD ES CONOCIDO COMO CLIENTE. SUS CARACTERÍSTICAS SON:
ES QUIEN INICIA SOLICITUDES O PETICIONES, TIENEN POR TANTO UN PAPEL ACTIVO EN LA COMUNICACIÓN (DISPOSITIVO MAESTRO O AMO).
ESPERA Y RECIBE LAS RESPUESTAS DEL SERVIDOR. POR LO GENERAL, PUEDE CONECTARSE A VARIOS SERVIDORES A LA
VEZ. NORMALMENTE INTERACTÚA DIRECTAMENTE CON LOS USUARIOS
FINALES MEDIANTE UNA INTERFAZ GRÁFICA DE USUARIO. AL CONTRATAR UN SERVICIO DE REDES , SE TIENE QUE TENER EN LA
VELOCIDAD DE CONEXIÓN QUE LE OTORGA AL CLIENTE Y EL TIPO DE CABLE QUE UTILIZA , POR EJEMPLO : CABLE DE COBRE RONDA ENTRE 1 MS Y 50 MS.
AL RECEPTOR DE LA SOLICITUD ENVIADA POR CLIENTE SE CONOCE COMO SERVIDOR. SUS CARACTERÍSTICAS SON:
AL INICIARSE ESPERAN A QUE LLEGUEN LAS SOLICITUDES DE LOS CLIENTES, DESEMPEÑAN ENTONCES UN PAPEL PASIVO EN LA COMUNICACIÓN (DISPOSITIVO ESCLAVO).
TRAS LA RECEPCIÓN DE UNA SOLICITUD, LA PROCESAN Y LUEGO ENVÍAN LA RESPUESTA AL CLIENTE.
POR LO GENERAL, ACEPTAN CONEXIONES DESDE UN GRAN NÚMERO DE CLIENTES (EN CIERTOS CASOS EL NÚMERO MÁXIMO DE PETICIONES PUEDE ESTAR LIMITADO).
NO ES FRECUENTE QUE INTERACTÚEN DIRECTAMENTE CON LOS USUARIOS FINALES.
COMPARACIÓN DE LA ARQUITECTURA C/S CON OTRAS ARQUITECTURAS DE RED
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*COMPARACIÓN CON LAS REDES DE PARES
LAS REDES DE PARES, TAMBIÉN CONOCIDAS COMO REDES PAR-A-PAR O PEER-TO-PEER (ABREVIADO CON LAS SIGLAS P2PM) SON OTRO TIPO DE ARQUITECTURA DE RED.
*COMPARACIÓN CON LA ARQUITECTURA CLIENTE-COLA-CLIENTE
SI BIEN LA CLÁSICA ARQUITECTURA C/S REQUIERE UNO DE LOS PUNTOS TERMINALES DE COMUNICACIÓN PARA ACTUAR COMO UN SERVIDOR, QUE PUEDE SER ALGO MÁS DIFÍCIL DE APLICAR, LA ARQUITECTURA CLIENTE-COLA-CLIENTE HABILITA A TODOS LOS NODOS PARA ACTUAR COMO CLIENTES SIMPLES, MIENTRAS QUE EL SERVIDOR ACTÚA COMO UNA COLA QUE VA CAPTURANDO LAS PETICIONES DE LOS CLIENTES (UN PROCESO QUE DEBE PASAR SUS PETICIONES A OTRO, LO HACE A TRAVÉS DE UNA COLA, POR EJEMPLO, UNA CONSULTA A UNA BASE DE DATOS, ENTONCES, EL SEGUNDO PROCESO CONECTA CON LA BASE DE DATOS, ELABORA LA PETICIÓN, LA PASA A LA BASE DE DATOS, ETC.). ESTA ARQUITECTURA PERMITE SIMPLIFICAR EN GRAN MEDIDA LA IMPLEMENTACIÓN DE SOFTWARE. LA ARQUITECTURA P2P ORIGINALMENTE SE BASÓ EN EL CONCEPTO "CLIENTE-COLA-CLIENTE".
ARQUITECTURAS MULTI-CAPAS
LA ARQUITECTURA CLIENTE/SERVIDOR GENÉRICA TIENE DOS TIPOS DE NODOS EN LA RED: CLIENTES Y SERVIDORES. CONSECUENTEMENTE, ESTAS ARQUITECTURAS GENÉRICAS SE REFIEREN A VECES COMO ARQUITECTURAS DE DOS NIVELES O DOS CAPAS.
ALGUNAS REDES DISPONEN DE TRES TIPOS DE NODOS:
CLIENTES QUE INTERACTÚAN CON LOS USUARIOS FINALES. SERVIDORES DE APLICACIÓN QUE PROCESAN LOS DATOS PARA LOS
CLIENTES. SERVIDORES DE LA BASE DE DATOS QUE ALMACENAN LOS DATOS PARA
LOS SERVIDORES DE APLICACIÓN.
ESTA CONFIGURACIÓN SE LLAMA UNA ARQUITECTURA DE TRES-CAPAS.
VENTAJAS DE LAS ARQUITECTURAS N-CAPAS:
LA VENTAJA FUNDAMENTAL DE UNA ARQUITECTURA N-CAPAS
COMPARADO CON UNA ARQUITECTURA DE DOS NIVELES (O UNA TRES-
CAPAS CON UNA DE DOS NIVELES) ES QUE SEPARA HACIA FUERA EL
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PROCESO, ESO OCURRE PARA MEJORAR EL BALANCE LA CARGA EN
LOS DIVERSOS SERVIDORES; ES MÁS ESCALABLE.
DESVENTAJAS DE LAS ARQUITECTURAS DE LA N-CAPAS:
PONE MÁS CARGA EN LA RED, DEBIDO A UNA MAYOR CANTIDAD DE TRÁFICO DE LA RED.
ES MUCHO MÁS DIFÍCIL PROGRAMAR Y PROBAR EL SOFTWARE QUE EN ARQUITECTURA DE DOS NIVELES PORQUE TIENEN QUE COMUNICARSE MÁS DISPOSITIVOS PARA TERMINAR LA TRANSACCIÓN DE UN USUARIO.
VENTAJAS
CENTRALIZACIÓN DEL CONTROL: LOS ACCESOS, RECURSOS Y LA INTEGRIDAD DE LOS DATOS SON CONTROLADOS POR EL SERVIDOR DE FORMA QUE UN PROGRAMA CLIENTE DEFECTUOSO O NO AUTORIZADO NO PUEDA DAÑAR EL SISTEMA. ESTA CENTRALIZACIÓN TAMBIÉN FACILITA LA TAREA DE PONER AL DÍA DATOS U OTROS RECURSOS (MEJOR QUE EN LAS REDES P2P)..
ESCALABILIDAD: SE PUEDE AUMENTAR LA CAPACIDAD DE CLIENTES Y SERVIDORES POR SEPARADO. CUALQUIER ELEMENTO PUEDE SER AUMENTADO (O MEJORADO) EN CUALQUIER MOMENTO, O SE PUEDEN AÑADIR NUEVOS NODOS A LA RED (CLIENTES Y/O SERVIDORES).
FÁCIL MANTENIMIENTO: AL ESTAR DISTRIBUIDAS LAS FUNCIONES Y RESPONSABILIDADES ENTRE VARIOS ORDENADORES INDEPENDIENTES, ES POSIBLE REEMPLAZAR, REPARAR, ACTUALIZAR, O INCLUSO TRASLADAR UN SERVIDOR, MIENTRAS QUE SUS CLIENTES NO SE VERÁN AFECTADOS POR ESE CAMBIO (O SE AFECTARÁN MÍNIMAMENTE). ESTA INDEPENDENCIA DE LOS CAMBIOS TAMBIÉN SE CONOCE COMO ENCAPSULACIÓN.
EXISTEN TECNOLOGÍAS, SUFICIENTEMENTE DESARROLLADAS, DISEÑADAS PARA EL PARADIGMA DE C/S QUE ASEGURAN LA SEGURIDAD EN LAS TRANSACCIONES, LA AMIGABILIDAD DEL INTERFAZ, Y LA FACILIDAD DE EMPLEO.
DESVENTAJAS
LA CONGESTIÓN DEL TRÁFICO HA SIDO SIEMPRE UN PROBLEMA EN EL PARADIGMA DE C/S. CUANDO UNA GRAN CANTIDAD DE CLIENTES ENVÍAN PETICIONES SIMULTANEAS AL MISMO SERVIDOR, PUEDE SER QUE CAUSE MUCHOS PROBLEMAS PARA ÉSTE (A MAYOR NÚMERO DE CLIENTES, MÁS PROBLEMAS PARA EL SERVIDOR). AL CONTRARIO, EN LAS REDES P2P COMO CADA NODO EN LA RED HACE TAMBIÉN DE SERVIDOR, CUANTO MÁS NODOS HAY, MEJOR ES EL ANCHO DE BANDA QUE SE TIENE.
EL PARADIGMA DE C/S CLÁSICO NO TIENE LA ROBUSTEZ DE UNA RED P2P. CUANDO UN SERVIDOR ESTÁ CAÍDO, LAS PETICIONES DE LOS CLIENTES NO PUEDEN SER SATISFECHAS. EN LA MAYOR PARTE DE REDES P2P, LOS RECURSOS ESTÁN GENERALMENTE DISTRIBUIDOS EN
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VARIOS NODOS DE LA RED. AUNQUE ALGUNOS SALGAN O ABANDONEN LA DESCARGA; OTROS PUEDEN TODAVÍA ACABAR DE DESCARGAR CONSIGUIENDO DATOS DEL RESTO DE LOS NODOS EN LA RED.
EL SOFTWARE Y EL HARDWARE DE UN SERVIDOR SON GENERALMENTE MUY DETERMINANTES. UN HARDWARE REGULAR DE UN ORDENADOR PERSONAL PUEDE NO PODER SERVIR A CIERTA CANTIDAD DE CLIENTES. NORMALMENTE SE NECESITA SOFTWARE Y HARDWARE ESPECÍFICO, SOBRE TODO EN EL LADO DEL SERVIDOR, PARA SATISFACER EL TRABAJO. POR SUPUESTO, ESTO AUMENTARÁ EL COSTE.
EL CLIENTE NO DISPONE DE LOS RECURSOS QUE PUEDAN EXISTIR EN EL SERVIDOR. POR EJEMPLO, SI LA APLICACIÓN ES UNA WEB, NO PODEMOS ESCRIBIR EN EL DISCO DURO DEL CLIENTE O IMPRIMIR DIRECTAMENTE SOBRE LAS IMPRESORAS SIN SACAR ANTES LA VENTANA PREVIA DE IMPRESIÓN DE LOS NAVEGADORES.
DIRECCIÓN
LOS MÉTODOS DE DIRECCIÓN EN AMBIENTES DEL SERVIDOR DE CLIENTE SE PUEDEN DESCRIBIR COMO SIGUE:
DIRECCIÓN DEL PROCESO DE LA MÁQUINA: LA DIRECCIÓN SE DIVIDE COMO PROCESO@MÁQUINA. POR LO TANTO 56@453 INDICARÍA EL PROCESO 56 EN LA COMPUTADORA 453.
SERVIDOR DE NOMBRES: LOS SERVIDORES DE NOMBRES TIENEN UN ÍNDICE DE TODOS LOS NOMBRES Y DIRECCIONES DE SERVIDORES EN EL DOMINIO RELEVANTE.
LOCALIZACIÓN DE PAQUETES: LOS MENSAJES DE DIFUSIÓN SE ENVÍAN A TODAS LAS COMPUTADORAS EN EL SISTEMA DISTRIBUIDO PARA DETERMINAR LA DIRECCIÓN DE LA COMPUTADORA DE LA DESTINACIÓN.
COMERCIANTE: UN COMERCIANTE ES UN SISTEMA QUE PONE EN UN ÍNDICE TODOS LOS SERVICIOS DISPONIBLES EN UN SISTEMA DISTRIBUIDO. UNA COMPUTADORA QUE REQUIERE UN SERVICIO PARTICULAR COMPROBARÁ CON EL SERVICIO QUE NEGOCIA PARA SABER SI EXISTE LA DIRECCIÓN DE UNA COMPUTADORA QUE PROPORCIONA TAL SERVICIO.
COOPERACIÓN CLIENTE-SERVIDOR
CHAINED SERVER
EN ESTA CLASIFICACIÓN DE SERVIDORES SE ENCUENTRAN AQUELLOS QUE DE VEZ EN CUANDO SE COMPORTAN COMO CLIENTES, YA SEA DE MANERA EFÍMERA O POR MUCHO TIEMPO.
TEMPORAL
SON SERVIDORES QUE POR MOTIVOS DE GESTIÓN O PARA EJECUTAR CIERTA PARTE DEL PROCESO DE TRANSACCIÓN, SE COMPORTAN COMO
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CLIENTES YA SEA PARA SOLICITAR LA INFORMACIÓN REQUERIDA AL SERVIDOR CORRESPONDIENTE O SIMPLEMENTE COMO UN ENLACE HACIA EL "DESTINO" DE LA PETICIÓN. SÓLO REALIZA LA TRANSACCIÓN SOLICITADA Y VUELVE A SUS ESTADO NORMAL UNA VEZ TERMINADA LA MISMA. EJEM: SERV
LARGO PLAZO
AQUELLOS EN LOS CUALES REALIZA VARIAS TRANSACCIONES DEL POR MUCHO MÁS TIEMPO QUE LA ANTERIOR, Y SE ORIENTA MÁS A LA APLICACIÓN PARA LA QUE FUE DIRIGIDA.EJEM: SERV. DE WEB, ETC.
MULTIPLE SERVER
PARA QUE UN PROCESO SE REALICE DE LA MEJOR MANERA, ES PREFERIBLE UTILIZAR TERMINALES DISTINTOS REALIZANDO LA MISMA TAREA, A CENTRALIZAR LOS RECURSOS Y QUE CON MÁS HARDWARE/SOFTWARE SE REALICE LA MISMA TAREA. CON LA EJECUCIÓN DE MÚLTIPLES SERVIDORES EL PROCESAMIENTO ES MÁS RÁPIDO, EL TIEMPO DE RESPUESTA ES DESCENTRALIZADO Y SE INCREMENTA LA CONFIABILIDAD.
COOPERACIÓN DE PROCESOS PARALELOS
EL MISMO PROCESO SE EJECUTA SIMULTÁNEAMENTE (SISTEMAS REDUNDANTES).
COOPERACIÓN DE BASE DE DATOS
SI SE REQUIERE DE CIERTA INFORMACIÓN YA EXISTENTE, POR QUÉ CREARLA DE NUEVO, SIMPLEMENTE INTERACTÚA Y APROVECHA LA INFORMACIÓN YA CREADA.
PEER-TO-PEER
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EJEMPLO DE UNA RED BASADA EN PEER-TO-PEER.
UNA RED PEER-TO-PEER O RED DE PARES O RED ENTRE IGUALES O RED ENTRE PARES O RED PUNTO A PUNTO (P2P, POR SUS SIGLAS EN INGLÉS) ES UNA RED DE COMPUTADORAS EN LA QUE TODOS O ALGUNOS ASPECTOS FUNCIONAN SIN CLIENTES NI SERVIDORES FIJOS, SINO UNA SERIE DE NODOS QUE SE COMPORTAN COMO IGUALES ENTRE SÍ. ES DECIR, ACTÚAN SIMULTÁNEAMENTE COMO CLIENTES Y SERVIDORES RESPECTO A LOS DEMÁS NODOS DE LA RED. LAS REDES P2P PERMITEN EL INTERCAMBIO DIRECTO DE INFORMACIÓN, EN CUALQUIER FORMATO, ENTRE LOS ORDENADORES INTERCONECTADOS.
EL HECHO DE QUE SIRVAN PARA COMPARTIR E INTERCAMBIAR INFORMACIÓN DE FORMA DIRECTA ENTRE DOS O MÁS USUARIOS HA PROPICIADO QUE SE UTILICEN PARA INTERCAMBIAR ARCHIVOS CUYO CONTENIDO ESTÁ SUJETO A LAS LEYES DE COPYRIGHT, LO QUE HA GENERADO UNA GRAN POLÉMICA ENTRE DEFENSORES Y DETRACTORES DE ESTOS SISTEMAS.
LAS REDES PEER-TO-PEER APROVECHAN, ADMINISTRAN Y OPTIMIZAN EL USO DEL ANCHO DE BANDA DE LOS DEMÁS USUARIOS DE LA RED POR MEDIO DE LA CONECTIVIDAD ENTRE LOS MISMOS, Y OBTIENEN ASÍ MÁS RENDIMIENTO EN LAS CONEXIONES Y TRANSFERENCIAS QUE CON ALGUNOS MÉTODOS CENTRALIZADOS CONVENCIONALES, DONDE UNA CANTIDAD RELATIVAMENTE PEQUEÑA DE SERVIDORES PROVEE EL TOTAL DEL ANCHO DE BANDA Y RECURSOS COMPARTIDOS PARA UN SERVICIO O APLICACIÓN.
DICHAS REDES SON ÚTILES PARA DIVERSOS PROPÓSITOS. A MENUDO SE USAN PARA COMPARTIR FICHEROS DE CUALQUIER TIPO (POR EJEMPLO, AUDIO, VÍDEO O SOFTWARE). ESTE TIPO DE RED TAMBIÉN SUELE USARSE EN TELEFONÍA VOIP PARA HACER MÁS EFICIENTE LA TRANSMISIÓN DE DATOS EN TIEMPO REAL.
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LA EFICACIA DE LOS NODOS EN EL ENLACE Y TRANSMISIÓN DE DATOS PUEDE VARIAR SEGÚN SU CONFIGURACIÓN LOCAL (CORTAFUEGOS, NAT, RUTEADORES, ETC.), VELOCIDAD DE PROCESO, DISPONIBILIDAD DE ANCHO DE BANDA DE SU CONEXIÓN A LA RED Y CAPACIDAD DE ALMACENAMIENTO EN DISCO.
EL TÉRMINO PEER-TO-PEER SUELE TRADUCIRSE AL ESPAÑOL COMO REDES DE PARES O REDES ENTRE PARES. ALGUNOS PREFIEREN LA TRADUCCIÓN REDES ENTRE IGUALES O REDES DE IGUAL A IGUAL, ARGUMENTANDO QUE ESTA TRADUCCIÓN ES MENOS CONFUSA, AUNQUE AMBAS SON EQUIVALENTES.
APLICACIONES DE LAS REDES P2P
ACTUALMENTE, EN INTERNET EL ANCHO DE BANDA O LAS CAPACIDADES DE ALMACENAMIENTO Y CÓMPUTO SON RECURSOS CAROS. EN AQUELLAS APLICACIONES Y SERVICIOS QUE REQUIERAN UNA ENORME CANTIDAD DE RECURSOS PUEDEN USARSE LAS REDES P2P.
ALGUNOS EJEMPLOS DE APLICACIÓN DE LAS REDES P2P SON LOS SIGUIENTES:
INTERCAMBIO Y BÚSQUEDA DE FICHEROS. QUIZÁS SEA LA APLICACIÓN MÁS EXTENDIDA DE ESTE TIPO DE REDES. ALGUNOS EJEMPLOS SON BITTORRENT O LA RED EDONKEY2000.
SISTEMAS DE FICHEROS DISTRIBUIDOS, COMO CFS O FREENET. SISTEMAS DE TELEFONÍA POR INTERNET, COMO SKYPE. A PARTIR DEL AÑO 2006, CADA VEZ MÁS COMPAÑÍAS EUROPEAS Y
NORTEAMERICANAS, COMO WARNER BROS O LA BBC, EMPEZARON A VER EL P2P COMO UNA ALTERNATIVA A LA DISTRIBUCIÓN CONVENCIONAL DE PELÍCULAS Y PROGRAMAS DE TELEVISIÓN, Y OFRECEN PARTE DE SUS CONTENIDOS A TRAVÉS DE TECNOLOGÍAS COMO LA DE BITTORRENT.1
CÁLCULOS CIENTÍFICOS QUE PROCESEN ENORMES BASES DE DATOS, COMO LOS PROCEDIMIENTOS BIOINFORMÁTICOS.
INFORMATICA Y CONVERGENCIA TECNOLOGICA
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REPRESENTACIÓN GRÁFICA DE UN ENJAMBRE QUE MUESTRA LA
DISTRIBUCIÓN DE LOS PEERS CON SUS RESPECTIVAS TRASMISIONES Y
RECEPCIONES DE DATOS DENTRO DE UN TORRENT EN VUZE.
LAS REDES P2P PUEDEN USARSE TAMBIÉN PARA HACER FUNCIONAR GRANDES SISTEMAS DE SOFTWARE DISEÑADOS PARA REALIZAR PRUEBAS QUE IDENTIFIQUEN LA PRESENCIA DE POSIBLES FÁRMACOS. EL PRIMER SISTEMA DISEÑADO CON TAL PROPÓSITO SE DESARROLLÓ EN EL 2001, EN EL CENTRO COMPUTACIONAL PARA EL DESCUBRIMIENTO DE MEDICAMENTOS (CENTRE FOR COMPUTATIONAL DRUG DISCOVERY) EN LA PRESTIGIOSA UNIVERSIDAD DE OXFORD Y CON LA COOPERACIÓN DE LA FUNDACIÓN NACIONAL PARA LA INVESTIGACIÓN DEL CÁNCER (NATIONAL FOUNDATION FOR CANCER RESEARCH) DE LOS ESTADOS UNIDOS.
ACTUALMENTE EXISTEN VARIOS SISTEMAS SOFTWARE SIMILARES QUE SE DESARROLLAN BAJO EL AUSPICIO DE PROYECTOS COMO EL PROYECTO DE DISPOSITIVOS UNIDOS EN LA INVESTIGACIÓN DEL CÁNCER (UNITED DEVICES CANCER RESEARCH PROJECT). EN UNA ESCALA MÁS PEQUEÑA, EXISTEN SISTEMAS DE ADMINISTRACIÓN AUTÓNOMA PARA LOS BIÓLOGOS COMPUTACIONALES, COMO EL CHINOOK, QUE SE UNEN PARA EJECUTAR Y HACER COMPARACIONES DE DATOS BIOINFORMÁTICOS CON LOS MÁS DE 25 DIFERENTES SERVICIOS DE ANÁLISIS QUE OFRECE. UNO DE SUS PROPÓSITOS CONSISTE EN FACILITAR EL INTERCAMBIO DE TÉCNICAS DE ANÁLISIS DENTRO DE UNA COMUNIDAD LOCAL.
LAS INSTITUCIONES ACADÉMICAS TAMBIÉN HAN COMENZADO LA EXPERIMENTACIÓN CON COMPARTICIÓN DE ARCHIVOS, COMO ES EL CASO DE LIONSHARE.
CARACTERÍSTICAS
SEIS CARACTERÍSTICAS DESEABLES DE LAS REDES P2P:
INFORMATICA Y CONVERGENCIA TECNOLOGICA
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ESCALABILIDAD. LAS REDES P2P TIENEN UN ALCANCE MUNDIAL CON CIENTOS DE MILLONES DE USUARIOS POTENCIALES. EN GENERAL, LO DESEABLE ES QUE CUANTOS MÁS NODOS ESTÉN CONECTADOS A UNA RED P2P, MEJOR SERÁ SU FUNCIONAMIENTO. ASÍ, CUANDO LOS NODOS LLEGAN Y COMPARTEN SUS PROPIOS RECURSOS, LOS RECURSOS TOTALES DEL SISTEMA AUMENTAN. ESTO ES DIFERENTE EN UNA ARQUITECTURA DEL MODO SERVIDOR-CLIENTE CON UN SISTEMA FIJO DE SERVIDORES, EN LOS CUALES LA ADICIÓN DE CLIENTES PODRÍA SIGNIFICAR UNA TRANSFERENCIA DE DATOS MÁS LENTA PARA TODOS LOS USUARIOS. ALGUNOS AUTORES ADVIERTEN QUE, SI PROLIFERAN MUCHO ESTE TIPO DE REDES, CLIENTE-SERVIDOR, PODRÍAN LLEGAR A SU FIN, YA QUE A CADA UNA DE ESTAS REDES SE CONECTARÁN MUY POCOS USUARIOS.
ROBUSTEZ. LA NATURALEZA DISTRIBUIDA DE LAS REDES PEER-TO-PEER TAMBIÉN INCREMENTA LA ROBUSTEZ EN CASO DE HABER FALLOS EN LA RÉPLICA EXCESIVA DE LOS DATOS HACIA MÚLTIPLES DESTINOS, Y —-EN SISTEMAS P2P PUROS—- PERMITIENDO A LOS PEERS ENCONTRAR LA INFORMACIÓN SIN HACER PETICIONES A NINGÚN SERVIDOR CENTRALIZADO DE INDEXADO. EN EL ÚLTIMO CASO, NO HAY NINGÚN PUNTO SINGULAR DE FALLA EN EL SISTEMA.
DESCENTRALIZACIÓN. ESTAS REDES POR DEFINICIÓN SON DESCENTRALIZADAS Y TODOS LOS NODOS SON IGUALES. NO EXISTEN NODOS CON FUNCIONES ESPECIALES, Y POR TANTO NINGÚN NODO ES IMPRESCINDIBLE PARA EL FUNCIONAMIENTO DE LA RED. EN REALIDAD, ALGUNAS REDES COMÚNMENTE LLAMADAS P2P NO CUMPLEN ESTA CARACTERÍSTICA, COMO NAPSTER, EDONKEY O BITTORRENT.
REPARTICIÓN DE COSTES ENTRE LOS USUARIOS. SE COMPARTEN O DONAN RECURSOS A CAMBIO DE RECURSOS. SEGÚN LA APLICACIÓN DE LA RED, LOS RECURSOS PUEDEN SER ARCHIVOS, ANCHO DE BANDA, CICLOS DE PROCESO O ALMACENAMIENTO DE DISCO.
ANONIMATO. ES DESEABLE QUE EN ESTAS REDES QUEDE ANÓNIMO EL AUTOR DE UN CONTENIDO, EL EDITOR, EL LECTOR, EL SERVIDOR QUE LO ALBERGA Y LA PETICIÓN PARA ENCONTRARLO, SIEMPRE QUE ASÍ LO NECESITEN LOS USUARIOS. MUCHAS VECES EL DERECHO AL ANONIMATO Y LOS DERECHOS DE AUTOR SON INCOMPATIBLES ENTRE SÍ, Y LA INDUSTRIA PROPONE MECANISMOS COMO EL DRM PARA LIMITAR AMBOS.
SEGURIDAD. ES UNA DE LAS CARACTERÍSTICAS DESEABLES DE LAS REDES P2P MENOS IMPLEMENTADA. LOS OBJETIVOS DE UN P2P SEGURO SERÍAN IDENTIFICAR Y EVITAR LOS NODOS MALICIOSOS, EVITAR EL CONTENIDO INFECTADO, EVITAR EL ESPIONAJE DE LAS COMUNICACIONES ENTRE NODOS, CREACIÓN DE GRUPOS SEGUROS DE NODOS DENTRO DE LA RED, PROTECCIÓN DE LOS RECURSOS DE LA RED... LA MAYOR PARTE DE LOS NODOS AÚN ESTÁN BAJO INVESTIGACIÓN, PERO LOS MECANISMOS MÁS PROMETEDORES SON: CIFRADO MULTICLAVE, CAJAS DE ARENA, GESTIÓN DE DERECHOS DE AUTOR (LA INDUSTRIA DEFINE QUÉ PUEDE HACER EL USUARIO; POR EJEMPLO, LA SEGUNDA VEZ QUE SE OYE LA CANCIÓN SE APAGA), REPUTACIÓN (PERMITIR ACCESO SÓLO A LOS CONOCIDOS), COMUNICACIONES SEGURAS, COMENTARIOS SOBRE LOS FICHEROS, ETC.
INFORMATICA Y CONVERGENCIA TECNOLOGICA
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PROBLEMAS DE FUNCIONAMIENTO
LA MAYOR PARTE DE LOS NODOS DE INTERNET NO DISPONEN DE UNA DIRECCIÓN IP FIJA O SIQUIERA ACCESIBLE PARA OTROS NODOS DE INTERNET. ESTE ES EL CASO, POR EJEMPLO, DE LOS NODOS QUE SE CONECTAN A TRAVÉS DE REDES LOCALES COMO WIFI O ETHERNET, DE AQUELLOS QUE TIENEN ALGÚN TIPO DE CORTAFUEGOS Y NAT O DE LOS QUE SE CONECTAN A TRAVÉS DE LA MAYOR PARTE DE LOS ISPS DEL MUNDO. PARA EL CORRECTO FUNCIONAMIENTO DE UNA RED P2P, HAY QUE RESOLVER DOS PROBLEMAS FUNDAMENTALES: CÓMO SE ENCUENTRA UN NODO QUE YA ESTÉ CONECTADO A LA RED P2P Y CÓMO SE CONECTAN LOS NODOS SIN DIRECCIÓN IP PÚBLICA ENTRE ELLOS.
PARA RESOLVER EL PRIMER PROBLEMA, LA SOLUCIÓN HABITUAL ES REALIZAR UNA CONEXIÓN A UN SERVIDOR (O SERVIDORES) INICIAL CON DIRECCIÓN BIEN CONOCIDA (NORMALMENTE IP FIJA) QUE EL PROGRAMA P2P TIENE ALMACENADA. ESTE SERVIDOR INICIAL SE ENCARGA DE MANTENER UNA LISTA CON LAS DIRECCIONES DE OTROS NODOS QUE ESTÁN ACTUALMENTE CONECTADOS A LA RED. TRAS ESTO, LOS CLIENTES YA TIENEN INFORMACIÓN SUFICIENTE PARA ENTRAR EN LA RED Y PUEDEN INTERCAMBIAR INFORMACIÓN CON OTRO NODOS, YA SIN INTERVENCIÓN DE LOS SERVIDORES INICIALES.
PARA RESOLVER EL PROBLEMA DE CONEXIÓN CUANDO LOS NODOS NO TIENEN DIRECCIÓN PÚBLICA, ESTOS SE CONECTAN A TRAVÉS DE OTRO NODO QUE FUNCIONA COMO PROXY DE LA CONEXIÓN. LOS DOS NODOS SE CONECTAN AL PROXY Y ÉSTE ENVÍA LA INFORMACIÓN QUE LLEGA DE UNO AL OTRO. CUALQUIER NODO CON UNA DIRECCIÓN IP PÚBLICA PUEDE SER ESCOGIDO COMO PROXY DE UNA CONEXIÓN ENTRE DOS NODOS. POR EJEMPLO, EN LA RED SKYPE A TRAVÉS DE NUESTRO ORDENADOR PUEDEN PASAR CONVERSACIONES DE OTRAS PERSONAS. EN ESTOS CASOS, ES IMPRESCINDIBLE LA IMPLEMENTACIÓN DE ALGÚN MECANISMO DE SEGURIDAD PARA EVITAR QUE LOS PROXIES PUEDEN LLEGAR A ENTENDER LA COMUNICACIÓN ENTRE LOS DOS NODOS.
CLASIFICACIÓN
UNA POSIBLE CLASIFICACIÓN DE LAS REDES P2P PUDIERA SER ACORDE A SU GRADO DE CENTRALIZACIÓN:
INFORMATICA Y CONVERGENCIA TECNOLOGICA
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1 de oct.
LAS TRES TOPOLOGÍAS DE RED SEGÚN LOS FAMOSOS GRAFOS DE PAUL
BARAN QUE APLICAN TAMBIÉN AL DISEÑO P2P.
REDES P2P CENTRALIZADAS
ESTE TIPO DE RED P2P SE BASA EN UNA ARQUITECTURA MONOLÍTICA EN LA QUE TODAS LAS TRANSACCIONES SE HACEN A TRAVÉS DE UN ÚNICO SERVIDOR QUE SIRVE DE PUNTO DE ENLACE ENTRE DOS NODOS Y QUE, A LA VEZ, ALMACENA Y DISTRIBUYE LOS NODOS DONDE SE ALMACENAN LOS CONTENIDOS.
POSEEN UNA ADMINISTRACIÓN MUY DINÁMICA Y UNA DISPOSICIÓN MÁS PERMANENTE DE CONTENIDO. SIN EMBARGO, ESTÁ MUY LIMITADA EN LA PRIVACIDAD DE LOS USUARIOS Y EN LA FALTA DE ESCALABILIDAD DE UN SÓLO SERVIDOR, ADEMÁS DE OFRECER PROBLEMAS EN PUNTOS ÚNICOS DE FALLO, SITUACIONES LEGALES Y ENORMES COSTOS EN EL MANTENIMIENTO, ASÍ COMO EL CONSUMO DE ANCHO DE BANDA.
UNA RED DE ESTE TIPO REÚNE LAS SIGUIENTES CARACTERÍSTICAS:
SE RIGE BAJO UN ÚNICO SERVIDOR, QUE SIRVE COMO PUNTO DE ENLACE ENTRE NODOS Y COMO SERVIDOR DE ACCESO AL CONTENIDO, EL CUAL DISTRIBUYE A PETICIÓN DE LOS NODOS.
TODAS LAS COMUNICACIONES (COMO LAS PETICIONES Y ENCAMINAMIENTOS ENTRE NODOS) DEPENDEN EXCLUSIVAMENTE DE LA EXISTENCIA DEL SERVIDOR.
ALGUNOS EJEMPLOS DE ESTE TIPO DE REDES SON NAPSTER Y AUDIOGALAXY.
INFORMATICA Y CONVERGENCIA TECNOLOGICA
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REDES P2P HÍBRIDAS, SEMICENTRALIZADAS O MIXTAS
EN ESTE TIPO DE RED, SE PUEDE OBSERVAR LA INTERACCIÓN ENTRE UN SERVIDOR CENTRAL QUE SIRVE COMO HUB Y ADMINISTRA LOS RECURSOS DE BANDA ANCHA, ENRUTAMIENTOS Y COMUNICACIÓN ENTRE NODOS PERO SIN SABER LA IDENTIDAD DE CADA NODO Y SIN ALMACENAR INFORMACIÓN ALGUNA, POR LO QUE EL SERVIDOR NO COMPARTE ARCHIVOS DE NINGÚN TIPO A NINGÚN NODO. TIENE LA PECULIARIDAD DE FUNCIONAR (EN ALGUNOS CASOS COMO EN TORRENT) DE AMBAS MANERAS, ES DECIR, PUEDE INCORPORAR MÁS DE UN SERVIDOR QUE GESTIONE LOS RECURSOS COMPARTIDOS, PERO TAMBIÉN, EN CASO DE QUE EL SERVIDOR O LOS SERVIDORES QUE GESTIONAN TODO CAIGAN, EL GRUPO DE NODOS PUEDE SEGUIR EN CONTACTO A TRAVÉS DE UNA CONEXIÓN DIRECTA ENTRE ELLOS MISMOS, CON LO QUE ES POSIBLE SEGUIR COMPARTIENDO Y DESCARGANDO MÁS INFORMACIÓN EN AUSENCIA DE LOS SERVIDORES. ESTE TIPO DE P2P PRESENTA LAS SIGUIENTES CARACTERÍSTICAS:
TIENE UN SERVIDOR CENTRAL QUE GUARDA INFORMACIÓN EN ESPERA Y RESPONDE A PETICIONES PARA ESA INFORMACIÓN.
LOS NODOS SON RESPONSABLES DE HOSPEDAR LA INFORMACIÓN (PUES EL SERVIDOR CENTRAL NO ALMACENA LA INFORMACIÓN) QUE PERMITE AL SERVIDOR CENTRAL RECONOCER LOS RECURSOS QUE SE DESEAN COMPARTIR, Y PARA PODER DESCARGAR ESOS RECURSOS COMPARTIDOS A LOS USUARIOS QUE LO SOLICITAN.
LAS TERMINALES DE ENRUTAMIENTO SON DIRECCIONES USADAS POR EL SERVIDOR, QUE SON ADMINISTRADAS POR UN SISTEMA DE ÍNDICES PARA OBTENER UNA DIRECCIÓN ABSOLUTA.
ALGUNOS EJEMPLOS DE UNA RED P2P HÍBRIDA SON BITTORRENT, EDONKEY Y DIRECT CONNECT.
REDES P2P "PURAS" O TOTALMENTE DESCENTRALIZADAS
LAS REDES P2P DE ESTE TIPO SON LAS MÁS COMUNES, SIENDO LAS MÁS VERSÁTILES AL NO REQUERIR DE UN GESTIONAMIENTO CENTRAL DE NINGÚN TIPO, LO QUE PERMITE UNA REDUCCIÓN DE LA NECESIDAD DE USAR UN SERVIDOR CENTRAL, POR LO QUE SE OPTA POR LOS MISMOS USUARIOS COMO NODOS DE ESAS CONEXIONES Y TAMBIÉN COMO ALMACENADORES DE ESA INFORMACIÓN. EN OTRAS PALABRAS, TODAS LAS COMUNICACIONES SON DIRECTAMENTE DE USUARIO A USUARIO CON AYUDA DE UN NODO (QUE ES OTRO USUARIO) QUIEN PERMITE ENLAZAR ESAS COMUNICACIONES. LAS REDES DE ESTE TIPO TIENEN LAS SIGUIENTES CARACTERÍSTICAS:
LOS NODOS ACTÚAN COMO CLIENTE Y COMO SERVIDOR. NO EXISTE UN SERVIDOR CENTRAL QUE MANEJE LAS CONEXIONES DE
RED.
INFORMATICA Y CONVERGENCIA TECNOLOGICA
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1 de oct.
NO HAY UN ENRUTADOR CENTRAL QUE SIRVA COMO NODO Y ADMINISTRE DIRECCIONES.
ALGUNOS EJEMPLOS DE UNA RED P2P "PURA" SON: KADEMLIA, ARES GALAXY, GNUTELLA, FREENET Y GNUTELLA2.
OTRAS CATEGORÍAS CON BASE LA RED P2P
ALGUNOS PREFIEREN CLASIFICAR LAS REDES P2P SEGÚN SU ESTRUCTURACIÓN:
REDES P2P ESTRUCTURADAS COMO CAN REDES P2P SIN ESTRUCTURA COMO GNUTELLA
TAMBIÉN SE PODRÍA CLASIFICAR LAS REDES P2P SEGÚN SU GENERACIÓN:
PRIMERA GENERACIÓN DE P2P: SON LITERALMENTE LAS PRIMERAS REDES P2P, QUE ERAN CENTRALIZADAS.
SEGUNDA GENERACIÓN DE P2P: EN ESTA GENERACIÓN SE IMPLEMENTÓ POR PRIMERA VEZ LA CARACTERÍSTICA DE LA DESCENTRALIZACIÓN, Y ESTA CARACTERÍSTICA ES LA MÁS FRECUENTE EN LOS ACTUALES P2P.
TERCERA GENERACIÓN DE P2P: LOS MÁS RECIENTES, QUE IMPLEMENTAN UNA COMUNICACIÓN NO DIRECTA, CIFRADA Y ANÓNIMA.
EXISTE TAMBIÉN LA POSIBILIDAD DE CLASIFICAR LAS REDES P2P SEGÚN SUS CARACTERÍSTICAS DE ANONIMIDAD O EXCLUSIVIDAD:
SIN CARACTERÍSTICAS DE ANONIMIDAD PSEUDÓNIMO RED P2P PRIVADA FRIEND-TO-FRIEND (DE AMIGO-A-AMIGO)
UNA RECIENTE GENERACIÓN DE SISTEMAS PEER-TO-PEER SON LOS LLAMADOS METACOMPUTING O SE CLASIFICAN COMO MIDDLEWARE. POR EJEMPLO, LEGIÓN Y GLOBUS.
REDES P2P ESTRUCTURADAS Y NO ESTRUCTURADAS
LA RED DE SOBRECAPA DEL P2P CONSISTE EN TODOS LOS USUARIOS QUE PARTICIPAN COMO NODOS DE RED. HAY ENLACES ENTRE DOS NODOS CUALESQUIERA QUE SE CONOZCAN: ES DECIR, SI UN USUARIO PARTICIPANTE CONOCE LA LOCALIZACIÓN DE OTRO USUARIO EN LA RED DEL P2P, ENTONCES HAY UN BORDE DIRIGIDO DEL NODO ANTERIOR AL ÚLTIMO NODO EN LA RED DE SOBRECAPA. BASÁNDONOS EN CÓMO LOS NODOS EN LA RED DE SOBRECAPA SE ENLAZAN EL UNO AL OTRO,
INFORMATICA Y CONVERGENCIA TECNOLOGICA
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1 de oct.
PODEMOS CLASIFICAR LAS REDES DEL P2P COMO NO ESTRUCTURADAS O ESTRUCTURADAS.
SE FORMA UNA RED P2P NO ESTRUCTURADA CUANDO LOS ENLACES DE LA SOBRECAPA SE ESTABLECEN ARBITRARIAMENTE. TALES REDES PUEDEN CONSTRUIRSE MUY FÁCILMENTE CUANDO UN USUARIO QUE DESEA UNIRSE A LA RED PUEDE COPIAR ENLACES EXISTENTES DE OTRO NODO Y DESPUÉS FORMAR SUS PROPIOS ENLACES EN UN PLAZO DETERMINADO.
EN UNA RED P2P NO ESTRUCTURADA, SI UN USUARIO DESEA ENCONTRAR INFORMACIÓN ESPECÍFICA EN LA RED, LA PETICIÓN TIENE QUE RECORRER TODA LA RED PARA ENCONTRAR TANTOS USUARIOS COMO SEA POSIBLE, PARA CONSEGUIR A ALGUIEN QUE COMPARTA LOS DATOS. LA DESVENTAJA PRINCIPAL CON ESTAS REDES ES QUE LAS PETICIONES NO SIEMPRE PODRÁN RESOLVERSE. ES MUY PROBABLE QUE UN CONTENIDO POPULAR ESTÉ DISPONIBLE PARA VARIOS USUARIOS, Y ES MUY PROBABLE QUE CUALQUIER USUARIO QUE LO BUSQUE LO ENCUENTRE; SIN EMBARGO, SI UN USUARIO ESTÁ BUSCANDO DATOS NO MUY POPULARES QUE COMPARTEN SÓLO UNOS CUANTOS USUARIOS, SERÁ ALTAMENTE PROBABLE QUE LA BÚSQUEDA NO DÉ LOS RESULTADOS ESPERADOS. DADO QUE NO HAY CORRELACIÓN ENTRE UN USUARIO Y EL CONTENIDO COMPARTIDO POR ÉL, ENTONCES NO HAY GARANTÍA DE QUE EL USUARIO ENCUENTRE AL QUE TIENE LA INFORMACIÓN DESEADA.
EL FLOODING TAMBIÉN INCREMENTA EL TRÁFICO EN LA RED Y, POR LO TANTO, ESTAS REDES SUELEN TENER UNA EFICACIA MUY BAJA EN LOS RESULTADOS DE BÚSQUEDA. LA MAYOR PARTE DE LAS REDES POPULARES P2P (NAPSTER, GNUTELLA Y KAZAA) SON REDES P2P SIN ESTRUCTURA.
LAS REDES P2P ESTRUCTURADAS SUPERAN LAS LIMITACIONES DE LAS REDES NO ESTRUCTURADAS, MANTIENEN UNA TABLA DE HASH DISTRIBUIDA(DHT) Y PERMITEN QUE CADA USUARIO SEA RESPONSABLE DE UNA PARTE ESPECÍFICA DEL CONTENIDO EN LA RED. ESTAS REDES UTILIZAN FUNCIONES DE HASH DISTRIBUIDO Y ASIGNAN VALORES A CADA CONTENIDO Y A CADA USUARIO EN LA RED. DESPUÉS SIGUEN UN PROTOCOLO GLOBAL EN LA DETERMINACIÓN DE QUÉ USUARIO ES RESPONSABLE DE QUÉ CONTENIDO. DE ESTA MANERA, SIEMPRE QUE UN USUARIO DESEE BUSCAR CIERTOS DATOS, UTILIZARÁ EL PROTOCOLO GLOBAL PARA DETERMINAR AL USUARIO O USUARIOS QUE LO TIENE(N) Y DESPUÉS DIRIGIRÁ LA BÚSQUEDA HACIA ÉSTOS. ALGUNAS REDES P2P ESTRUCTURADAS SON:
CHORD PASTRY P2P NETWORK
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1 de oct.
TAPESTRY P2P NETWORK CONTENT ADDRESSABLE NETWORK TULIP OVERLAY
DOMINIO PÚBLICO, COPYLEFT Y CREATIVE COMMONS
LAS APLICACIONES P2P RESULTAN ÚTILES PARA INTERCAMBIAR Y COMPARTIR TODO TIPO DE OBRAS, ENTRE ELLAS DESTACAN LOS SIGUIENTES EJEMPLOS:
OBRAS QUE PERTENECEN AL DOMINIO PÚBLICO, COMO LIBROS, PELÍCULAS, FOTOGRAFÍAS, ETC.
FACILITAN EL INTERCAMBIO DE CREACIONES PROPIAS, COMO VÍDEOS, FOTOGRAFÍAS Y ANIMACIONES QUE NO TENGAN LICENCIA.
FACILITAN EL INTERCAMBIO DE PROGRAMAS LIBRES PUBLICADOS CON LICENCIAS GPL, BSD, MPL, ETC.
FACILITAN EL INTERCAMBIO DE TODO TIPO DE DOCUMENTOS CON DIVERSAS LICENCIAS COMO EL COPYLEFT Y OBRAS PUBLICADAS CON LICENCIAS CREATIVE COMMONS.
REDES, PROTOCOLOS Y APLICACIONES
REDES Y PROTOCOLOS
RED O
PROTOCOLO USO PROGRAMAS
ANTS P2P
INTERCAMBIO DE
FICHEROS/DISTRIBUCIÓN
DE
SOFTWARE/DISTRIBUCIÓN
DE MULTIMEDIA
ANTS P2P
ARES INTERCAMBIO DE FICHEROS
ARES GALAXY, WAREZ P2P,
KCEASY, JARES P2P
BITTORRENT
INTERCAMBIO DE
FICHEROS/DISTRIBUCIÓN
DE
VER CLIENTE BITTORRENT
PARA UNA LISTA
INFORMATICA Y CONVERGENCIA TECNOLOGICA
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1 de oct.
SOFTWARE/DISTRIBUCIÓN
DE MULTIMEDIA
DETALLADA.
DIRECT
CONNECT
INTERCAMBIO DE
FICHEROS, CHAT
DC++, NEOMODUS DIRECT
CONNECT, SABABADC,
BCDC++, REVCONNECT,
FULDC, LDC++, CZDC,
MCDC++, DCDM++, DDC++,
IDC++, ICEDC++, ZION++,
R2++, RMDC++, LINUXDC++,
LANDC++, APEXDC++,
STRONGDC++
EDONKEY INTERCAMBIO DE FICHEROS
AMULE, EDONKEY2000
(EXTINGUIDO), EMULE,
EMULE PLUS, FLASHGET,
IMESH, JUBSTER, LMULE,
MLDONKEY, MORPHEUS,
PRUNA, SHAREAZA, XMULE
FASTTRACK INTERCAMBIO DE FICHEROS
GIFT, GROKSTER, IMESH (Y
SUS VARIANTES COMO
IMESH LIGHT), KAZAA (Y SUS
VARIANTES COMO KAZAA
LITE), KCEASY, MAMMOTH,
MLDONKEY, POISONED
FREENET
ALMACENAMIENTO
DISTRIBUIDO
FREENET, ENTROPY (RED
SEPARADA DE FREENET)
GNUNET
INTERCAMBIO DE
FICHEROS, CHAT GNUNET, (GNUNET-GTK)
GNUTELLA INTERCAMBIO DE FICHEROS
BEARSHARE, CABOS,
FILESWIRE, FROSTWIRE,
GNUCLEUS, GROKSTER, GTK-
INFORMATICA Y CONVERGENCIA TECNOLOGICA
108
1 de oct.
GNUTELLA, IMESH, KIWI
ALPHA, LIMEWIRE,
MLDONKEY, MORPHEUS, MP3
ROCKET, POISONED,
SHAREAZA, SWAPPER,
XOLOX, KCEASY
GNUTELLA2 INTERCAMBIO DE FICHEROS
ADAGIO, GNUCLEUS, KIWI
ALPHA, MLDONKEY,
MORPHEUS, SHAREAZA,
TRUSTYFILES
JXTA
APLICACIONES
DISTRIBUIDAS
COLLANOS WORKPLACE
(SOFTWARE
COLABORATIVO), SIXEARCH
KAD INTERCAMBIO DE FICHEROS AMULE, EMULE, MLDONKEY
NAPSTER INTERCAMBIO DE FICHEROS NAPIGATOR, NAPSTER
OPENNAP INTERCAMBIO DE FICHEROS
WINMX, UTATANE, XNAP,
NAPSTER
OSIRIS SPS
CREACIÓN DE PORTALES
WEB ANÓNIMOS
OSIRIS (SERVERLESS
PORTAL SYSTEM)
P2PTV STREAMING DE VIDEO
TVUPLAYER, JOOST,
COOLSTREAMING,
CYBERSKY-TV, TVANTS,
PPLIVE,
LIVESTATION,SOPCAST
PDTP
STREAMING E INTERCAMBIO
DE FICHEROS PDTP
INFORMATICA Y CONVERGENCIA TECNOLOGICA
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1 de oct.
PEERCASTING STREAMING
PEERCAST, ICESHARE,
FREECAST, RAWFLOW
PICHAT
CHAT E INTERCAMBIO DE
INFORMACIÓN
PICHAT, PIDGIN, MOONCHAT,
C4
USENET GRUPOS DE NOTICIAS
WPNP INTERCAMBIO DE FICHEROS WINMX
WINDOWS
PEER-TO-
PEER
DESARROLLO DE
APLICACIONES
DISTRIBUIDAS,
COLABORACIÓN11
INCLUIDO EN EL ADVANCED
NETWORKING PACK PARA
WINDOWS XP,12
WINDOWS XP
SP2, WINDOWS VISTA.
OTRAS REDES: APPLEJUICE, AUDIOGALAXY, AVALANCHE,
CAKE, CHORD, THE CIRCLE, CORAL, DIJJER, FILETOPIA, GROOVE, HAMACHI, IFOLDER, KONSPIRE2B, MADSTER/AIMSTER, MUTE, NEOROUTER, OPENFT, P-GRID, IRC, MOJONATION, MNET, OCTOSHAPE, OMEMO, OVERNET, PEERSITES, PERFECT DARK, SCOUR, SHARINGZONE, SKYPE, SOLIPSIS, SORIBADA, SOULSEEK, SPIN, SWARMCAST, WASTE, WINNY, WIPPIEN.
APLICACIONES MULTI-RED
APLICACIÓN RED O PROTOCOLO SISTEMA
OPERATIVO
SOFTWARE
LIBRE
AMULE EDONKEY, KAD MULTIPLATAFORMA SÍ
EMULE EDONKEY, KAD WINDOWS SÍ
INFORMATICA Y CONVERGENCIA TECNOLOGICA
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1 de oct.
FILESWIRE GNUTELLA, G3 MULTIPLATAFORMA NO
GIFT
EDONKEY, FASTTRACK,
GNUTELLA MULTIPLATAFORMA SÍ
GNUCLEUS GNUTELLA, GNUTELLA2 WINDOWS SÍ
IMESH
FASTTRACK, EDONKEY,
GNUTELLA, GNUTELLA2
(VERSIONES ANTERIORES
A LA 6.0)
WINDOWS NO
KCEASY
ARES GALAXY,
FASTTRACK, GNUTELLA,
OPENFT
WINDOWS SÍ
KIWI ALPHA GNUTELLA, GNUTELLA2 WINDOWS NO
MLDONKEY
BITTORRENT, DIRECT
CONNECT, EDONKEY,
FASTTRACK, KAD,
OPENNAP, SOULSEEK,
HTTP/FTP
MULTIPLATAFORMA SÍ
MORPHEUS
BITTORRENT, GNUTELLA,
GNUTELLA2 WINDOWS NO
SHAREAZA
GNUTELLA, GNUTELLA2,
EDONKEY, BITTORRENT,
HTTP/FTP
WINDOWS NO
VAGAA
BITTORRENT, EDONKEY, WINDOWS NO
INFORMATICA Y CONVERGENCIA TECNOLOGICA
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1 de oct.
KAD
WINMX WPNP, OPENNAP WINDOWS NO
ZULTRAX GNUTELLA, ZEPP WINDOWS NO
ARQUITECTURAS DE RED.
POR TOPOLOGÍA DE RED:
TOPOLOGIA:
DEFINICIÓN
SE LLAMA TOPOLOGÍA A LA FORMA EN QUE SE CONECTAN LOS NODOS (ORDENADORES, IMPRESORAS, ETC.) A LA RED. EXISTEN VARIAS FORMAS FÍSICAS DE CONEXIÓN LAS CUALES VEREMOS MÁS ADELANTE. ESTAS FUERON DISEÑADAS PARA ESTABLECER UN ORDEN QUE EVITE EL CAOS QUE SE PRODUCIRÍA SI LAS ESTACIONES DE UNA RED FUESEN COLOCADAS DE FORMA ALEATORIA. LA TOPOLOGÍA TIENE POR OBJETIVO HALLAR CÓMO TODOS LOS USUARIOS PUEDEN CONECTARSE A TODOS LOS RECURSOS DE RED DE LA MANERA MÁS ECONÓMICA Y EFICAZ; AL MISMO TIEMPO, CAPACITA A LA RED PARA SATISFACER LAS DEMANDAS DE LOS USUARIOS CON UN TIEMPO DE ESPERA LO MÁS CORTO POSIBLE. SI QUEREMOS DETERMINAR QUÉ TOPOLOGÍA RESULTA MÁS ADECUADA PARA UNA RED CONCRETA SE TIENEN EN CUENTA NUMEROSOS PARÁMETROS Y VARIABLES, COMO EL NÚMERO DE MÁQUINAS QUE SE VAN A INTERCONECTAR, EL TIPO DE ACCESO AL MEDIO FÍSICO DESEADO, ETC.
TOPOLOGÍA FÍSICA:
LA TOPOLOGÍA FÍSICA SE REFIERE A LA DISPOSICIÓN FÍSICA DE LAS MÁQUINAS, LOS DISPOSITIVOS DE RED Y EL CABLEADO. ASÍ, DENTRO DE
INFORMATICA Y CONVERGENCIA TECNOLOGICA
112
1 de oct.
LA TOPOLOGÍA FÍSICA SE PUEDEN DIFERENCIAR DOS TIPOS DE CONEXIONES: PUNTO A PUNTO Y MULTIPUNTO. CUALQUIER DATO O CONJUNTO DE DATOS QUE ENVÍE UNA ESTACIÓN ES RECIBIDO POR TODAS LAS DEMÁS ESTACIONES.
TOPOLOGÍA LÓGICA
LA TOPOLOGÍA LÓGICA SE REFIERE AL TRAYECTO SEGUIDO POR LAS SEÑALES A TRAVÉS DE LA TOPOLOGÍA FÍSICA, O SEA, LA MANERA EN QUE LAS ESTACIONES SE COMUNICAN A TRAVÉS DEL MEDIO FÍSICO. LAS ESTACIONES SE PUEDEN COMUNICAR ENTRE SÍ DIRECTA O INDIRECTAMENTE, SIGUIENDO UN TRAYECTO QUE VIENE DETERMINADO POR LAS CONDICIONES DE CADA MOMENTO.
TIPOS DE TOPOLOGÍAS DE RED LAN:
LA TOPOLOGÍA DE UNA RED LOCAL ES LA DISTRIBUCIÓN FÍSICA EN LA CUAL SE ENCUENTRAN DISPUESTOS LOS ORDENADORES QUE LA COMPONEN. HAY QUE TENER EN CUENTA UN NÚMERO DE FACTORES PARA DETERMINAR QUÉ TOPOLOGÍA ES LA MÁS APROPIADA PARA UNA SITUACIÓN DADA. EXISTEN VARIOS TIPOS: EN ÁRBOL, EN ESTRELLA, EN BUS, EN ANILLO Y TOPOLOGÍAS HÍBRIDAS.
INFORMATICA Y CONVERGENCIA TECNOLOGICA
113
1 de oct.
TOPOLOGÍA EN ÁRBOL:
ES UNA VARIANTE DE LA TOPOLOGÍA EN BUS. ESTA TOPOLOGÍA COMIENZA EN UN PUNTO DENOMINADO CABEZAL O RAÍZ. UNO O MÁS CABLES PUEDEN SALIR DE ESTE PUNTO Y CADA UNO DE ELLOS PUEDE TENER RAMIFICACIONES EN CUALQUIER OTRO PUNTO. UNA RAMIFICACIÓN PUEDE VOLVER A RAMIFICARSE. EN UNA TOPOLOGÍA EN ÁRBOL NO SE DEBEN FORMAR CICLOS. UNA RED COMO ÉSTA REPRESENTA UNA RED COMPLETAMENTE DISTRIBUIDA EN LA QUE COMPUTADORAS ALIMENTAN DE INFORMACIÓN A OTRAS COMPUTADORAS, QUE A SU VEZ ALIMENTAN A OTRAS. LAS COMPUTADORAS QUE SE UTILIZAN COMO DISPOSITIVOS REMOTOS PUEDEN TENER RECURSOS DE PROCESAMIENTOS INDEPENDIENTES Y RECURREN A LOS RECURSOS EN NIVELES SUPERIORES O INFERIORES CONFORME SE REQUIERA.
INFORMATICA Y CONVERGENCIA TECNOLOGICA
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1 de oct.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA TOPOLOGÍA EN ÁRBOL.
VENTAJAS: * TIENE UNA GRAN FACILIDAD DE EXPANSIÓN, SIENDO LA COLOCACIÓN DE NUEVOS NODOS O RAMAS SENCILLA. * LA DETECCIÓN DE PROBLEMAS ES RELATIVAMENTE SENCILLA, YA QUE SE PUEDEN DESCONECTAR ESTACIONES O RAMAS COMPLETAS HASTA LOCALIZAR LA AVERÍA.
DESVENTAJAS: * HAY UNA DEPENDENCIA DE LA LÍNEA PRINCIPAL, Y LOS FALLOS EN UNA RAMA PROVOCAN LA CAÍDA DE TODOS NODOS QUE CUELGAN DE LA RAMA O SUBRAMAS. * EXISTEN PROBLEMAS DE ATENUACIÓN DE LA SEÑAL POR LAS DISTANCIAS, Y PUEDEN NECESITARSE REPETIDORES.
TOPOLOGÍA EN ESTRELLA
LA TOPOLOGÍA EN ESTRELLA ES UNO DE LOS TIPOS MÁS ANTIGUOS DE TOPOLOGÍAS. SE CARACTERIZA PORQUE EN ELLA EXISTE UN NODO CENTRAL AL CUAL SE CONECTAN TODOS LOS EQUIPOS, DE MODO SIMILAR AL RADIO DE UNA RUEDA.
INFORMATICA Y CONVERGENCIA TECNOLOGICA
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1 de oct.
EN ESTA TOPOLOGÍA, CADA ESTACIÓN TIENE UNA CONEXIÓN DIRECTA A UN ACOPLADOR (CONMUTADOR) CENTRAL. UNA MANERA DE CONSTRUIR ESTA TOPOLOGÍA ES CON CONMUTADORES TELEFÓNICOS QUE USAN LA TÉCNICA DE CONMUTACIÓN DE CIRCUITOS. OTRA FORMA DE ESTA TOPOLOGÍA ES UNA ESTACIÓN QUE TIENE DOS CONEXIONES DIRECTAS AL ACOPLADOR DE LA ESTRELLA (NODO CENTRAL), UNA DE ENTRADA Y OTRA DE SALIDA (LA CUAL LÓGICAMENTE OPERA COMO UN BUS). CUANDO UNA TRANSMISIÓN LLEGA AL NODO CENTRAL, ESTE LA RETRANSMITE POR TODAS LAS LÍNEAS DE SALIDA. SEGÚN SU FUNCIÓN, LOS ACOPLADORES SE CATALOGAN EN:
ACOPLADOR PASIVO: CUALQUIER TRANSMISIÓN EN UNA
LÍNEA DE ENTRADA AL ACOPLADOR
ES FÍSICAMENTE TRASLADADA A TODAS LAS LÍNEAS DE SALIDA.
ACOPLADOR ACTIVO: EXISTE UNA LÓGICA DIGITAL EN EL
ACOPLADOR QUE LO HACE ACTUAR
COMO REPETIDOR. SI LLEGAN BITS EN CUALQUIER LÍNEA DE ENTRADA, SON AUTOMÁTICAMENTE REGENERADOS Y REPETIDOS EN TODAS LAS LÍNEAS DE SALIDA. SI LLEGAN SIMULTÁNEAMENTE VARIAS SEÑALES DE ENTRADA, UNA SEÑAL DE COLISIÓN ES TRANSMITIDA EN TODAS LAS LÍNEAS DE SALIDA.
VENTAJAS E DESVENTAJAS DE LA TOPOLOGÍA EN ESTRELLA.
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VENTAJAS: * EL FALLO DE UN NODO NO CAUSA PROBLEMAS DE FUNCIONAMIENTO AL RESTO DE LA RED. * LA DETECCIÓN Y LOCALIZACIÓN DE AVERÍAS ES SENCILLA. * ES POSIBLE CONECTAR TERMINALES NO INTELIGENTES, YA QUE EL NODO CENTRAL TIENE CAPACIDAD DE PROCESO.
DESVENTAJAS: * LA AVERÍA DEL NODO CENTRAL SUPONE LA INUTILIZACIÓN DE LA RED. * SE NECESITAN LONGITUDES GRANDES DE CABLEADO, YA QUE DOS ESTACIONES CERCANAS ENTRE SÍ, PERO DISTANTES DEL NODO CENTRAL, REQUIEREN CADA UNA UN CABLE QUE LAS UNA A ÉSTE. * POSEEN LIMITACIONES EN CUANTO A EXPANSIÓN (INCREMENTO DE NODOS), DADO QUE CADA CANAL REQUIERE UNA LÍNEA Y UNA INTERFAZ AL NODO PRINCIPAL. * LA CARGA DE RED ES MUY ELEVADA EN EL NODO CENTRAL, POR LO CUAL ÉSTE NO SE PUEDE UTILIZAR MÁS QUE COMO SERVIDOR O CONTROLADOR. * NO SOPORTA CARGAS DE TRÁFICO ELEVADAS POR SOBRECARGA DEL NODO CENTRAL.
TOPOLOGÍA EN ANILLO
EN ESTA TOPOLOGÍA, LAS ESTACIONES ESTÁN UNIDAS UNAS CON OTRAS FORMANDO UN CÍRCULO POR MEDIO DE UN CABLE COMÚN (Groth, 2005). EL ÚLTIMO NODO DE LA CADENA SE CONECTA AL PRIMERO CERRANDO EL ANILLO. LAS SEÑALES CIRCULAN EN UN SOLO SENTIDO ALREDEDOR DEL CÍRCULO, REGENERÁNDOSE EN CADA NODO. CON ESTA METODOLOGÍA, CADA NODO EXAMINA LA INFORMACIÓN QUE ES ENVIADA A TRAVÉS DEL ANILLO. SI LA INFORMACIÓN NO ESTÁ DIRIGIDA AL NODO QUE LA EXAMINA, LA PASA AL SIGUIENTE EN EL ANILLO. LA DESVENTAJA DEL ANILLO ES QUE SI SE ROMPE UNA CONEXIÓN, SE CAE LA RED COMPLETA. EL CABLEADO ES EL MÁS COMPLEJO DE TODOS, DEBIDO, EN PARTE, AL MAYOR COSTE DEL CABLE, ASÍ COMO A LA NECESIDAD DE EMPLEAR
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DISPOSITIVOS MAU (UNIDADES DE ACCESO MULTIESTACIÓN) PARA IMPLEMENTAR FÍSICAMENTE EL ANILLO. CUANDO EXISTEN FALLOS O AVERÍAS, ES POSIBLE DERIVAR PARTES DE LA RED MEDIANTE LOS MAUS, AISLANDO LAS PARTES DEFECTUOSAS DEL RESTO DE LA RED MIENTRAS SE DETERMINA EL PROBLEMA. ASÍ, UN FALLO EN UNA PARTE DEL CABLEADO NO DETIENE LA RED EN SU TOTALIDAD. CUANDO SE QUIEREN AÑADIR NUEVAS ESTACIONES DE TRABAJO SE EMPLEAN TAMBIÉN LOS MAUS, DE MODO QUE EL PROCESO NO POSEE UNA COMPLICACIÓN EXCESIVA.
VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA TOPOLOGÍA EN ANILLO.
VENTAJAS: * ES POSIBLE REALIZAR EL ENLACE MEDIANTE FIBRA ÓPTICA POR SUS CARACTERÍSTICAS DE
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UNIDIRECCIONALIDAD, CON LAS VENTAJAS DE SU ALTA VELOCIDAD Y FIABILIDAD.
DESVENTAJAS: * LA CAÍDA DE UN NODO SUPONE LA PARALIZACIÓN DE LA RED. * ES DIFÍCIL LOCALIZAR LOS FALLOS. * LA RECONFIGURACIÓN DE LA RED ES COMPLICADA, PUESTO QUE INCLUIR UN ORDENADOR MÁS EN LA RED IMPLICA VARIAR EL NODO ANTERIOR Y POSTERIOR DE VARIOS NODOS DE LA RED.
TOPOLOGÍA DE BUS:
UNA TOPOLOGÍA DE BUS ES MULTIPUNTO. UN CABLE LARGO ACTÚA
COMO UNA RED TRONCAL QUE CONECTA TODOS LOS DISPOSITIVOS EN
LA RED. LOS NODOS SE CONECTAN AL BUS MEDIANTE CABLES DE
CONEXIÓN (LATIGUILLOS) Y SONDAS. UN CABLE DE CONEXIÓN ES UNA
CONEXIÓN QUE VA DESDE EL DISPOSITIVO AL CABLE PRINCIPAL. UNA
SONDA ES UN CONECTOR QUE, O BIEN SE CONECTA AL CABLE
PRINCIPAL, O SE PINCHA EN EL CABLE PARA CREAR UN CONTACTO CON
EL NÚCLEO METÁLICO. ENTRE LAS VENTAJAS DE LA TOPOLOGÍA DE BUS
SE INCLUYE LA SENCILLEZ DE INSTALACIÓN. EL CABLE TRONCAL PUEDE
TENDERSE POR EL CAMINO MÁS EFICIENTE Y, DESPUÉS, LOS NODOS SE
PUEDEN CONECTAR AL MISMO MEDIANTE LÍNEAS DE CONEXIÓN DE
LONGITUD VARIABLE. DE ESTA FORMA SE PUEDE CONSEGUIR QUE UN
BUS USE MENOS CABLE QUE UNA ESTRELLA O UNA TOPOLOGÍA EN
ÁRBOL.
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VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA TOPOLOGÍA EN BUS.
VENTAJAS: * SIMPLICIDAD EN EL CABLEADO, YA QUE NO SE ACUMULAN MONTONES DE CABLES EN TORNO AL NODO TOPOLOGÍA DE REDES LAN * HAY UNA GRAN FACILIDAD DE AMPLIACIÓN, Y SE PUEDEN AGREGAR FÁCILMENTE NUEVAS ESTACIONES O AMPLIAR LA RED AÑADIENDO UNA NUEVA LÍNEA CONECTADA MEDIANTE UN REPETIDOR. * EXISTE UNA INTERCONEXIÓN TOTAL ENTRE LOS EQUIPOS QUE INTEGRAN LA LAN.
DESVENTAJAS: * UN FALLO EN UNA PARTE DEL CABLEADO DETENDRÍA EL SISTEMA, TOTAL O PARCIALMENTE, EN FUNCIÓN DEL LUGAR EN QUE SE PRODUZCA. ADEMÁS, ES MUY DIFÍCIL LOCALIZAR LAS AVERÍAS EN ESTA TOPOLOGÍA. SIN EMBARGO, UNA VEZ LOCALIZADO EL FALLO, AL DESCONECTAR DE LA RED LA PARTE AVERIADA YA NO INTERFERIRÁ EN LA INSTALACIÓN. * TODOS LOS NODOS HAN DE SER INTELIGENTES, YA QUE HAN DE MANEJAR EL MEDIO DE COMUNICACIÓN COMPARTIDO. * DEBIDO A QUE LA INFORMACIÓN RECORRE EL BUS BIDIRECCIONALMENTE HASTA ENCONTRAR SU DESTINO, LA POSIBILIDAD DE QUE SEA INTERCEPTADA POR USUARIOS NO AUTORIZADOS ES SUPERIOR A LA EXISTENTE EN UNA RED DE ESTRELLA.
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TOPOLOGÍAS HÍBRIDAS
SON LAS MÁS FRECUENTES Y SE DERIVAN DE LAS TRES ANTERIORES, CONOCIDAS COMO TOPOLOGÍAS PURAS. LAS MÁS FRECUENTES SON LA TOPOLOGÍA EN ÁRBOL Y LA TOPOLOGÍA ESTRELLA-ANILLO. LA TOPOLOGÍA EN ESTRELLA-ANILLO COMBINA LAS TECNOLOGÍAS DE LAS TOPOLOGÍAS EN ESTRELLA Y ANILLO. EL CABLE QUE UNE CADA ESTACIÓN CON LA SIGUIENTE PASA A TRAVÉS DE UN NODO CENTRAL QUE SE ENCARGA DE DESCONECTARLA DE LA RED SI SUFRE UNA AVERÍA.
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Componentes de la pc
el area de procesamiento.
Los componentes que pertenecen al área de procesamiento se sitúan sobre la placa madre ( también denominada placa principal ) de la computadora. Se usa el termino placa madre debido a que todos los demás grupos de componentes y dispositivos periféricos son controlados a través de la misma.
con la excepción de los puertos de entrada y salida de datos y el dispositivo de almacenamiento masivo, que de hecho son periférico, la placa madre constituye la computadora en sí.
actúa como el componente central de todo sistema. La placa principal determina la categoría a la cual pertenece el sistema en términos generales (que depende de las condiciones). Trataremos las clases o categorías mas adelante. El procesamiento o el tratamiento de los datos tiene lugar siempre sobre la placa madre.
si la computadora se encuentra dentro de una carcasa de sobremesa, la placa madre esta adosada al fondo de la misma. Sin embargo, las carcasas y minitorre se hacen cada vez más populares. En estas carcasas verticales, la placa principal se encuentra adosada de forma vertical a un lateral.
las dimensiones de placa madre (es decir, su tamaño, la ubicación de los orificios de montaje, etc.) Pueden variar según el fabricante. Algunas placas madres proceden de fabricantes de marca y otros provienen de suministros poco conocidos que proporcionan placas sin marca. La mayoría de las placas sin marca tienen las mismas dimensiones y por eso siempre encajan en el mismo lugar.
No obstante, los fabricantes de marca no quieren que los demás sustituyan sus placas originales por otras, y por eso encontramos que frecuentemente las conexiones se colocan de forma especial (por ejemplo las de una red) para que solo se puedan utilizar las de la casa que suministro la computadora.
Una de las ventajas de las computadorasclónicas (sin marca conocida) es que en las mismas suelen ser más fácil intercambiar o agregar componentes de mayor capacidad y rendimiento. Al algunos fabricantes, tales como zenith y tandon, han vuelto a descubrir un viejo procedimiento: tratar la placa principal como si fuese una tarjeta de expansión. Así el fondo de la carcasa contiene únicamente el bus y varias ranuras de expansión.
Al igual de otras tarjetasde expansión, este tipo de placa madre se conecta a una de estas ranuras. La ventaja de esta configuración es la de reemplazar fácilmente la placa principal con otra mas potente. Sin
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embargo hay que usar la misma marca. Por desgracia, esto significa que acaba dependiendo de los últimos avances tecnológicos de un fabricante en concreto y de sus niveles de precios.
Las placas principales modernas normalmente consisten en un material no conductor que es insensible al calor(pertinax). Se puede imaginar este tipo de construccióncomo una serie de capas de circuitos impresos. La corriente fluye a través de líneas conductoras sobre cada capa. Estas líneas están conectadas a los chips y a otros componentes ubicados en la superficie de la placa. Estas líneas o circuitos pueden apreciarse a simple vista sobre la placa madre.
La interrupción de estas líneas conductoras, bien debido a daños físicos o bien debido a un corto circuito, suele provocar que toda la placa puede inutilizarse. Debido a la compleja construcción de multicapas de la placa madre, es prácticamente imposible proceder a la reparación de estos componentes. Así, pues, trate de manipular la placa madre con precaución.
Tal como señalamos anteriormente, la placa principal contiene todos los componentes electrónicos necesarios para procesar datos. Los componentes más importantes, que son el procesadory su acompañante numérico, el procesador matemático, constituye el cuartel general de la computadora para la emisión de ordenes. Partes fundamentales también son, la memoria del sistema y de trabajo, así como los buses de datos y de direcciones.
Comentaremos sobre estos componentes y otros de la placa madre más adelante en los siguientes temas. No todos los componentes pueden intercambiarse por otros, ni siquiera por componentes más potentes.
el procesador (cpu).
El chip más importante de cualquier placa madre es el procesador. Sin el la computadora no podría funcionar. A menudo este componente se determina cpu, que describe a la perfección su papel dentro del sistema. El procesador es realmente el elemento central del proceso de procesamiento de datos.
El cpu gestiona cada paso en el proceso de los datos. Actúa como el conductor de supervisión de los componentes de hardwaredel sistema. Esta unidad directa o indirectamente con todos los demás componentes de la placa principal. Por lo tanto, muchos grupos de componentes reciben ordenes y son activados de forma directa por la cpu.
El procesador esta equipado con buses de direcciones, de datos y de control, que le permiten llevar acabo sus tareas. Estos sistemas de buses están configurados de forma distinta según sea la categoría del procesador, lo que analizaremos más adelante. Durante el desarrollode las pc, la arquitecturaa lo que podríamos llamar unidades funcionales
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internas de los procesadores, han evolucionado drásticamente. Sea incorporado cada vez mayor número de transistores y circuitos integrados dentro de un espacio sumamente reducido, con objeto de satisfacer las demandas cada vez más exigentes de mayores prestaciones.
El procesador para computadoras personales más avanzados que se dispone en el mercadoes el intel 80486. Este procesador esta ubicado sobre una placa de cerámica de aproximadamente 20 cm² y con un espesor de apenas 2 ó 3 centímetros, más de 1.2 millones de transistores, la cpu, el coprocesador matemático y adicionalmente 8kb de memoria caché. Más adelante nos referimos a estos componentes en detalle.
Puesto que se hayan varios componentes en un espacio tan reducido, hace falta aplicar una técnica especial de fabricación. Estas técnicaspermiten construir elementos que miden nada más que un micrómetro. Esta técnica fue implementada por la firma intel. Para apreciar la miniaturización en cuestión, piense que un cabello humano tiene un anchura que se extendería sobre 100 unidades de estas.
La configuración y la capacidad del procesador son los factores que determinan el rendimiento general de la computadora personal. El chip del procesador define en que categoría debe incluirse en cada computadora.
Un factor importante para determinar la prestación de un procesador es su frecuencia de reloj o su velocidadde trabajo. La cpu depende de un cristal de cuarzo para su funcionamiento, que constituye una fuente externa de frecuencia, la frecuencia del reloj, se mide en impulsos por segundo, descritos como megahergios (mhz). Un megahergio equivale a un millón de impulsos por segundo. Por lo tanto una cpu de 80386 que funciona a una velocidad de 33 mhz puede realizar una operación unos 33 millones de veces cada segundo.
Intel es el fabricante principal de procesadores para computadoras de ibm y compatibles. Los procesadores 8086, 80286, 80386, 80486, producidos por intel desde 1978 representan cuatro generaciones y cuatro categorías de prestaciones dentro de la historia de los microprocesadores.
Los otros componentes de la placa madre han evolucionado junto con el procesador en sí. Estos componentes han sido adaptados según se ha ido presentado los cambios efectuados en las características del procesador, al igual que la utilización de un nuevo tipo de motor conlleva cambios en otras partes de un automóvil.
Para entender la informaciónofrecida en este tema, primero hay que saber como ha cambiado el procesador a lo largo de los años. Así, comentaremos brevemente sobre la historia de las computadoras personales y la evolución de los microprocesadores.
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El punto de partida de la historia de la pc:
La cpu 8086/8088 de intel.
La empresa intel introdujo el microprocesador 8086 de 16 bits en el año 1978. Era el primer procesador que podía disponer de los avances tecnológicos conseguidos en lenguajes de programaciónde alto nivel y en sistemas operativos más potentes, con lo cual se obtuvo la base para el diseñode las computadoras. Desde entonces, todos los sistemas compatibles ibm se basan, en última instancia, en la cpu 8086. Todos los descendientes de la 8086 de intel han de ser capaces de emular este procesador.
El softwareque se desarrollo para el 8086 también tenia que ser compatible con chips posteriores.
El chip 8086 disponía de una estructurareal de 16 bits, que el permitía trabajar con un formato de datos de 16 bits, tanto interna como externamente. Pero el elevado preciode los componentes de memoria requeridos para su uso, dificulto su comercialización.
La empresa ibm contratola firma intel para diseñar el sucesor del chip 8086, se llama cpu 8088. Las primeras computadoras personales se introdujeron en el mercado en 1981. Estas computadoras, que contaban con una capacidad de 16kb de memoria, una unidad de cinta en forma de cassette, y un monitor monocromo de color verde sin prestaciones gráficas. Ya hace más de 15 años de este acontecimiento.
Externamente, el chip 8088 solo usaba un formato de 8 bits para su bus de datos. Pero internamente, trabaja con 16 bits, como el procesador 8086.
La cpu 8086/8088 fue equipada con un bus de direcciones de 20 bits, que el permitía seleccionar 2 elevado a la 20 ubicaciones de memoria en forma directa, equivalente a 1 mb (1,048,576 bytes), lo que definía el límite físico de la memoria de este procesador. En sus inicios, en sus inicios funcionaba a una frecuencia de reloj impresionante de 4.77mhz. Las computadoras xt eran versiones mejoradas de las pc de ibm, con la incorporación de un disco duro. Más adelante los modelos de turbo xt compatibles, contaban con velocidades 8 mhz, 10 mhz e incluso 12mhz.
Comparado con la potenciadisponible hoy en día, es difícil imaginar cual era la utilidadde una computadora con un procesador 8086/8088. No obstante, el software que se disponía aquellos días no precisaba mucha potencia. Incluso un programade tratamiento de textos reciente, como el programa word 5.5 de microsoft, podría funcionar correctamente con una cpu 8088.
El 80286.
Pronto intel introdujo un procesador más sofisticado, la cpu 80286, que elevo las prestaciones de la pc a un nuevo nivel. El procesador
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80286 usaba un bus de datos de 16 bits, tanto interna como externamente, con lo cual superaba a su predecesor, sobre todo con respecto a la cada vez mas potente nuevas aplicaciones. Se amplio también el bus de direcciones de este procesador para direccionar 16 mb de memoria.
Otra diferencia básica entre el procesador 80286 y su predecesor era el juego de comandoscondensada en la cpu. Aumento el numero de instrucciones que podría ejecutarse por segundo, no solamente durante una mayor frecuencia de reloj, sino también mediante una estructura de comandos más eficiente. Como resultado se multiplico por tres el valor de mips (millones de instrucciones por segundo).
De todas formas, la diferencia predominante entre las cpu 8086/8088 y 80286 radica en la adición de un nuevo modelooperativo. En el modo real o normal, la 286 funciona de la misma manera que su predecesor, con la misma limitación de un mb de memoria: pero su mayor velocidad de reloj y juego de comandos más eficientes permitía superar a sus predecesores, incluso en el modo real.
El nuevo modo operativo, llamado modo protegido, le permite al procesador 80286 direccionar y gestionar mas memoria, hasta 16 mb. Así es posible procesar varias aplicaciones diferentes simultáneamente. A esta técnica se le llama multitarea.
El 80286 fue el primer procesador intel capaz de realizar multitareas que disfrutó de una fuerte comercialización. En todo esto, solo unas cuantas aplicaciones, tales como lotus 1-2-3 y windowsde microsoft podían aprovecharse de esta capacidad. El sistema operativo ms/pcdos de las pc por sí solo no puede funcionar en el modo protegido puesto que solo puede poner 640 kb de memoria de trabajo a disposición de las aplicaciones. Sin embargo, existen otros sistemas operativos, como el unix y el os/2, ofrecen mucho mas en este sentido.
En las pc de la categoría at (tecnología avanzada), el procesador 286 se encuentra a menudo en la misma forma y en el mismo lugar que en la cpu 8086/8088. En cambio, hay que notar que el chip 286 no se fabricó con un formato completo. Es decir, tanto puede ser una lámina cuadrada que se sujeta mediante clips metálicos, puede ser un chip de forma cuadrada montada en un zócalo de plástico. Su ubicación sobre las distintas placas madre puede variar también. Normalmente, la única manera de identificar este chip es mediante las siglas grabadas sobre su superficie.
El 80386.
La siguiente generación de procesadores para la pc trajo consigo importantes cambios en el mundo de la pc. Con la cpu 80386 dx, intel ofreció un chip de proceso que era ampliamente superior al de sus predecesores. El 386 dx era el primer procesador de 32 bites que pudo usarse en placas madre de las pc. Al doblar la anchura externa e interna
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del bus de datos utilizado en el 286, tanto interna como externamente, se le abrieron nuevos horizontes a las computadoras personales.
Las aplicaciones gráficas, que anteriormente corrían lentamente, ahora podrían funcionar con más rapidez. Asimismo, el uso de las interfaces gráficas de usuario (gui), que requieren mucha más potencia del procesador, dado que redefinen toda la pantalla después de cada acción, comenzó a ser realmente posible y práctico después de haberse introducido en 80386.
Desde que las velocidades de los relojes se elevaron de 16 a 33 y 40 mhz y que se instaló un caché externo de memoria (ver más adelante) para incrementar el rendimiento del procesador, casi todas las computadoras modernas pueden clasificarse como "computadoras gráficas", una distinción que ya existía desde hacía algún tiempoentre las computadoras apple, commodore, amiga y atari st que utilizan procesadores motorola.
Desde que el bus de direcciones se expandió a 32 bits, el chip puede direccionar directamente 4.294.967.296 (2 elevado a la 32) localizaciones de memoria, o 4 gigabytes de ram. Esto hace posible direccionar incluso 64 terabytes de forma virtual, lo que permite otro modo de operación, llamado el modo real virtual. Con este modo de operación, es posible efectuar la multitarea bajo ms- /pc-dos porque cada aplicación involucrada en el proceso de multitarea recibe una cpu virtual con 1 mb de memoria.
Estas computadoras virtuales por separado operan como varios procesadores 8088 independientes, trabajando en paralelo en un solo sistema. No obstante, para crear este mundo artificial en la pc, se necesitaba otra ampliación del sistema operativo. Esta adición pronto fue introducida por microsoft con la versión 3.0 del entorno gráfico de usuario ms-windows.
Al igual que la cpu 286, la 386 permanece completamente compatible con códigos objeto en relación a sus predecesores. Esto significa que todos los sistemas operativos y aplicaciones diseñados para procesadores 8086 u 80286 también funcionarán en la cpu 386, sólo que mucho más deprisa.
El 386 también entiende los juegos de comandos utilizados por los chips más antiguos y los tiempos de ejecución son mas rápidos. A una velocidad de reloj idéntica, por ejemplo 16 mhz, el 386 puede alcanzar dos veces los mips (millones de instrucciones por segundo) que la cpu 80286.
Una característica especial de la generación 386 es que cuenta con una versión "degradada" del procesador, llamada 386sx con velocidades de reloj entre 16 y 25 mhz. "degradada" quiere decir en este contexto que el 386sx utiliza una estructura de 32 bits sólo de forma interna. En este sentido no es inferior a su hermano el 386 "puro".
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No obstante, externamente el sx utiliza un bus de datos que tiene el mismo tamaño que el bus encontrado en la cpu 286. También el bus de direcciones del "sx" es similar al del 286, lo cual le limita en aplicaciones multitarea.
El 386sx consiste básicamente en un procesador 386 en una placa madre 286. Este es el motivo por el que el sx ejecuta muchas tareas de forma mas lenta que la de su hermano mayor, el 386 "puro". Debe estar cambiando constantemente entre su estructura interna propia de 32 bits y la operación externa de 16 bits, lo cual cuesta tiempo.
El 386dx es fácilmente identificable en el marco de la placa madre. Tiene forma cuadrada, una inscripción que lo distingue, y una impresión en tinta azul-roja. Esta cpu 386dx está normalmente localizada transversalmente frente a las ranuras de expansión de la placa madre.
Puesto que los procesadores de la clase 386sx son considerablemente más pequeños, es difícil localizarlos. En vez de estar montados en un zócalo como otros procesadores intel, están soldados directamente al circuito madre. Así pues, no pueden sacarse ni intercambiarse. Si una cpu 386sx deja de funcionar, deberá cambiarse toda la placa madre.
La actual estrella de la familia intel.
El procesador 1486
El último procesador de intel es el i486. Esta cpu, que es mas que un procesador, se llama chip integrado. Este chip agrupa cuatro grupos de funciones distintas (la cpu real, un coprocesador matemático, un controlador caché y dos memorias de caché con 4k cada una) en un solo componente. El i486 trabaja interna y externamente con una estructura completa de 32 bits y puede alcanzar frecuencias de reloj que van desde 25 hasta 50 mhz.
La diferencia principal entre el i486 y sus predecesores, particularmente el chip 386, es el elevado nivel de integración del i486, incluso un 386 con un coprocesador, no puede compararse a un i486.
La estructura del i486 tiene un controlador caché que está construido dentro del chip, junto con dos cachés de 4k. Al igual que el caché on-chip actúa como un buffer entre el procesador y la memoria de trabajo. La operación básica del caché integrado es idéntica a la del "caché de segundo nivel" externo, véase la descripción en el apartado 2.1.6, que explica el principio de caché ram en detalle.
Él caché interno localizado en el i486 está organizado como un caché "a través de una escritura buffer". Este métodolee los datos, que no pueden encontrarse en el caché, desde la memoria de trabajo y traslada esta información a la cpu y al caché. Las operaciones de escritura para localizaciones de memoria que actualmente están almacenadas en el
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caché, se efectúan tanto a las localizaciones de la memoria de trabajo como a las del caché.
Esto asegura que la información en el caché esté actualizada. Un algoritmo de gestión interna efectúa un buffer en estas operaciones de lecturay escritura, hasta que el bus externo está disponible y puede realizarse un acceso de escritura a la memoria de trabajo de la computadora. Esto libera al procesador e impide períodos de espera. Los contenidos del caché que menos se utilizan durante un cierto período de tiempo, se identifican mediante un algoritmo de control especial y vuelven a escribirse la próxima vez que se "refresca" el caché.
Debido al controlador interno caché, la cpu, con su elevada frecuencia de operación, rara vez debe esperar a la lentitud de la ram de la máquina. El caché actúa como un tipo de buffer inteligente, una característica que también puede aplicarse al controlador caché. Ya que esta técnica es capaz de impedir cualquier período de espera, el i486 puede ejecutar casi todas las operaciones en un solo ciclo de reloj. Esta capacidad, por sí sola, hace que el i486 sea superior al 386.
El i486 tiene un conjunto de comandos completo, que incluye todos los conjuntosde comandos utilizados por sus predecesores. Esto da lugar a una estructura de procesador compleja. Al igual que sus predecesores, el i486 es un cisc (com-plex instruction set computer) y es compatible en forma descendente hasta el 8086. La compatibilidad descendente significa que el i486 ejecutará aplicaciones originalmente escritas para los procesadores anteriores. Debido a sus amplios conjuntos de comandos, los procesadores cisc se caracterizan por una gran flexibilidad con las aplicaciones lo cual, no obstante, puede también implicar una reducción de su velocidad.
Otros procesadores, los llamados risc (reduced instruction set computer) alcanzan unos niveles de rendimiento superiores utilizando un reducido conjunto de comandos, que normalmente está unido a una aplicación específica (como, por ejemplo, cad). No obstante, esto significa que el conjunto de comandos del procesador puede no ser capaz de ejecutar otras aplicaciones. Así pues, la velocidad aumenta mientras que la flexibilidad disminuye.
El i486 es algo así como un compromiso entre un nivel máximo de flexibilidad y una velocidad de procesamiento que es significativamente elevada para una computadora personal. La complejidad del procesador cisc y la velocidad del procesador risc están satisfactoriamente combinadas en el 486.
Sin embargo, intel ha desarrollado un sucesor al i486. El nuevo procesador de 64 bits, llamado 80586 o pentium.
Ahora que ya se tiene una visión general de la historia de los microprocesadores intel, pasamos a la pregunta que le interesa a todos
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los usuarios: ¿qué procesador se requiere para una aplicación específica?
La prensatécnica en el campo de la informáticatiende a hacer que las computadoras estén listas para salir a la venta. Así pues, puede parecer como si cierto tipo de hardware y software fuera obsoleto muchos meses antes de que esto sucediera realmente. Incluso dentro del siempre cambiante campo de la informática, suelen aparecer productosque rompen todos los moldes sólo dos veces al año.
Así pues, si lee estas publicaciones con frecuencia, no asuma automáticamente que las predicciones sean totalmente exactas.
Cuando se compra el hardware, muchos usuarios de computadoras no tienen en consideración la aplicación que van a utilizar con el mismo. Normalmente, sólo están interesados en los sistemas mas recientes o en el que está actualmente en venta. Sin embargo, la forma mejor y más económica para determinar el hardware que se necesita es considerar cómo va a ser utilizado y con qué aplicación.
Desde el punto de vista de la aplicación, la selección de una configuración, determinada de hardware en un principio en una consecuencia de la decisión de utilizar un determinado software. Por ejemplo, supongamos que vaya a utilizar su computadora principalmente para procesar texto, dado que quiere preparar en su casa lo que finalmente llevara a la oficina o a la inversa.
Otros programasno le interesan. Por supuesto, que se sobre entiende que se quiere trabajar con el mismo procesador de textos en casa y en la oficina. Si este programa es una aplicación dos como microsoft word5.5, una computadora 286 es suficiente para sus necesidades. Sin embargo, si en la oficina esta instalado microsoft word para windows 2.0 y se tiene que trabajar con el mismo en casa entonces su computadora debe ajustarse a unos requisitos distintos.
Aunque vaya a ejecutar las mismas tareas que con microsoft word 5.5 (es decir, escribir cartas) necesitara una computadora mas potente.
Mientras vaya a tratar principalmente contextos y cálculos, una computadora personal equipada con una cpu 286. Esto incluye la utilización de la maquina para propósitos de negocios tales como contabilidad, teneduría de libros, inventario y correspondencia.
Pero también es cierto que algunas aplicaciones exigencias más elevadas al sistema. Esto es especialmente válido cuando la aplicación utiliza un entorno gráfico de usuario, tal como windows. En estos casos un 386 seria mas adecuado y deacuerdo a las características se podrá optar entre 386sx y un 386dx. Normalmente, un 486 solo es necesario cuando quiera ejecutar aplicaciones especiales, tales como programa cad complejos.
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Incrementos del rendimiento mediante la instalacion de un nuevo procesador.
El rendimiento de un chip procesador no puede aumentarse. Apretando tornillos no lograremos nada que el no pueda dar por si mismo. A menudo sucede lo contrario: debido a una configuración errónea el sistema opera a un rendimiento menor al potencial.
Solo cabe configurar óptimamente la computadora para obtener mejores resultados. Aunque esto no aumentara la capacidad operativa de su procesador, asegura que un sistema funcione a pleno rendimiento.
Es imposible mejorar su computadora personal a una generación elevada de procesadores simplemente instalando una nueva cpu. Recuerde que los procesadores están unidos a otros componentes de la placa madre a través de varios sistemas bus. Estas conexiones están dispuestas de forma distinta en cada tipo de procesador. Así la única forma de mejorar su 286 a un 386 o un 386 a un 486 es sustituir totalmente la placa madre.
El aumento de la frecuencia de reloj del sistema:
Una cuestion polemica.
Dentro de la misma generación de procesadores (por ejemplo, la generación 386), es teóricamente posible aumentar gradualmente el rendimiento del procesador, mediante un sistema que aumente la frecuencia del reloj, esto aumentaría el numero de operaciones que el procesador podría ejecutar cada segundo, aumentando de esta forma la productividad del procesador. De este modo, se puede crear un 386 de 20 mhz a un 386 de25 mhz, simplemente cambiando el reloj del sistema por un más potente.
Probablemente el procesador no podrá funcionar a la frecuencia aumentada ya que no fue diseñado para operar a esa velocidad. No obstante, incluso si usted también a instalado una cpu capaz de manejar la velocidad aumentada del reloj, podría encontrarse con problemas adicionales ya que las placas madre y sus componentes, especialmente el juego de chips, tampoco estaban diseñados para operar a esa velocidad o frecuencia aumentada.
Así pues, el éxito de este tipo de mejora no puede garantizarse ya que muchas operaciones con periodo de tiempo critico dependen de la velocidad de reloj con que opera la cpu.
Puesto que este tipo de mejora rara vez funciona, no la discutiremos en detalle. Asimismo recuerde que no vale la pena aumentar el funcionamiento de su sistema mediante una velocidad de reloj superior a un 25%, pues se corre el riesgo de dañar el procesador. El único modo de aumentar el funcionamiento de el significativamente, es sustituir la placa madre de su computadora.
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el coprocesador.
El termino completo es ¨coprocesador matematico¨, con este nombre se puede deducir que no se trata de un elemento central, si no de un asistente. Un coprocesador matemático aumenta la velocidad de una computadora, ocupándose de algunas de las tareas de la cpu. No obstante el coprocesador no es un componente indispensable en una maquina. Se puede instalar un coprocesador en la placa madre, siempre y cuando esta disponga de la ranura correspondiente.
Puesto que lo que hace la cpu no es otra cosa de cálculos, el lector podría estar preguntándose porque necesita ayuda para realizarlos. Lo que ocurre es que la cpu solo puede llevar a cabo operaciones aritméticas básicas con números enteros.
La cpu tiene problemas para procesar operaciones con valores fraccionarios puesto que no son números enteros. Así la cpu requiere bastante tiempo para resolverlas. Siempre deban realizar muchos cálculos complejos (por ejemplo, al calcular funciones tangentes, exponenciales y raíces) puede disminuir su velocidad considerablemente, debido especialmente a la unidad de procesamiento tiene que ejecutar también otras tareas simultáneamente.
Especialmente en aquellas operaciones en las cuales se trabaja con fracciones y cifras muy complicadas en cuestiones aritméticas de coma flotante, el coprocesador muestra su idoneidad. En aquellos campos de aplicación donde se requieren muchas posiciones decimales y los errores de redondeo deben de mantenerse tan insignificantes como sea posible, resulta imprescindible la utilización de un coprocesador.
Un coprocesador puede ser extremadamente útil para realizar este tipo de cálculos. Normalmente, las aplicaciones científicas y técnicas requieren un coprocesador matemático. No obstante, para utilizar un coprocesador los programas deben estar específicamente diseñados para ello. De nuevo el paquete de software que vaya usted a utilizar constituye el factor decisivo que determinara si su sistema debe estar equipado con un coprocesador. Algunos paquetes de programas modernos de cad/cam, como autocad, requieren un coprocesador.
Un coprocesador es también útil para utilizar gráficos vectoriales. Sin embargo, no aumenta el rendimiento de las aplicaciones que utilizan gráficas de puntos.
Con cada generación de cpu utilizada en sistemas de computadoras personales intel, también introducía sus correspondiente coprocesador. Así las familias de procesadores intel, desde 8088 al 80386, tienen sus compañeros coprocesadores matemáticos, el 8087, 80287, 80387sx y 80387. Sin embargo, otros fabricantes, como amd, cyrix, itt, y ulsi, también fabrican coprocesadores.
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Los coprocesadores de estos fabricantes pueden utilizarse sin ningún problema. Son totalmente compatibles con los coprocesadores de intel, en ocasiones son mas rápidos y precisos y siempre más económicos. Aunque la denominación del modelo utilizado por los distintos fabricantes para cada generación de procesadores varía, es fácil determinar para cada línea de cpu se ha diseñado un coprocesador dado.
Los coprocesadores están todavía mas críticamente ajustados a la velocidad del reloj que los procesadores normales. Por lo tanto, debe asegurarse que cualquier coprocesador que seleccione para su sistema este diseñado para manejar la frecuencia de reloj de su computadora. Para ello, debe considerar varios factores.
Los coprocesadores para computadoras 286, al contrario que los coprocesadores de las demás familias de los procesadores, operan a solo 2/3 de la capacidad de la frecuencia de reloj del sistema. Esto significa que, para una computadora 286 de 16 mhz, podría realmente utilizar un coprocesador diseñado para operar a 12 mhz. Por parte de intel ya se ofertan coprocesadores cuyo margen de frecuencia va de 6 a 20 mhz. Puesto que la frecuencia del procesador es solo 2/3 de la frecuencia real del sistema, solo hay un pequeño aumento en el rendimiento cuando se añade un coprocesador a una cpu 286. Habría un mayor aumento en el rendimiento con un sistema 386 porque este sistema utiliza un coprocesador que funciona a la velocidad real del sistema.
Tal como mencionamos, el coprocesador para el 486 ya esta construido en el chip de procesador. Como resultado, ya no es necesario que los dos procesadores se comuniquen mediante un externo.
El 486sx, la versión base del 486, no esta equipada con un coprocesador integrado, pero puede instalarse un coprocesador externo 487sx. Puesto que estos dos procesadores, al igual que las familias inferiores de procesadores, diseñados para varias aplicaciones especificas. Por ejemplo, se ha diseñado un coprocesador que se utiliza específicamente con el paquete de software de autocad.
Weitek también ha desarrollado un coprocesador mayor y significativamente más rápido que puede conectarse a las mayorías de placas 386 y 486. Normalmente, las placas madres 386 están equipadas con un zócalo capaz de aceptar tanto el intel 80387 como el weitek 1167. Muchas placas 486 también pueden aceptar un weitek 4167 además del coporcesador integrado. Puesto que el procesador weitek opera de forma más precisa que el intel estándar, se utiliza a menudo en aplicaciones científicas.
Emulaciones del coprocesador.
No hace tanto que los coprocesadores costaban una fortuna, si bien su utilización era necesaria como hoy en algunas aplicaciones. Por esta
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razón, la alternativa más socorrida era servirse de un emulador de coprocesador, dichos programas de emulación han sido diseñados para dotar a la cpu de la metodologíade trabajo de un coprocesador y hacerlas actuar como si dispusieran del correspondiente chip numérico.
Algunos de esos programas registran un elevado rendimiento y funcionan de forma excelente. Su software de aplicaciónes, asimismo, adecuado. También los programas de aplicación trabajan bien con estas emulaciones. Aun así, no llegan a sustituir las alternativas de hardware. En la actualidad los precios de los coprocesadores son tan bajos que las alternativas
De adquisición son bajas.
Aumento del rendimiento del coprocesador mediante la utilizacion de zocalos fast.
En general los coprocesadores pueden aplicarse ya lo expuesto en relación con la sustitución de procesadores en los tema 2.1.1. Unicamente puede añadirse la posibilidad que ofrece el 286 de mejorar el rendimiento del procesador numérico con independencia del resto de componentes de la placa madre. Como ya hemos mencionado, la npu 287 opera a una frecuencia de reloj de 2/3. Esto admite modificaciones si se agrega al zócalo del procesador un zócalo fast que sea entonces el que incorpore al coprocesador. Este trubozócalo contiene su propio cuarzo y actúa, por tanto, independientemente de la frecuencia de reloj del sistema.
Los zócalos rápidosse pueden obtener en todas las frecuencias del 286. El chip del coprocesador que debe instalarse encima de ellos tiene que estar configurado, naturalmente, para la frecuencia en cuestión. Esto se mantiene igual. Emplear este método para que el procesador funcione bastante más rápidamente que la cpu no tiene mucho sentido: es como disponer de una calculadora muy veloz que no pueda ofrecer resueltos por tener que adecuarse al ritmo de reacción de su dueño.
el sistema de bus.
El bus es algo así como el correo de una computadora. Asume todas las tareas relacionadas con la comunicación que van dirigidas a la placa principal,desde el envío de paquetes de datos hasta la puesta a punto y supervisión de números telefónicos, pasando por la devolución de información cuando el receptor esta ausente o se retrasa.
El bus vincula la cpu con la placa madre o con las tarjetas de expansión. A través de el se reproducen caracteres en el monitor o se escriben informaciones procedentes de un escáner directamente en la memoria de trabajo, esquivando la cpu.
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El bus puede, por ejemplo, abastecer una tarjeta de audio con datos en forma de música desde la memoria de trabajo, liberando al procesador de esa tarea. Asimismo se encarga de interrumpir sus operaciones si el sistema registra algún error, ya sea que un sector de la memoria no pueda leerse correctamente o que la impresora, que como no también opera bajo su dirección, se haya quedado sin papel. En pocas palabras, el bus es el elemento responsable de la correcta interacciónentre los diferentes componentes de la computadora. Es, por tanto, su dispositivo central de comunicación.
Resulta obvio, pues, que un dispositivo tan importante y complejo puede ejercer una influencia decisiva sobre el desarrollo de los procesos informativos. Es también evidente que de la capacidad operativa del bus dependerá en buena medida el rendimiento general de la maquina. Por todo ello, hemos decidido abordar este tema con mas detenimiento.
Los componentes del bus
Un bus esta compuesto ni mas ni menos que de conductos. Imagíneselos simplemente como hilos, porque, a decir verdad, esta imagense acerca mucho a la realidad. En efecto, buena parte de las conexiones de la cpu no son sino conductos del bus. Si exceptuamos unas cuantas funciones adicionales, estos conductos constituyen la única vía de contacto del procesador con el mundo exterior.
A través de las mencionadas vais, la cpu puede acceder a la memoria de trabajo para interpretar las instrucciones de un programa ejecutable o para leer, modificar o trasladar los datos ahí ubicados. Los conductos especialmente destinados al transporte de datos reciben el nombre de buses de datos .
No basta con que el procesador escriba en el bus de datos sus informaciones-cualquiera que sea su formato, es necesario también que establezca cual va a ser el destino de los mismos. Esta operación se lleva a cabo seguramente ya lo habrá adivinado a través de otro grupode conductos conocido como el bus de direcciones.
A los dos ya mencionados debe añadirse el llamado bus de sistema (también conocido como bus de control) . Su participación es necesaria porque, como ya hemos comentado, al bus se hallan conectados otros dispositivos, aparte de la cpu y la memoria de trabajo. Si no existiese un mecanismo de control, las operaciones de acceso iniciadas por diferentes componentes en procesos de escritura, lectura o direccionamiento se sumirían en un autentico caos. Para evitarlo esta el bus del sistema.
Este bus permite el acceso de los distintos usuarios, el se encarga de identificar si se trata de un proceso de escritura o lectura,etc. Por supuesto, el bus el bus de control es, también, en primera instancia, un sistema de conductos. Pero entonces, ¿cómo puede ser- se estarán
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ustedes preguntando-que un sistema compuesto simplemente por cables sea capaz de dirigir tareas tan complejas como el direccionamiento?
Esa tarea la asume el controlador de bus, un componente o mejor dicho, un grupo de componentes, de cuya existencia aun no habíamos hablado. El controlador es el autentico cerebro del sistema de bus. Se ocupa, a través del bus del sistema, de evitar cualquier colisión y de que toda la información llegue al destino prefijado.
Seguramente resulta obvio que la capacidad operativa del bus en general depende, entre otras cosas, de la "inteligencia" del sistema de control. Los factores mas determinantes son la velocidad y la amplitud del bus, esto es, el numero de conductos de datos que operan en paralelo. Probablemente lo recuerda: en las cpu del 286 y del 386sx son 16, en las del 386dx y en las del 486, 32. En el apartado de los procesadores ya hemos tratado este tema.
El numero de conductos de datos de una cpu es un parámetro apenas modificable. En la frecuencia de reloj del bus, por el contrario, si pueden introducirse cambios. En este sentido, son varios los setup del biosentre ellos sobresale el amibios que ofrecen la posibilidad de variar la velocidad del bus. El primer at de ibm, lanzado en 1984, registraba una frecuencia de bus de 8 mhz. Dicha frecuencia sigue siendo un valor estándar hoy en ida, si bien puede mejorarse considerablemente mediante tarjetas de expansión.
Si dispone de u bios con la opción arriba mencionada debería considerar un aumento significativo de la frecuencia del bus para alcanzar los 10 o 12mhz. Ello le permitirá incrementar el rendimiento de su tarjeta gráfica o del controlador del dicho duro. Lamentablemente, en modelos antiguos de controladores se pueden presentar problemas.
Los controladores mfm más antiguos como, por ejemplo, el wd1003 (entre otros) suelen reaccionar a este tipo de ajustes con fallos de escritura ocasionales. En estos casos no le quedara más remedio que recuperar la frecuencia original de su bus at.
Las ranuras de expansion.
Las ranuras de expansión de puede decir que son los enchufes madre del sistema del bus. A través de ellas, el bus tiene acceso a tarjetas de expansion como el adaptador gráfico o el controlador del disco duro.
No es precios que abarquen todos los conductos del bus. Así, a menudo vemos como sobre la placa madre de una cpu de 32 bits hay ranuras para conductos de datos de solo 8 o 16 bits. Estas ranuras, también llamadas slots, se encuentran en la parte trasera izquierda de la placa madre.
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Se trata de las ranuras alargadas y negras en las que, probablemente, ya se encuentren encajadas algunas tarjetas. Las pequeñas, compuestas de un solo elemento, son las ranuras de 8 bits y las largas, divididas en dos partes, son las de 16. A veces puede advertirse también una ranura adicional especialmente larga o curvada. Esta recibe las tarjetas de expansión de memoria, que, en las placas madre del 386 o del 486 suelen disponer de un bus de 32 bits. A continuación vamos a describir con detalle lops diferentes sistemas de bus de expansión.
El bus isa.
Las siglas isa hacen referencia a la (i)nduistrial (s)tandart (a)rchitecture (arquitecutra industrial estandarizada). Cuando en la actualidad se habla de estándares industriales o del bus isa se suele hacer pensando en el bus at de 16 bits. Este preconcepto no es, de todos modos, absolutamente adecuado pues la denominación ya se empleaba en los tiempos del xt de ibm y por razones muy validas.
Las ranuras de expansión uniformes del xt fueron unas de las razones fundamentales para la enorme difusión de este tipo de computadoras y la de sus sucesores. Las mismas representan de la forma más clara el concepto de la arquitectura abierta de las computadoras, la cual, a través de la incorporación de tarjetas de expansión de todo tipo, capacita a la computadora para realizar cualquier clase de tarea, sobre todo las relacionadas con entornos industriales. Las ranuras del xt incluían, junto al bus de direcciones de 20 bits, un solo bus de datos de 8 bits. Su capacidad operativa era, por tanto, y desde una perspectiva actual bastante limitada.
Como ya hemos apuntado, en las mayorías de las placas madres encontramos, junto a las citadas ranuras de 16 bits, dos o mas ranuras de 8 bits. Ello se debe a la ambición de economizar (¿ tacañería ?) Del fabricante, pues la introducción de tarjetas de 8 bits es, naturalmente, posible en los slots de 16 bits.
Con una frecuencia de reloj de 8mhz, el bus at alcanza un índice máximo de transmisión de datos de 6.5 mb/s, un valor más que aceptable pero que es plenamente utilizado por muy pocas tarjetas.
Pero desde hace poco, y merced a la cada vez más común utilización de cpu de 32 bits, pueden emplearse sistemas de bus capaces de alcanzar cotas de transmisión de datos más elevadas.
El bus eisa.
Las siglas eisa corresponden a la (e)nhanced (i)ndustrial (s)tandart (a)rchitecture, que vendría a ser algo así como la arquitectura industrial estandarizada y ampliada. En la practica el bus eisa no es sino una prolongación del bus at, desarrollada por los fabricantes de
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computadoras mas importantes del mundo ( a excepción de ibm) a fin de enfrentar los cada vez más importantes retos planteados por los procesadores de 32 bits. El bus eisa es un bus de 32 bits autentico. Esto significa que los 32 conductos de datos de su cpu están disponibles en el slot de expansión correspondiente.
El índice notablemente superior de transmisión de datos no es la única ventaja que lo caracteriza frente al bus isa. Hay un rasgo mucho más importante y habitualmente menos tomado en cuenta que lo define: la capacidad multiusuario. Esta posibilita el acceso común de varios procesadores a un mismo bus, con lo cual problemas como la configuración de un computadora en paralelo a través de tarjetas de cpu, tendrían fácil solución.
El bus mca.
El bus mca o microchannel, como se le suele denominar, no es en realidad un bus, sino una especie de sistema de canalización, en el cual los datos no son transmitidos al receptor correspondiente mediante un códigosimple de direccionamiento, sino que, prácticamente, tienen que ser recogidos por él. Para ello, previamente se informa al receptor (que puede ser, por ejemplo, la tarjeta gráfica) sobre el punto en el que se encuentran los datos y se le da acceso a un canal, por el cual pueden ser transportados.
Este proceso tiene lugar sin la participación de la cpu. El microchannel, que fue desarrollado por ibm para su línea de equipos ps/2, alcanza, con esta metodología un índice de rendimiento nada despreciable. La cota de transmisión de datos puede llegar a los 20 mb/s y además el procesador, también mejora su ritmo operativo.
Sin embargo, este sistema no ha conseguido implantarse fuera de la generación ibm ps/2 para la que fue diseñado. La razón de ello no es otra que su total incompatibilidad con las demás tarjetas existentes. Por consiguiente, si desea instalar una placa microchannel tendrá que descartar los componentes del sistema que ya disponía y adquirir los que se corresponden con ella. Y todo esto a un precio superior al que usted estaba acostumbrado.
En efecto, hasta la mas insignificante ampliación, pensemos, por ejemplo, en una ranura adicional, requiere elementos electrónicos costosos y complejos (al fin y al cabo el objetivoes liberar de trabajo a la cpu) para adaptarse al microchannel. Este hecho, junto a la difícil situación de las patentes, llevo al resto de fabricantes a desarrollar el estándar eisa arriba descrito.
Así las cosas, si usted es ya propietario de una ibm ps/2 (exceptuemos al ps/2-30, que cuenta con un estándar isa de 8 bits), le felicitamos por disponer de un sistema de bus inteligente y con gran capacidad
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operativa y deseamos que no se vea en la necesidad de efectuar ampliaciones. Si esta contemplando la idea de adquirir una de estas computadoras, tendría que analizar la mejora del rendimiento que le ofrece microchannel, frente a las limitadas posibilidades de expansión que implica. No olvide que muchas modificaciones es estos equipos (véase, por ejemplo, la instalación de una unidad de disquete de 5 1/4 pulgadas o de un disco duro mas potente) requieren inversiones considerables o la asistencia directa del fabricante.
la memoria de trabajo
La placa principal contiene cada componente integral de las computadoras personales. La memoria de trabajo, al igual que la cpu, es fundamental para la operación del sistema. Incluso el sistema operativo que se necesita para llevar a cabo un programa, necesita esta memoria para cargarse.
La memoria de trabajo actúa como una especia de "memoria a corto plazo" y frecuentemente nos referimos a ella como ram (memoria de acceso aleatorio). La cpu utiliza esta memoria para realizar sus funciones normales. Los contenidos de la memoria de trabajo se cambian y se actualizan, según se necesite, mientras el procesador est en funcionamiento. Con frecuencia, las diferentes secciones de los programas se leen desde el disco duro y se almacenan en la memoria mientras el programa se ejecuta. La memoria de trabajo es una memoria temporal, porque toda la información almacenada se pierde cuando la computadora se desconecta. Sin embargo, los dispositivos de almacenamiento como los discos duros y los disquetes, son capaces de conservar la información de manera permanente.
La ram de 640 kb: hasta hace poco un estandar.
Las computadoras personales se suministran hoy, según su tipo, con memorias de hasta 8 mb. No hace demasiado tiempo, la medida estándar para la memoria de trabajo de una pc era de 640k, por lo que en aquella ‚poca, 1 mb se consideraba una cantidad increíble de memoria.
Y lo mejor de todo era que los programas funcionaban con esa memoria. Antes de profundizar en la materia y ocuparnos de la administración de la memoria, veamos las distintas partes de la memoria de trabajo de una pc.
Chips de memoria.
En las computadoras personales actuales se utilizan aproximadamente unos 12 tipos distintos de chips de memoria. Estos chips se combinan de diferentes maneras según el tamaño y alcance de la memoria de trabajo en concreto.
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La compatibilidad con una placa de memoria dada viene determinada por las tomas (zócalos) que hay en esa placa. Los chips simplemente se enchufan a esas tomas, por lo que el soldador, que se utilizaba años atrás para realizar ampliaciones de memoria, ya no es necesario.
Los distintos chips que se utilizan para la memoria de trabajo pueden dividirse en dos grupos: chips dram (ram din mica) y simm (single in- line memory module) o sip (single in- line packages). La diferencia entre estos dos grupos es fácil de explicar.
Mientras los chips de ram din mica constan de elementos individuales de chips sencillos, en los módulos simm o sip varios chips ram se agrupan en un solo elemento. Por lo tanto, los simm o sip son simplemente un grupo de chips ram que se han soldado conjuntamente para formar un único componente. Mas adelante analizaremos esta cuestión m s detalladamente.
Chips de ram dinamica.
Los chips de ram din mica están situados en unas pequeñas carcasas negras para chips con patillas que sobresalen de sus lados mayores. Estas patillas permiten que el chip este conectado al resto del sistema. Según la capacidad del chip éste tendrá 16, 18, o incluso 20 patillas. Los chips están disponibles en capacidades de 64, 256 kilobytes e incluso de 1 megabits, y por lo general contienen las inscripciones correspondientes (4164, 41256, y 411000 o 411024 respectivamente).
En los últimos tiempos se ha venido haciendo mas popular una versión especial de chips ram que utiliza una estructura de bit cuádruple. Estos chips tienen cuatro veces mas capacidad de almacenamiento que un chip normal de 1 bit, y est n disponibles en los modelos 464, 4256 y 4400.
Sin embargo, no debe preocuparse por las denominaciones de chips ram, ya que con un poco de práctica podrá determinar la capacidad de un chip ram por el numero de patillas de cada chip (los chips de 64 y 256 kilobits tienen 16, los de 464 y los de 1000 kilobits tienen 18 y los chips de bits cuádruple tienen 20 patillas) y por los tres a cuatro últimos dig¡tos que hay inscritos en la carcasa del chip.
Este tipo de chips ram se denominan "din micos" porque los contenidos de su memoria deben refrescarse continuamente. Esto significa que estos chips est n sometidos a un "ciclo de refresco" constante. Esto sucede simplemente por la naturalezade estos componentes, porque el elemento real de almacenamiento es solamente el condensador, que puede estar cargado o descargado. Dado que un elemento así puede presentar dos estados, representan exactamente el valor de un bit. Por lo tanto, se necesita un condensador para cada bit.
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Por ejemplo, un chip de un megabit, capas de almacenar exactamente 1,040,576 bits de información, necesita mas de un millón de condensadores. Sin embargo, uno de estos condensadores pierde su carga después de un corto periodo de tiempo. Para conservar la información almacenada en el chip durante más tiempo del establecido, es necesario leer el estado de los condensadores del chip antes de que se pierda su carga y seguidamente recargarlos. Esto es el mencionado "ciclo de refresco".
No se puede acceder a la información almacenada en el chip mientras éste est siendo refrescado. Dado que los intervalos entre cada reposición varían según los distintos tipos de chips, puede escoger entre chips ram más rápidos y más lentos. El tiempo de acceso de los chips ram vienen especificados en nanosegundos, y por lo general oscila entre 70 y 120 nanosegundos. Contra mayor sea el tiempo de acceso, m s lento ser el chip.
Acerca de bits y bytes.
Como ya hemos mencionado anteriormente, estos chips tienen capacidades que varían entre 64 y 1024 kilobits. Sin embargo, la memoria de trabajo de una pc esta dispuesta en segmentos de kilobytes. Como debe saber, ocho bits forman un byte, por o tanto, ocho chips de 64 kilobits cada uno equivalen a 64k de memoria. Los chips ram se agrupan en hileras de nueve elementos cada una. Ocho de estos elementos se utilizan para almacenar los bits reales de datos, por lo que pueden almacenar entre 64 y 1024k, según sea el tipo de chip que se utilice. El noveno chip actúa como elemento de control y es el responsable de realizar la comprobación de paridad. Durante el proceso operativo, las filas de chips realizan constantemente una suma de comprobación que se coteja con los bits de paridad almacenados en el noveno chip.
Modulos sip y simm.
Los módulos sip y simm se crearon como resultado de las aplicaciones de la computadora que continuamente necesitaban mas memoria. Cada módulo corresponde a una hilera completa de chips de memoria. Dado que el espacio que ocupan estos módulos es considerablemente más pequeño que el que utilizan las tomas convencionales dram, se puede instalar mas memoria en la placa principal.
Estos módulos están disponibles en grupos de nueve chips y de tres chips; la ordenación de tres chips parece ser la que tiene mas aceptación. Sin embargo, no todas las placas principales son compatibles con esta tecnología. Si la placa no es compatible con el modulo de tres chips, es posible que surjan problemas de memoria o incluso mensajes de errores de paridad "parity error", que indican que
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la placa no soporta los módulos. Estos módulos de memoria están disponibles en capacidades de 256k, 1 mb y 4 mb.
Los módulos sip (single in-line packages) tienen una hilera de 30 patillas pequeñas insertadas en la banda de toma correspondiente. Sin embargo, los simm (single in-line memory module) utilizan una banda de contacto parecida a las que se utilizan en las tarjetas de expansión. Por tanto, los simm están insertados en conectores envueltos o tipo snap.
Los bancos de memoria.
Sea cual sea el tipo de elementos de memoria que se utiliza, la memoria situada en la placa principal de una pc se ha organizado en dos bancos de memoria desde la generación de la pc 286. El primero se denomina " banco0" y el segundo "banco 1".
Dado que, por lo general, es posible instalar diferentes tipos de chips de memoria, la capacidad de un banco de memoria depende del tipo de chips que utilice. Por esta razón, las placas 286 más antiguas pueden alcanzar dos valores máximos, de 1 o de 4 mb de ram, dependiendo de si se utilizan chips de 256 kilobits o chips de 1 megabit.
Las placas principales de las pc de alta velocidad 386 y 486 contienen casi siempre simm. Cuando se utilizan módulos de 4 mb, se pueden alcanzar capacidades de memoria de 32 mb "en la placa". Esto es posible porque un banco de memoria, por regla general, incluye cuatro tomas o zócalos, por lo tanto, un total de ocho tomas puede recibir simm. Algunas placas contienen incluso 16 tomas de este tipo, por lo cual se puede instalar hasta un máximo de 64 mb de ram en la placa.
La memoria del sistema.
Como ya hemos mencionado, cuando ibm desarrollo la pc, el segmento de memoria entre 640k y 1 mb estaba reservado para uso del sistema. Esta franja de dirección se ha reservado desde entonces para la rom (memoria de solo lectura). Así, y a diferencia de la ram, desde la rom sólo se quede leer, y no escribir.
De hecho, el término "rom" ya no se aplica a cada parte de la memoria del sistema. Sin embargo, todavía implica que toda esta franja de dirección esta controlada por el sistema. Por lo tanto, esta memoria est controlada por el hardware, y no se puede utilizar por software externo bajo ninguna circunstancia.
Esto también puede aplicarse a los diferentes sistemas bios internos de una pc. Cada placa principal est equipada con un sistema bios o un bios principal, también llamado rom bios. El sistema bios esta situado en la
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parte superior del sistema de memoria. Los últimos 64kb por debajo del limite de 1 mb en cada pc, est n reservados para este propósito.
Un segmento de dirección de 192k, reservado para sistemas adaptadores bios que se utilizan en su pc compatibles con ibm, esta situado directamente debajo del segmento del sistema bios. Estos segmentos pueden incluir ega-bios o vga bios, así como los bios para un controlador de disco duro scsi. Las tarjetas de conexión también deben ser direccionables a través de una dirección especifica de rom.
Si en su sistema hay varias tarjetas de expansión que necesitan su propio bios, este segmento de memoria reservada puede saturarse y dar lugar a conflictosde dirección. Esto es algo que debería tener en cuenta antes de comprar un hardware de este tipo. Muchas tarjetas de expansión ofrecen direcciones bios que el usuario puede seleccionar, con lo que se pueden evitar muchos conflictos de dirección.
!Mucho cuidado con la pc ibm originales¡ estos equipos disponen de un rom basic que permite funcionar a la computadora aunque no encuentre ningún sistema operativo para cargarlo en la memoria de trabajo. El rom basic ocupa otros 64 kilobytes de la franja direccionable prevista para el adapter-bios, con lo cual éste se reduce aún más.
Debajo del espacio direccionable del adapter-bios se encuentra la franja de la video-ram con una extensión de 128 kb. De este modo quedan distribuidos los 384 kb disponibles. Debe quedar claro que estamos hablando de espacios de direccionamiento, no de contenidos de la memoria.
Con esto queremos decir que los datos de extensión ofrecidos no guardan relación con las capacidades de almacenamiento, sino con las direcciones por las que se guía la cpu cuando necesita dirigirse a los puntos correspondientes de la memoria. Exceptuando la video-ram y la ventana-ems(ver apartado siguiente), a estas direcciones de memoria solo puede accederse por medio de un acceso de lectura.
Físicamente los contenidos de memoria se encuentran detrás de sus respectivos espacios direccionables (véase, por ejemplo, en la tarjeta gráfica, la video-ram y el video-bios). En efecto, el bios del sistema se encuentra en la placa madre y otros bios se hallan en determinadas tarjetas. Los bios vienen almacenados como programa rutina en uno o dos de los elementos llamados eprom.
Las siglas eprom significan (e)rasable and (p)rogrammable (r)ead (o)nly (m)emory, y designan, en definitiva, un componente de la memoria rom que puede ser borrado y programado. Si se utiliza un hardware apropiado y técnicas especificas, los elementos eprom, fuera de la pc, admiten también la escritura.
La ventana ems.
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En el marco del espacio direccionable ya descrito y en dependencia del numero y el tamaño del los adapter-bios y de la presencia eventual de un rom basic, queda una franja continua de 64 kb como mínimo sin emplear. Este sector, desde el establecimiento de la expanded memory specification (ems), por las firmas lotus, intel y microsoft (lim), puede ser utilizado por los sistemas operativos y sus aplicaciones, para fusionar paginas de memoria adicionales a través de un controlador ems especial. En el apartado 2.1.4 hemos abordado este punto con mas detalle.
El principio rom shadow.
De lo que hemos explicado hasta ahora se deduce claramente que físicamente, la memoria del sistema no se sirve de la capacidad de almacenamiento de los elementos ram instalados; no emplea ni un solo byte de los mismos. Tanto en el sentido físico, como desde la perspectiva de los espacios direccionables, la memoria del sistema se halla radical y limpiamente separada de la memoria de trabajo. Así, los elementos de memoria destinados al almacenamiento que se colocan sobre la placa madre quedan a completa disposición de la memoria de trabajo.
En las computadoras modernas suele contarse con la posibilidad de instalar la llamada shadow-ram a través del cmos-setup. Esta opción sirve para fundir los contenidos bios de la memoria del sistema en la ram. Los mencionados contenidos quedan copiados como una sombra (shadow) en la memoria de trabajo. Esto tiene el objetivo de acelerar los accesos de la cpu a dichos contenidos, ya que un acceso a la ram es sustancialmente más rápido que uno a la rom.
Las opciones shadow se ofrecen por muchas pc-bios para el system-bios y el video-bios. La activación de la opción suele venir preconfigurada. El ami-bios le presenta el usuario un detallado informe de las correspondencias shadow para todo el espacio de memoria del sistema para que, además del video-bios y del system-bios, como extra, pueda copiarse el adapter-bios en la ram.
Para establecer esta definición de forma técnicamente impecable, debe restárseles el espacio que físicamente está a disposición de la memoria de trabajo un sector de extensión suficiente como para poder ser reconvertido en "memoria shadow". Y es que para que los contenidos bios que van a copiarse sean aceptados debe haberse determinado un sector de memoria fijo exclusivamente para ese uso. El espacio precisado se le "sustrae", pues, a la memoria de trabajo, que queda, así, reducida.
La memoria cache.
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Desde la aparición en el mercado de procesadores con frecuencia de reloj de 25 o incluso 33 mhz o mas, una memoria de trabajo constituida por ram dinámica ya no está preparada para satisfacer las exigencias de la cpu en términos de tiempo de acceso.
Con esas frecuencias, el procesador se ve forzado a aguardar continuamente hasta que la memoria de trabajo reaccione, lo cual conlleva que su capacidad operativa no sea aprovechada al máximo.
En principio, la memoria de trabajo debería poder ser sustituida completamente por componentes estáticos de ram que permitiesen intervalos de acceso bastante mas breves. Pero esto seria demasiado caro. Por eso, en los casos en relación a equipos 386 y 486 de altas frecuencias, se ha recurrido a un método que ya se utilizaba en las gigantescas computadoras de los años setenta: la instalación de una ram cache externa. "externa" quiere decir, en este contexto, que se sitúa fuera de la cpu, en su entorno y unida a ella por el sistema bus.
En los 486, la memoria caché‚ que estamos describiendo recibe también el nombre de "caché‚ de segundo nivel", se ubica físicamente sobre la placa madre y consta de una serie de componentes est ticos de ram con una capacidad de 64 o 256 kilobits.
Así pues, con este procedimiento pueden obtenerse cachés de 64 o 256 kilobytes, tamaño bastante inferior al de la memoria de trabajo. La vigilancia de la memoria caché corre a cargo del controlador caché 82385 de intel.
El funcionamiento de la ram cache.
La ram caché está, pues, situada entre la cpu y la memoria de trabajo y opera a modo de memoria intermedia. Dado que las computadoras compatibles ibm procesan las instrucciones de forma secuencial (por orden de llegada), los mejores programas son los escritos partiendo del "principio de localidad". Este principio determina que al ponerse en marcha el programa se utilicen partes de memoria de un sector inmediato, ubicadas en serie y lo más cerca posible unas de otras. Los saltos a zonas de la memoria más alejadas ("far jumps") son poco frecuentes.
Para activar un bucle de programación que vaya a ejecutarse con asiduidad, debe extraerse de la memoria una y otra vez la misma instrucción. La memoria caché funciona de forma que ante una solicitud de la cpu, el fragmento de la memoria a leer y el que le sigue han de ser cargados primero en la memoria caché y luego enviados a la cpu. Cualquier usuario que conozca las bases técnicas de la programación sabe que la próxima solicitud de la cpu hará referencia al mismo sector de la memoria o a uno vecino del anteriormente consultado. Así, con este método al memoria caché puede satisfacer, en la mayoría absoluta de los casos, las consultas formuladas. Si no
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dispusiéramos de ella, la memoria de trabajo tendría, una vez mas, que pasar a la acción.
El procedimiento descrito optimiza, asimismo, los accesos del procesador a la memoria de trabajo. El aprovechamiento de la operatividad de los procesadores de alto rendimiento depende, así, de la capacidad que tenga la memoria caché de satisfacer a la cpu. Frente a un fallo de la caché la cpu se ve obligada a recurrir a la relativamente mas lenta memoria de trabajo. Los fabricantes de placas madre utilizan estrategiasde caché muy diversas. Las diferencias residen en la manera de almacenar y localizar los datos y los usos que se le dan al contenido de esta memoria. También los procesos de reproducción, es decir, los principios que rigen el modo de copiar la memoria de trabajo sobre la caché, pueden diferir unos de otros. Las dimensiones de la memoria caché son igualmente importantes, pero no vamos a recrearnos aquí¡ sobre las peculiaridades que distinguen a un principio de reproducción asociativo total de uno parcial.
En resumen puede decirse que las placas con una frecuencia idéntica pero con o sin caché‚ externa son tan diferentes como la noche del día. Solo mediante una ram caché puede aprovecharse de forma real toda la capacidad de un procesador. Incluso en las placas 386sx las diferencias mencionadas se hacen palpables.
Respecto a las dimensiones de la memoria caché, cabe señalar que una computadora con el dos tiene más que suficiente con 64 kb (es el tamaño ideal). Comparaciones efectuadas revelaron que, por ejemplo, un 486 que opere bajo el dos se verá alentizado en proporción a las dimensiones de la caché instalada. El rendimiento del mismo, tras la ampliación de una memoria caché de 64 a 256 kilobytes se redujo en un 10% aproximadamente. Bajo el os/2, en cambio, se constató un claro aumento de la capacidad operativa.
Los chips de la placa madre.
Acercándose ya al fin de esta descripción de los componentes involucrados en tareas de procesamiento, vamos a abordar el último grupo de elementos situado regularmente sobre la placa madre.
Se trata del juego de chips, que es un grupo de circuitos integrados con un elevado grado de armonización interna que actúa, por así decirlo, como auxiliar de la cpu en las tareas de dirección y control de la computadora. Estos componentes ayudan al procesador a organizar, entre otras cosas, el acceso a la memoria de trabajo y al bus de datos o direcciones.
Hay un buen numero de juegos de chips que suele estar soldado de forma fija sobre los distintos tipos de place madre. Entre los fabricantes mas conocidos se incluyen chips & tecnologies, symphony,
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opti, umc, vlsi, video seven, headland, etc. Los hay de todo tip. Evidentemente, no podemos centrarnos ahora en describir todas y cada una de las diferencias existentes entre los diferentes juegos.
Las incompatibilidades o problemas entre determinados juegos de chips y componentes de hardware concretos son frecuentes. Así, por ejemplo, podemos citar, por experiencia, que las placas de los equipos 486 con juego de chips forex suelen presentar incompatibilidad con algunas tarjetas gráficas, entre ellas con la diamond speedstar hicolor. Otras tarjetas gráficas con las mismas especificaciones técnicas, funcionan, no obstante, sin tacha. Queremos dejar claro en este punto que las incompatibilidades entre componentes de hardware asociadas a determinados juegos de chips y placas madre son fenómenos frecuentes.
En este apartado nos gustaría detenernos especialmente en el llamado juego de chips neat, que suele encontrarse en las placas de las computadoras 286 y 386sx. Las siglas neat significan "new enhanced advanced tecnology" y vienen a referirse al nuevo at ampliado, tomando la denominación at como sinónimo de computadora con bus de 16 bits.
Este juego de chips consta de un controlador de bus(82c211), un controlador de memoria (82c212), un buffer de datos y direcciones (82c215) y un controlador de periféricos (82c206). En las placas del 386 estos chips reciben nombres un tanto diferentes (82c811,82c812,82c815 y 82c806), si bien realizan, especialmente, las mismas funciones.
Los juegos de chips (el más conocido es el net de chips & tecnologies) ofrecen una función ampliada de setup, con la cual es posible la programación bit a bit de los registros de control. Entre otras cosas, permite efectuar una especie de direccionamiento de la memoria que posibilita rápidos cambios entre dos bancos de la misma mientras ambos son utilizados. Mientras un banco está siendo refrescado, puede accederse al otro, obteniendo, en consecuencia, un ritmo de acceso a memoria mucho más rápido.
Este procedimiento conocido como "page interleavin" es empleado también por otros fabricantes de chips neat, como, por ejemplo, opti. Pero la configuración correcta del cmos en estos chips es realmente compleja. Si usted desconoce lo que se esconde detrás de cada opción configurativa, ser mejor que siga utilizando los valores preconfigurados. Otros tipos de chips diferentes de los neat también pueden ser objeto de manipulación a través de setups del cmos especializados o ampliados. En el capítulo 8 mencionamos, en referencia a un ami-bios, todas las posibles configuraciones. Por regla general, los juegos de chips de placas nuevas suelen salir de fabrica con una configuración óptima para su uso estándar y no tienen por qué ser modificados.
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BIBLIOGRAFIA
Groth, d. (2005). "guia del estudio de redes,cuarta edicion". toby skandier: sybex,inc.
Bates, Regis J (2001). Optical Switching and Networking Handbook. New York:
McGraw-Hill. p. 10.
CYBERGRAFIA
Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Red de área local.
Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Red de área amplia
Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Cable coaxial
Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Fibra óptica
Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Red inalámbrica.
Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Red de computadoras
Wikimedia Commons alberga contenido multimedia sobre Peer-to-peer
Tipos de redes en Monografias.com
http://es.wikipedia.org/wiki/Fibra_%C3%B3ptica"
http://es.wikipedia.org/wiki/Cable_de_par_trenzado"
http://es.wikipedia.org/wiki/Red_por_infrarrojos"
http://www.weca.net/
http://www.wi-fi.org
http://www.okeda.com.ar
http://www.weca.net
http://www.wi-fi.org
http://www.monografias.com/trabajos/compopc/compopc.shtml
Referencias
Cable coaxial
Crear un cable coaxial
Fibra óptica hasta el hogar (UOC)
Capas del protocolo Fibre Channel RTVE adopta el P2P David Bravo
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1 de oct.
Bufet Almeida ARS Legal consulting Asociación de Internautas Real Decreto Legislativo 1/1996, de 12 de abril, por el que se aprueba el texto de la Ley de Propiedad Intelectual (en PDF)
↑ Público. «España pone fecha de caducidad al P2P: primer semestre de 2010» (en castellano). Consultado el 31 de diciembre de 2008.
↑ El Mundo. «La Audiencia Provincial de Madrid confirma que enlazar a redes P2P no es delito» (en castellano). Consultado el 31 de diciembre de 2008.
↑ Compartir es bueno. «Demostrado: descargarse archivos de las redes p2p es legal» (en castellano). Consultado el 31 de diciembre de 2008.
↑ El País. «Manifestación a favor del 'P2P' frente a la sede del PSOE en Madrid» (en castellano). Consultado el 31 de diciembre de 2008.
↑ Windows Peer-to-peer SDK FAQ ↑ Overview of the Advanced Networking Pack for Windows XP
Índice
A
APLICACIONES MULTI-RED, 109
C
CABLE, 7, 14, 15, 16, 30, 31, 33, 34, 37, 38, 39, 40, 41,
45, 46, 47, 48, 49, 50, 51, 52, 53, 54, 55, 56, 58, 59,
60, 63, 64, 65, 67, 68, 71, 72, 73, 74, 75, 78, 80, 82,
85, 87, 92, 116, 118, 120
CABLE DE PAR TRENZADO, 7, 41
CABLEADO ESTRUCTURADO, 78, 79, 80
COMPUTADORAS, 7, 8, 10, 11, 21, 28, 86, 91, 95,
97, 113
F
FIBRA ÓPTICA, 7, 12, 15, 16, 19, 21, 24, 30, 33, 39,
46, 54, 55, 56, 57, 58, 59, 60, 61, 62, 63, 64, 65, 66,
67, 68, 69, 70, 71, 72, 73, 75, 76, 78, 85, 117
FULL-DÚPLEX, 8, 22
H
HALF-DUPLEX, 8, 53
HISTORIA, 48, 55
M
MODO CUASI-DIFUSO, 83
MODO DIFUSO, 84
MODO PUNTO-A-PUNTO, 83
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P
PEER-TO-PEER, 93, 96, 97, 98, 100, 104, 109
R
RED DE ÁREA AMPLIA, 7, 11, 34, 38
RED DE ÁREA DE ALMACENAMIENTO, 7, 19,
20, 26, 27
RED DE ÁREA DE CAMPUS, 7, 11
RED DE ÁREA LOCAL, 7, 11, 12, 28, 29, 30, 35, 78,
79
RED DE ÁREA METROPOLITANA, 7, 11, 12, 13,
14, 17
RED EN ANILLO, 8
RED EN ÁRBOL, 8
RED EN BUS, 8
RED EN ESTRELLA, 8
RED EN MALLA, 8
RED INALÁMBRICA, 8, 84, 86, 88
RED INALAMBRICA DE ÁREA PERSONAL, 7
RED MIXTA, 8, 92
RED POR MICROONDAS, 84
RED POR RADIO, 90
Redes, 7
REDES Y PROTOCOLOS, 106
S
SIMPLEX, 8
T
TABLA DE CÓDIGO DE COLORES DE 25
PARES, 47
TIPOS DE CONECTORES, 69
TOPOLOGIA, 111
W
WIRELESS, 8, 83, 86, 87, 88
WPAN, 7, 8
L