3. Topología
Objetivos
- Reconocer los diferentes tipos de topologías de las redes
- Conocer la estructura de un cable coaxial
- Mencionar las aplicaciones de los cables coaxiales
- Listar los tipos de cables coaxiales y sus características
- Reconocer las diferencia entre ‘hub’ y repetidor;
‘switch’ y ‘bridge’; ‘gateway’.
1. Redes. Topología
Topologías de redes
Existen diferentes topologías de redes. Son:
- Anillo
- Estrella
- Bus
- Arbol
- Trama
- Combinadas
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4. Topología
Anillo: Es una de las tres principales topologías de red. Las estaciones están unidas una con otra formando
un círculo por medio de un cable común. Las señales circulan en un solo sentido alrededor del círculo,
regenerándose en cada nodo (Figura 1).
Una variación del anillo que se utiliza principalmente en redes de fibra como FDDI es el doble anillo.
(Figura 2)
Estrella.
Es otra de las tres principales topologías. La red se une en
un único punto, normalmente con control centralizado,
como un concentrador de cableado.
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5. Topología
Bus.
Es la tercera de las topologías principales. Las estaciones están conectadas por un único segmento de cable.
A diferencia del anillo, el bus es pasivo, no se produce regeneración de las señales en cada nodo.
Árbol.
Esta estructura de red se utiliza en aplicaciones de televisión por cable, sobre la cual podrían basarse las
futuras estructuras de redes que alcancen los hogares. También se ha utilizado en aplicaciones de redes
locales analógicas de banda ancha.
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6. Topología
Trama.
Esta estructura de red es típica de las WAN, pero también se puede utilizar en algunas aplicaciones de redes
locales (LAN). Los nodos están conectados cada uno con todos los demás.
Combinadas.
Cuando se estudia la red desde el punto de vista puramente físico aparecen las topologías combinadas. Estas
pueden ser:
- Anillo en estrella,
- Bus en estrella y
- Estrella jerárquica
Anillo en estrella.
Esta topología se utiliza con el fin de facilitar la administración de la
red. Físicamente, la red es una estrella centralizada en un
concentrador, mientras que a nivel lógico, la red es un anillo.
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7. Topología
Bus en estrella.
El fin es igual a la topología anterior. En este caso la red es un bus que se cablea físicamente como una
estrella por medio de concentradores.
Estrella jerárquica.
Esta estructura de cableado se utiliza en la mayor parte de las redes locales actuales, por medio de
concentradores dispuestos en cascada para formar una red jerárquica.
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8. Topología
2. Cable coaxial
Estructura del cable coaxial
El cable coaxial es un cable formado por dos conductores concéntricos: un conductor central o núcleo,
formado por un hilo sólido o trenzado de cobre (llamado positivo o vivo) y un conductor exterior en forma
de tubo o vaina, y formado por una malla trenzada de cobre o aluminio o bien por un tubo, en caso de cables
semirrígidos.
Este conductor exterior produce un efecto de blindaje y además sirve como retorno de las corrientes. El
primero está separado del segundo por una capa aislante llamada dieléctrico. De la calidad del dieléctrico
dependerá principalmente la calidad del cable.
Todo el conjunto puede estar protegido por una cubierta aislante.
Partes del cable coaxial RG-59
Texto de cada una de las partes
A: Cubierta protectora de plástico,
B: Malla de cobre,
C: Aislante,
D: Núcleo de cobre
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9. Topología
Ventajas del cable coaxial
El cable coaxial se reemplaza por la fibra óptica en distancias superiores a varios kilómetros, porque el ancho
de banda de esta última es muy superior, lo que justifica su mayor costo y su instalación más delicada.
Hace tiempo el cable coaxial fue el más usado, por las siguientes razones: más barato, ligero, flexible y
sencillo de manejar.
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10. Topología
Características de la familia RG-58
La característica principal de la familia RG-58 está en el núcleo central de cobre que puede ser de varios
tipos:
- RG-58/U: Núcleo de cobre sólido.
- RG-58 A/U: Núcleo de hilos trenzados.
- RG-59: Transmisión en banda ancha (TV).
- RG-60: 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.
Tipos de cable coaxial
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.
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11. Topología
Por esa razón, se utiliza en redes de comunicación de banda ancha (cable de televisión) y cables de banda
base (Ethernet).
Tipos de cubierta de cable coaxial
Dependiendo de la ubicación prevista del cable se utilizará el que tenga la cubierta adecuada. Pudiendo ser
de dos tipos:
El cloruro de polivinilo (PVC)
Es un tipo de plástico utilizado para construir el aislante y la clavija 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 1a 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.
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12. Topología
Aplicaciones tecnológicas
Existen diferentes tipos de aplicaciones tecnológicas donde se utiliza este tipo de cable, entre ellas:
- 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
Otras aplicaciones
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.
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13. Topología
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.
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.
Pares
En la industria casi nunca se emplea el cable único para transmitir señales, sino que siempre se usa en pares,
así que nos restringiremos al caso de dos cables en esta descripción. Hay básicamente cuatro tipos de cable:
1. El par plano de cables
2. El par blindado de cables
3. El par torcido de cables
4. El cable coaxial
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14. Topología
Diferencias
El cable coaxial difiere de los otros en que la línea de retorno rodea por completo al conductor central, por
lo que técnicamente el conductor externo no es un blindaje. Incluso ambos conductores presentan diferente
resistencia. En contraste, un par torcido está rodeado por un tercer conductor (ahora sí, un auténtico
blindaje).
Debido a su asimetría un cable coaxial es destinado para aplicaciones de terminal sencilla, únicamente.
Un método para reducir los errores debidos al acoplamiento.
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15. Topología
3. Estrategias para Implementar un SCD
Blindaje del cable
Normalmente, es poco lo que se puede hacer para reducir la capacitancia real (los factores son largo del hilo
y ubicación física), sin embargo, si se coloca un material conductor (al potencial de tierra) entre los hilos
de señal y la fuente de interferencia, se bloquea la corriente de interferencia y la manda a tierra.
Según lo completo que se haga el blindaje, se pueden obtener atenuaciones del ruido del orden de 60
decibelios. Al usar cable blindado, es importante conectar un solo extremo del blindaje a tierra, de
preferencia en el sistema de entrada al convertidor A/D.
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16. Topología
Forma de trabajo del blindaje
El blindaje puede trabajar de tres maneras diferentes:
- "Desviando" campos eléctricos acoplados capacitivamente
- "Absorbiendo" campos magnéticos
- "Rebotando" campos radiados electro magnéticamente
Alternativas
Una alternativa al uso del blindaje es usar un par torcido, que asegura una distribución homogénea de
capacitancias. Las dos capacitancias a tierra y a las fuentes de ruido se balancean, lo que es efectivo para
reducir el acoplamiento capacitivo mientras se mantiene el rechazo de modo común.
Interferencias magnéticas
En lo que respecta a interferencias magnéticas, los errores se
inducen más o menos igual en ambos hilos, por lo cual se da
una cancelación importante del error.
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17. Topología
Para señales de bajo nivel
Lo mejor es usar par torcido y además blindaje, sobre todo cuando se trata de señales de bajo nivel. Cuando
se usan cables de múltiples hilos, para conectar varios circuitos, también existen pares torcidos y blindaje.
Se usan cables trenzados de forma redonda y también cable plano (ribbon).
En estos casos puede darse otra forma de ruido, llamada en inglés como "crosstalk", causado por el
acoplamiento de señales dentro del multiconductor, por medios capacitivos o inductivos. Aquí también, el
par torcido es muy efectivo. O bien, usar los hilos saltados.
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18. Topología
Aspectos de importancia
Es importante identificar las fuentes posibles de interferencia y tomar las medidas adecuadas para evitarlas.
Después de aplicar las técnicas adecuadas de alambrado, blindado y aterrizado, se puede aplicar filtraje en
la entrada para reducir aún más el nivel de ruido.
Sin embargo, debe aclararse que el filtraje no debe considerarse como una cura para un alambrado
defectuoso.
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19. Topología
4. Switch y hub
Aunque a primera vista los switches y los hubs se parecen también tienen diferencias.
Semejanzas
Un switch, al igual que un puente, es un dispositivo de la capa 2. De
hecho, el switch se denomina puente multipuerto y el hub se denomina
repetidor multipuerto.
Tanto los hubs como los switches tienen varios puertos de conexión
(pueden ser de 8, 12, 24 o 48, o conectando 2 de 24 en serie), dado
que una de sus funciones es la concentración de conectividad (permitir
que varios dispositivos se conecten a un punto de la red).
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20. Topología
Diferencias
La principal diferencia entre el hub y el switch es que los switch toman decisiones basándose en las
direcciones MAC y los hubs no toman ninguna decisión.
Como los switch son capaces de tomar decisiones, hacen que la LAN sea mucho más eficiente. La toma de
decisiones por parte de los switch se realiza “conmutando” datos sólo desde el puerto al cual está conectado
el host correspondiente.
A diferencia de esto el hub envía datos a través de todos los puertos de modo que todos los hosts deban ver
y procesar (aceptar o rechazar) todos los datos. Esto hace que la LAN sea más lenta.
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5. Switch y bridge
Semejanzas y diferencias entre switch y bridge
Aunque los puentes y los switches comparten los atributos más importantes, todavía existen varias diferencias
entre ellos.
Los puentes y los switches amplían la longitud efectiva de una LAN, permitiendo la conexión de estaciones
distantes que anteriormente no estaban permitidas.
Los switches son significativamente más veloces porque realizan la conmutación por hardware, mientras que
los puentes lo hacen por software y pueden interconectar las LAN de distintos anchos de banda. Además, los
switches reducen las colisiones y aumentan el ancho de banda en los segmentos de red ya que suministran
un ancho de banda dedicado para cada segmento de red.
Una LAN Ethernet de 10 Mbps y una LAN Ethernet de 100 Mbps se pueden conectar mediante un switch. Éstos
pueden soportar densidades de puerto más altas que los puentes. Algunos switches soportan la conmutación
por el método cut- through, que reduce la latencia y las demoras de la red mientras que los puentes soportan
sólo la conmutación de tráfico de guardar y enviar (store-and-forward).
Por último, los switches reducen las colisiones y aumentan el ancho de banda en los segmentos de red ya que
suministran un ancho de banda dedicado para cada segmento de red.
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22. Topología
6. Router y Gateway
Router
Un router (enrutador o encaminador) es un dispositivo hardware o software de interconexión.
Los routers toman decisiones lógicas con respecto a la mejor ruta para el envío de datos a través de una red
interconectada.
Un router (encaminador) pertenece a la capa de red. Trabaja con direcciones IP. Se utiliza para interconectar
redes y requiere una configuración. Podemos averiguar los routers que atraviesan nuestros datagramas IP
mediante el comando Tracert.
Gateway
En telecomunicaciones, el término gateway puede referirse a:
- Una puerta de enlace, un nodo en una red informática que sirve de punto de acceso a otra red o
- Una pasarela, un dispositivo dedicado a intercomunicar sistemas de protocolos incompatibles.
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23. Topología
7. Resumen
Protocolos de red inalámbrica
Topologías
Existen seis tipos de topología de redes:Anillo, Estrella, Bus, Arbol , Trama , Combinadas ( Anillo en Estrella,
Bus en Estrella y Estrella Jerárquica.)
Cable coaxial
- Se reemplaza por la fibra óptica en distancias superiores a varios kilómetros
- Está formado por dos conductores concéntricos: un conductor central o núcleo, un conductor exterior
en forma de tubo o vaina, y formado por una malla trenzada de cobre o aluminio o bien por un tubo,
en caso de cables semirígidos.
- Pueden ser de dos tipos cloruro de polivinilo o PCV o plenum
- El blindaje puede trabajar de tres maneras diferentes:"Desviando" campos eléctricos acoplados
capacitivamente, "Absorbiendo" campos magnéticos, "Rebotando" campos radiados electro
magnéticamente
Swiches y Hubs
- Básicamente un Switch es un administrador inteligente del ancho de banda
- La diferencia fundamental entre un hub y un swith esta dado por las funciones de los mismos.
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