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Cap 3
MEDIOS DE RED
Contenido

Medios de cobre
Medios de Fibre Optica
Medios Inalámbricos
Propiedades Eléctricas de la
            materia
   Los materiales a través de los cuales fluye la
    corriente, se pueden clasificar en:
       Conductores: Ofrecen muy poca o ninguna
        resistencia al flujo de la corriente
       Aislantes: No permiten el flujo de la corriente, o lo
        restringen severamente:
       Semiconductores: materiales sobre los cuales se
        puede controlar la cantidad de electricidad que
        pueden conducir.
Aislantes, Conductores y
Semiconductores
Medición de la Electricidad
   La medición de la electricidad puede hacerse de muchas
    formas
   Voltaje (V):
       Fuerza eléctrica o presión que ocurre cuando los
        electrones y protones se separan.
       Es una fuerza atractiva o campo de presión entre las
        cargas.
       Unidad: Voltio (V)
       Hay dos tipos de voltaje:
            Voltaje de Corriente continua (DC): Ejemplo: una batería.
             El movimiento de electrones en un circuito DC siempre
             es en la misma dirección, del negativo al positivo
Medición de la Electricidad
        
          Voltaje de Corriente Alterna (AC): La dirección del
          movimiento del electrón en un circuito AC cambia o
          alterna, respecto al tiempo.
   Corriente eléctrica (I): flujo de carga que se crea por
    electrones en movimiento
   Cuando se aplica el voltaje y hay una ruta para la
    electricidad, los electrones se mueven desde el terminal
    negativo, por toda la ruta, hasta el terminal positivo.
   Unidad de medida: Amperio (amp)
   La corriente resultante del voltaje DC siempre fluye en la
    misma dirección (-  +)
   La corriente resultante del voltaje AC fluye en una
    dirección y luego cambia a otra y asi sucesivamente.
Medición de la Electricidad
   Potencia (W): Es la combinación de intensidad y voltaje
   Unidad de medida: Vatio (W)
   Potencia = V * I

   Un vatio es la cantidad de energía que consume o
    produce un dispositivo
Resistencia e
       Impedancia
   Todos los materiales que conducen electricidad presentan
    un cierto grado de resistencia al movimiento de electrones
    a través de ellos. (Generan la atenuación)
   Conductores tienen baja resistencia.
   Resistencia se representa con la letra R
   Unidad de medida es el ohmio Ohm (Ω )
   El término resistencia se utiliza generalmente para
    referirse a los circuitos DC.
   La resistencia al movimiento de los electrones en
    circuitos AC se denomina impedancia
   Al igual que la resistencia, su medida es el ohmio (Ω )
MEDIOS DE COBRE
Medios de Cobre
   Cobre es el medio más común para el cableado de la
    señal.
   Propiedades del cobre que lo hacen adecuado para el
    cableado electrónico:
       Conductividad: excelente conductor de corriente y de calor
       Resistencia a la corrosión: no se oxida y es bastante
        resistente a la corrosión
       Ductilidad: Tiene la capacidad de dividirse en finos hilos sin
        romperse
       Maleabilidad: puede trabajarse facilmente en caliente o frio
Medios de Cobre
Esta sección se centra en dos tipos de cables de cobre:
   Par trenzado:
       Compuestos por uno o más pares de hilos de cobre
       Mayoria de redes de voz y datos utilizan cable de par trenzado
   Coaxial:
       Tiene un conductor central compuesto por un hilo de cobre sólido
        o un manojo de hilos.
       Opción para el cableado de redes de área local.
       Utilizado actualmente para las conexiones de video, conexiones
        de alta velocidad como las líneas T3 o E3 y la televisión por cable.
Sistema Americano de Medición de
           Cables

   Normalmente el diámetro de los hilos del cable o los
    conductores se mide utilizando el sistema AWG.
   El AWG es un estándar americano para medir el diámetro
    del cable de cobre y de aluminio.
   Cable residencial típico: AWG 12 ó 14
   Cable UTP de los bucles locales telefónicos: entre 9 y 24
    AWG
   Cable telefónico moderno: entre 22 y 26 AWG (24 más
    común)
   Entre más pequeño el número de la medida, más fino es
    el cable.
Cable Coaxial
Cable Coaxial
Cable Coaxial
   Tecnología muy conocida (Cable TV).
   El blindaje evita interferencia externa.
   Cubre mayor distancia que UTP y STP.
   Es menos costoso que la fibra óptica
   Máxima longitud del cable :
      Thin cable : 185 m. (LAN Ethernet)

      Thick cable : 500 m. (Backbone)

   Se considera el medio mas dificultoso de instalar
   50Ω para Ethernet.
   No soportado por los últimos estándares
Cable STP: Par
Trenzado Blindado
Cable STP
   Combina las técnicas de blindaje, cancelación y trenzado
    de cables
   Cada par de cables está envuelto en una lámina metálica
   Los cuatro pares de hilos están envueltos totalmente en
    una lámina metálica.
   Este cable es generalmente de 150 Ω
   Reduce el ruido eléctrico dentro del cable
   Reduce el ruido eléctrico producido fuera del cable (EMI,
    RFI)
   Es más costoso y dificultoso de instalar que UTP
Cable ScTP: Par
Trenzado apantallado
Cable ScTP

   Híbrido entre UTP y STP, también conocido como FTP (Par Trenzado
    de papel metálico)
   Es un UTP envuelto en un blindaje de papel metálico. Usualmente es
    de 100 o 120 Ω
   Los materiales que brindan blindaje deben ser puestos a tierra en
    ambos extremos.
   Si las conexiones a tierra son defectuosas, STP y ScTP son más
    susceptibles a problemas de ruido
   Los cables STP y ScTP no pueden tenderse sobre distancias tan
    largas como las de otros medios de networking (tales como el cable
    coaxial y la fibra óptica) sin que se repita la señal
Cable UTP
Cable UTP: Par
            trenzado No blindado
   Cada uno de los 8 hilos de cobre está recubierto por material
    aislante.
   Cada par de hilos está trenzado uno con el otro
   Cuenta sólo con el efecto de cancelación que producen los
    pares trenzados de hilos para limitar la degradación de la señal
    que causan la EMI y la RFI.
   Suceptible a interferencias , incluyendo EM/RFI mas que otros
    cables.
   Para reducir la diafonía entre pares del cable UTP, la cantidad
    de trenzados en los pares de hilos varía.
   Al igual que el cable STP, el cable UTP debe seguir
    especificaciones precisas con respecto a cuánto trenzado se
    permite por unidad de longitud del cable.
Cable UTP: Par
           trenzado No blindado
   Menos costoso , diámetro
    de cable mas pequeño, fácil
    de instalar.
   Desventajas:
    Susceptibilidad al ruido y
    máxima longitud del cables
    100m.
   100Ω para Ethernet.
   CAT 5 es el más
    frecuentemente utilizado y
    recomendado (5e o 6)
Especificaciones de
               Cable
   Los cables tienen diferentes especificaciones y
    desempeño.
       Velocidad de transmisión de bits: afectada por el tipo de
        conductor usado.
       Tipo de transmisión:
         
             Digital (banda base o digitalmente interpretado)
         
             Análogo (banda amplia)
       Degradación de la señal (atenuación): directamente
        relacionado con la distancia que viaja la señal y el tipo de cable
        usado.
       Ejemplos de especificaciones de cables para Ethernet:
         
             10BASE-T, 10BASE5, 10BASE2
Tipos de Conexiones de
     cable entre dispositivos

   El cable que se conecta
    desde el puerto del
    switch al puerto de la
    NIC del computador
    recibe el nombre de
    cable directo .
Tipos de Conexiones de
     cable entre dispositivos

   El cable que conecta un puerto de un switch al
    puerto de otro switch recibe el nombre de cable
    de conexión cruzada.
Tipos de Conexiones de
     cable entre dispositivos

   El cable que conecta el
    adaptador RJ-45 del
    puerto COM del
    computador al puerto de
    la consola del router o
    switch recibe el nombre
    de cable rollover.
MEDIOS OPTICOS
El Espectro
           Electromagnético
   La luz usada en medios ópticos de red es un tipo de
    energía electromagnética.

   Cuando una carga eléctrica se mueve hacia adelante y
    hacia atrás, o se acelera, se produce un tipo de energía
    denominada energía electromagnética.

   Esta energía en forma de ondas puede viajar en el vacío,
    el aire, y sobre otros materiales como el vidrio.
El Espectro
           Electromagnético
   Una importante propiedad de las ondas de energía es la
    longitud de onda
   Longitud de una onda electromagnética es
    determinada por la frecuencia a la que la carga eléctrica
    que genera la onda se mueve hacia adelante y hacia
    atrás.
El Espectro
           Electromagnético
•   Si se ordenan todos los tipos de ondas electromagnéticas
    desde la mayor longitud de onda hasta la menor, se crea
    un continuo denominado espectro electromagnético

•   Las longitudes de onda invisibles al ojo humano son
    utilizadas para transmitir datos a través de una fibra
    óptica. Estas longitudes de onda son levemente más larga
    que las de la luz roja y reciben el nombre de luz infrarroja
Modelo del Rayo de Luz

   Las ondas electromagnéticas salen de las fuentes en
    líneas rectas llamadas rayos .
   En el vacío, la luz viaja continuamente en líneas
    rectas a 300.000 Km por segundo.
   En otros materiales la luz viaja a otras velocidades.
Modelo del Rayo de Luz

   La medida de la densidad óptica de un material es el
    índice de refracción de ese material.
   El cociente de la velocidad de la luz en el vacío sobre la
    velocidad de la luz en un material se llama índice de
    refracción . (n)
   La densidad óptica deun material determina cuánto se
    curvan los rayos de luz en ese material.
   Un material con índice de refracción grande es
    ópticamente más denso y retrasa más luz que un material
    con índice de refracción más pequeño.
Modelo del Rayo de Luz

   La densidad óptica del vidrio o índice de refracción, puede ser
    aumentada adicionando químicos al vidrio.
Reflexión
   Rayo incidente: rayo que atraviesa los límites de un material.
    Cuando un rayo incidente llega a la superficie brillante de un
    pedazo plano de cristal, una parte de la luz se refleja.
   Angulo de incidencia: ángulo entre el rayo incidente y la línea
    perpendicular (normal).
   Rayo reflejado: luz que se refleja cuando un rayo incidente
    pasa de un material a otro.
   Angulo de reflexión: ángulo entre el rayo reflejado y la línea
    perpendicular (normal).
   Ley de Reflexión: ángulo de reflexión de un rayo de luz es
    equivalente al ángulo de incidencia.
Reflexión
Refracción

   Cuando una luz choca la interfaz entre dos materiales
    transparentes, la luz se divide en dos partes.
   Parte de la luz se refleja en la primera sustancia
   La energía restante en el rayo de luz entra en la otra
    sustancia: Rayo Refractado
   La curvatura de entrada del rayo al segundo material es
    llamado refracción
   Cuánto el rayo es refractado depende del índice de
    refracción de los dos materiales.
   Refracción causa pérdida de parte energía rayo de luz.
Refracción
Reflexión Interna Total

   Un buen diseño es necesario para que la
    superficie exterior de la fibra actúe como un
    espejo al rayo que se mueve a través de él.
Reflexión Interna Total

   Condiciones para que los rayos de luz en una fibra se
    reflejen totalmente dentro de la fibra:
       Núcleo de la fibra debe tener un índice de refracción mayor que el
        material que la rodea (revestimiento)
       Ángulo de incidencia del rayo de luz debe ser mayor que el ángulo
        crítico para el núcleo y su revestimiento: Controlar ángulo de
        incidencia de rayos que entran a la fibra
   Cuando ambas condiciones se resuelven, el rayo de luz
    se refleja dentro la fibra sin ninguna pérdida por
    refracción. A esto se le llama Reflexión Interna Total
Reflexión Interna Total
Reflexión Interna Total
   La restricción de los siguientes dos factores
    permite controlar el ángulo de incidencia:
   Apertura numérica de la fibra: rango de
    ángulos de incidencia de los rayos entrantes
    a la fibra para que haya reflexión total.
   Modos: Trayectorias que un rayo ligero
    puede seguir al viajar en una fibra.
Fibra Multimodo

   Núcleo (core): parte de la f.o donde viajan los
    rayos de luz
   Si el diámetro del núcleo es bastante grande de
    forma que haya muchas trayectorias que la luz
    puede tomar a través de la fibra, la fibra se llama
    multimodo
Fibra Multimodo
Fibra Multimodo
   Cada cable f.o usado para una red consiste en dos fibras de
    cristal encajonadas en envolturas separadas.
   Una fibra transmite de A  B y la otra de B  A: full duplex
   Estos cables de dos fibras estarán en una sola chaqueta
    externa hasta el punto en el cual se unen los conectadores.
Fibra Multimodo

   No hay necesidad de trenzar o blindar, porque ninguna luz
    se escapa cuando está dentro de una fibra:

       No hay interferencias con la fibra.
       Común ver varios pares de fibras encajados en el
        mismo cable. Un solo cable puede contener de 2 a 48
        o más fibras separadas
Fibra Multimodo
                                         Búfer: Plástico. Protege al núcleo
                                         y al revestimecladding de daño.
                                         Dos diseños:
                                         • Tubo suelto: usado en
                                         monomodo. Instalaciones
                                         exteriores
                                         • Amortiguación estrecha:
                                         usado en multimodo. Instalaciones
                                         interiores

                                         Material refuerzo: evita que la
Núcleo: Elemento que transmite la luz.   fibra sea estirada cuando se
62.5 o 50 micrones                       instala. Kevlar.
Revestimiento: Rodea el núcleo. Indice   Cubierta externa: protege la
de refracción menor que el core. 125     fibra de abrasión, solventes y otros
micrones.                                contaminantes. Naranja (Orange)
Fibra Multimodo

            Dos fuentes de luz son usadas por
            las fibras multimodo:

            • LEDs (Diodos Emisión Luz
            Infrarroja). Más baratos. Menos
            preocupaciones de seguridad.
            Transmisión mas corta que el laser.

            • VCSELs (Emisores Laser de
            Superficie de cavidad vertical)


            •Fibra multimodo 62,5/125 transporta
            datos hasta distancias de 2000 mts
Fibra Monomodo
   Tiene las mismas parte que multimodo.
   Revestimiento es de color amarillo
   Solo permite un solo modo luz propagándose.
   Diámetro del núcleo: 8 a 10 micrones (9 más común)
   9/125: 9 de núcelo y 125 de revestimiento
   Fuente de luz: láser infrarrojo. Ingresa al núcleo en un ángulo de 90o
Fibra Monomodo
   Por su diseño, la fibra monomodo puede transmitir datos a
    mayores velocidades (ancho de banda) y recorrer mayores
    distancias de tendido de cable que la fibra multimodo.
   La fibra monomodo puede transportar datos de LAN a una
    distancia de hasta 3000 metros. Nuevas tecnologías han
    incrementado distancia
   Las fibras monomodo y el láser son más costosos que los
    LED y la fibra multimodo.
   Debido a estas características, la fibra monomodo es la que
    se usa con mayor frecuencia para la conectividad entre
    edificios.
Otros Componentes
               Ópticos

   Transmisor: recibe datos a ser transmitidos desde switches o routers.
    Dos fuentes de luz codifican la electricidad en pulsos de luz: LEDS y
    LASERS
   Receptor: convierte pulsos de luz en señales eléctricas (voltajes) que
    se puedan enviar por medios de cobre.
   Receptores usan un dispositivo semi-conductor llamado p-intrinsic-n
    diodes (PIN photodiodes). PIN son sensibles a 850, 1310 o 1550 nm de
    luz generado en el otro extremo de la fibra.
Otros Componentes
                Ópticos
   Hay conectores unidos a los extremos de las fibras de modo que éstas
    puedan estar conectadas a los puertos del transmisor y del receptor.
   Conectores: dispositivos que conectan los extremos de la fibra con
    los transmisores y receptores. SC (conector suscriptor) usado con
    multimodo y ST (Punta recta) usado con monomodo.
Otros Componentes
              Ópticos

   Repetidores: amplificadores ópticos que reciben señales ópticas
    atenuadas que viajan grandes distancias y las restauran en su
    forma, fuerza y sincronización originales
   Páneles de Conexión de fibra: similares a los usados con
    cables de cobre. Incrementan la flexibilidad al permitir rápidos
    cambios en la conexión de switches o routers con varios tendidos o
    enlaces.
Señales y Ruidos en F.O

   F.O no afectada por fuentes externas de ruido, excepto en sus
    terminaciones.
   Transmisión de luz en un cable de F.O no genera disturbios o
    interferencias a otros cables de F.O (No diafonía)
   Problemas:
      Atenuación por dispersión. Ocasionado por microscópicas

        deformidades en la fibra que reflectan y atenúan parte de señal.
      Absorción causada por impurezas químicas en la fibra.

        Convierten la señal en calor
      Atenuación por deformidades o asperezas en el límite entre el

        núcelo y el revestimiento.
Instalación, cuidados y
              prueba de F.O

   La mayor causa de la atenuación es una impropia instalación.
   Si la fibra se estira o se curva demasiado, puede causar las
    grietas minúsculas en el núcleo que dispersará los rayos de luz.
   Curvas demasiado cerradas pueden cambiar el ángulo de
    incidencia del rayo de luz.
Instalación, cuidados y
             prueba de F.O

   Prevención de curvas agudas: la fibra se tiende a través de
    interductos (Mucho mas firme que la fibra y evita curvas
    agudas)
   Revisar las terminaciones de la fibra (lupa o microscopio) para
    verificar que está pulido.
   Impropia instalación de conectores finales, es otra fuente de
    pérdida de potencia de la señal.
   Conectadores y extremos de las fibras deben mantenerse
    limpios.
Instalación, cuidados y
             prueba de F.O

   Extremos de fibras deben tener cubiertas protectoras para
    prevenir daño a los extremos de la fibra.
   Cuando cubiertas se quitan antes de conectar la fibra con
    un puerto en un switch o router, los extremos de la fibra
    deben ser limpiados. Use paño sin pelusa humedecido con
    alcohol isopropilico puro.
   La dispersión, absorción, difusión, incorrecta instalación y
    los extremos de fibra sucios son factores que disminuyen la
    fuerza de la señal luminosa y se conocen como ruido de
    fibra.
Instalación, cuidados y
             prueba de F.O

   Al planear un enlace de fibra óptica, es necesario calcular la
    pérdida tolerable de la potencia de la señal. Esto se conoce
    como presupuesto de pérdida del enlace óptico.

   Decibel (dB) unidad de medida de cantidad de potencia
    perdida
MEDIOS INALAMBRICOS
Comunicaciones Inalámbricas

   Señales inalámbricas son ondas electromagnéticas que
    pueden viajar por el vacío o aire
   Pueden cubrir grandes distancias utilizando señales de alta
    frecuencia
   Cada señal utiliza una frecuencia diferente (hz) para
    diferenciarla.
   Tecnologías inalámbricas existen desde hace muchos años:
    TV satelital, radio AM/FM, teléfonos celulares, dispositivos
    de control remoto, radares, sistemas de alarma, teléfonos
    inalámbricos, entre otros.
Comunicaciones de datos
                 Inalámbricas

   Espectro de radio es la parte del espectro electromágnético
    utilizado para transmitir voz, video, datos
   Utiliza frecuencias desde los 3 Khz hasta los 300 Ghz
   Existen diferentes tipos de comunicaciones inalámbricas de
    datos:
       Infrarrojos (IR):
            Tasa de datos alta, bajo coste, distancia corta
       Banda Estrecha:
         
             Tasa de datos baja, costo medio. Requiere licencia y cubre
             distancia limitada
Comunicaciones de datos
            Inalámbricas

   Espectro Disperso:
     
         Costo medio, tasa de datos alta. Limitado a campus.
   PCS: (Servicio de comunicación personal de banda
    ancha)
        Tasa de datos baja, coste medio, cubre área de ciudad
   CDPD: (Circuito y datos de paquete)
        Tasa de datos baja, cuotas altas por paquete, cobertura nacional
Señal Inalámbrica

   Aspectos que se deben considerar cuando una
    señal se transmite en formato de datos:
       Rapidez: tasa de datos que se puede conseguir
       Lejanía: Distancia a la que se pueden colocar las
        unidades LAN inalámbricas manteniendo tasa de datos
       Cantidad usuarios: número de usuarios que pueden
        existir sin reducir la tasa de datos
Señal Inalámbrica

   La radiofrecuencia se ve afectada por:
       Tipo de Modulación utilizada: técnicas más complejas
        proporcionan rendimiento mayor
       Distancia: Cuánto más lejos deba transmitirse la señal,
        más débil se vuelve
         
             La diferencia entre la señal y el ruido es menos evidente
       Ruido: Ruido electrónico              y   las   barreras         afectan
        negativamente a la RF
Modulación

   Proceso por el que la amplitud, la frecuencia o fase de
    una RF u onda de luz es alterada para transmitir datos.
   Modulación combina una señal de datos (texto, voz,
    etc) en una portadora para la transmisión a través de
    una red.
   Métodos de modulación mas comunes:
       AM: modula la altura de la portadora de la onda
       FM: Modula la frecuencia de la onda
       PM: Modula la polaridad (fase) de la onda
Bandas de Radiofrecuencia

   Mayoría de las RF están controladas por las entidades
    de gobierno.
   Para difundir por estas frecuencias, hay que tener una
    licencia y pagar una cuota.
   Bandas de frecuencia sin licencia son más fáciles de
    implementar. Hay 3 bandas sin licencia:
       900 Mhz: Para teléfonos inalámbricos y celulares
       2.4 Ghz: Tasa de datos de 11 Mbps. En esta banda opera la norma
        802.11b
       5 Ghz: Utilizado por dispositivos de comunicaciones de alta
        velocidad. La norma 802.11a opera en esta banda.
Tecnología de Espectro
                Disperso

   El Espectro disperso (SS):
       Técnica de modulación
       Dispersa una señal de transmisión por una banda más ancha de
        RF, que la necesaria para enviar la señal.
       Sacrifica el ancho de banda para ganar rendimiento señal-ruido.
       Técnica ideal para las comunicaciones de datos porque es menos
        susceptible al ruido de radio y crea menos interferencias.
       Para utilizar bandas de radio sin licencia, se tiene que utilizar las
        técnicas de espectro disperso.
       Dos formas de ejecutar un SS:
            FHSS: Espectro disperso de salto de frecuencia
            DSSS: Espectro disperso de secuencia directa.
Estándares y
            Organizaciones

   IEEE primer emisor de estándares para redes inalámbricas
   La tecnología clave que contiene el estándar 802.11 es el
    Espectro de Dispersión de Secuencia Directa (DSSS).
    El DSSS se aplica a los dispositivos inalámbricos que
    operan dentro de un intervalo de 1 a 2 Mbps. Un sistema de
    DSSS puede transmitir hasta 11 Mbps, pero si opera por
    encima de los 2 Mbps se considera que no cumple con la
    norma
   El siguiente estándar aprobado 802.11b, que aumentó
    capacidades de la transmisión a 11 Mbps
Estándares y
             Organizaciones

   802.11b es también llamado Wi-Fi. Son redes inalámbricas de
    alta velocidad que operan a 1, 2, 5.5 y 11 Mbps.
   Son compatibles con 802.11 sin necesidad de sustituir NIC o
    puntos de acceso.
   Dispositivos 802.11b logran mayor índice de transferencia de
    datos ya que utilizan técnica de codificación diferente a la del
    802.11, permitiendo la transferencia de una mayor cantidad de
    datos en la misma cantidad de tiempo.
   Mayoría dispositivos 802.11b aún no pueden alcanzar la tasa de
    11 Mbps (2 a 4 Mbps)
   802.11a cubre dispositivos WLAN que operan en la banda de
    transmisión de lo 5 GHz y transmiten a 54 Mbps
Estándares y
              Organizaciones

   El rango de 5 GHZ no permite la interoperabilidad con los
    dispositivos 802.11b ya que éstos operan dentro de los 2,4 GHZ.
   802.11a puede proporcionar una tasa de transferencia de datos de
    54 Mbps y con una tecnología propietaria que se conoce como
    "duplicación de la velocidad" ha alcanzado los 108 Mbps.
   802.11g proporciona lo mismo que 802.11a pero con
    compatibilidad hacia atrás para dispositivos 802.11b usando
    tecnología de modulación OFDM.
   Cisco ha desarrollado puntos de acceso que permiten que
    dispositivos 802.11b y 802.11a coexistan en la misma WLAN.
   El punto de acceso (AP) proporciona servicios de enlace (gateway)
    que permite que dispositivos incompatibles se comuniquen.
Dispositivos y Topologías




NIC WIRELESS interna         NIC PCMCIA para Laptop




                           NIC Wireless USB Externa
Dispositivos y tecnologías
   Una red inalámbrica puede consistir solamente de dos
    dispositivos:
       Nodos (estaciones de trabajo)
       Equipados con NICs
       Ambos dispositivos actúan como clientes y servidores
       La compatibilidad es un problema en este tipo de red.
       Aunque brinda conectividad, la seguridad es mínima, al igual que
        la tasa de transferencia.
       Otro problema es la compatibilidad. Muchas veces, las NIC de
        diferentes fabricantes no son compatibles
   Solución al problema de incompatibilidad: Puntos de
    acceso (AP): actúa como un hub central para una
    WLAN. Se conecta al cableado LAN para proveer acceso a
    Internet y a redes cableadas.
Dispositivos y tecnologías




     PUNTO DE
     ACCESO
Dispositivos y tecnologías

   Los AP están equipados con antenas y brindan conectividad
    inalámbrica a un área específica que recibe el nombre de
    celda.
   Dependiendo de la localización del AP y tamaño de
    antenas, el tamaño de la célula podría variar bastante:
    Comunmente: 91.44 a 152.4 mts.
   Para grandes áreas se requieren varios AP instalados de tal
    forma que se traslapen las células.
   El traslapo permite el "vagar" entre las células.
   Aunque no está tratado en los estándares IEEE, un traslapo
    20-30% es deseable.
Dispositivos y tecnologías
   Exploración O Escaneo: Cuando se activa un cliente en
    una WLAN, comenzará "a escuchar" un dispositivo
    compatible con el cual "asociarse". Puede ser activa o
    pasiva.
   El escaneo activo hace que se envíe un pedido de
    sondeo desde el nodo inalámbrico que busca conectarse a
    la red.
   Este pedido de sondeo incluirá el Identificador del Servicio
    (SSID) de la red a la que se desea conectar.
   Cuando se encuentra un AP con el mismo SSID, el AP
    emite una respuesta de sondeo. Se completan los pasos de
    autenticación y asociación.
Dispositivos y tecnologías
   En el escaneo pasivo los nodos esperan tramas de
    administración de beacons (beacons) que son transmitidas
    por el AP (modo de infraestructura) o nodos pares (ad hoc).
   Cuando un nodo recibe un beacon que contiene el SSID de
    la red a la que se está tratando de conectar, se realiza un
    intento de conexión a la red.
   El escaneo pasivo es un proceso continuo y los nodos
    pueden asociarse o desasociarse de los AP con los
    cambios en la potencia de la señal.
Comunicación en LANs
            Wireless

   Una vez establecida la conectividad con la WLAN, los
    nodos pasan tramas (igual que cualquier red 802.x)
   WLAN no usa el estandar de tramas 802.3
   Hay tres tipos de tramas: control, administración y datos.
   Trama de datos es similar a 802.3
   Radiofrecuencia (RF) es el medio compartido. Colisiones
    pueden ocurrir como en medios compartido alámbricos.
   Principal diferencia es que no hay método por el cual el
    nodo fuente detecte que ocurrió una colisión.
   Por esta razón WLAN usan CSMA/CA (Acceso Múltiple
    con Detección de Portadora/Carrier y Prevención de
    Colisiones) Parecido a CSMA/CD
Comunicación en LANs
              Wireless

   Cuando un nodo fuente envía una trama, el nodo receptor envía un
    ACK positivo (Acuse de recibo)
   Este ACK + CSMA/CA produce consumo de casi el 50% del ancho
    de banda
   Funcionamiento de la red también afectado por la potencia de la
    señal y la degradación de la calidad de la señal debido a la distancia
    e interferencias.
   A medida que la señal se debilita, se puede invocar la Selección de
    Velocidad Adaptable (ARS). La unidad transmisora disminuirá la
    velocidad de transmisión de datos de 11 Mbps a 5,5 Mbps, de 5,5
    Mbps a 2 Mbps o de 2 Mbps a 1 Mbps.
Autenticación y Asociación
   Proceso de autenticación en WLAN ocurre en capa 2
    (autenticación de dispositivos, no de usuarios)
   El cliente envía una trama de petición de autenticación al
    AP y éste acepta o rechaza la trama
   Asociación, se realiza después de la autenticación, y es
    el estado que permite a un cliente usar los servicios de
    una AP para transferir datos.
   El cliente recibe una respuesta por medio de una trama
    de respuesta de autenticación.
Autenticación y Asociación
   Asociación, se realiza después de la autenticación, y es
    el estado que permite a un cliente usar los servicios de
    una AP para transferir datos.
   Tipos de autenticación y asociación:
       No autenticación y no asociación: el nodo está desconectado de
        la red y no está asociado a un AP.
       Autenticación y no asociación: nodo bien autenticado en la red,
        pero todavía no se ha asociado a un AP
       Autenticación y asociación: El nodo está conectado con la red y
        capaz de transmitir y de recibir datos a través del punto de
        acceso.
Métodos de autenticación

   IEEE 802.11 lista 2 tipos de procesos autenticación:
       Sistema Abierto: estándar de conectividad abierta en donde solo
        se compara el SSID. Alta probabilidad de que “sniffers”
        descubran el SSID. Utilizado en entornos seguros y no seguros.
       Clave compartida: requiere el uso del protocolo de encripción
        WEP (Protocolo de Equivalencia de Comunicaciones
        Inalámbricas)
        WEP es un algoritmo simple que usa claves de 64 y 128 bits.
   El problema de entradas no autorizadas en WLANs está
    siendo tratado por un número de nuevas tecnologías de
    la solución de la seguridad.
Seguridad

   La seguridad en WLAN puede ser dificil de alcanzar.
   Donde existen WLAN existe poca seguridad
   Nuevas soluciones y protocolos de seguridad han
    aparecido:
       EAP (Extensible Authentication Protocol): El AP no se encarga
        de la autenticación, sino este trabajo se le asigna a un servidor
        dedicado para este trabajo.
       Virtual Private Networking (VPN): crea un túnel encima de un
        protocolo existente como IP. Esto es una conexión de capa 3
        entre el AP y el nodo que envía datos.
Seguridad

   EAP-MD5 (Extensible Authentication Protocol): Muy similar a
    CHAP (password de protección usado en redes alambradas)
   LEAP (Lightweight Extensible Authentication Protocol): protocolo
    de Cisco, utilizado en AP Cisco.
   Autenticación de Usuarios: Permite solo a los usuarios
    autorizados conectarse, enviar y recibir datos en WLAN
   Encripción: Servicios de cifrado para proteger datos de intrusos
   Autenticación de Datos: Asegura la integridad de los datos,
    autenticación de dispositivos fuente y destino.

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  • 1. Cap 3 MEDIOS DE RED Contenido Medios de cobre Medios de Fibre Optica Medios Inalámbricos
  • 2. Propiedades Eléctricas de la materia  Los materiales a través de los cuales fluye la corriente, se pueden clasificar en:  Conductores: Ofrecen muy poca o ninguna resistencia al flujo de la corriente  Aislantes: No permiten el flujo de la corriente, o lo restringen severamente:  Semiconductores: materiales sobre los cuales se puede controlar la cantidad de electricidad que pueden conducir.
  • 4. Medición de la Electricidad  La medición de la electricidad puede hacerse de muchas formas  Voltaje (V):  Fuerza eléctrica o presión que ocurre cuando los electrones y protones se separan.  Es una fuerza atractiva o campo de presión entre las cargas.  Unidad: Voltio (V)  Hay dos tipos de voltaje:  Voltaje de Corriente continua (DC): Ejemplo: una batería. El movimiento de electrones en un circuito DC siempre es en la misma dirección, del negativo al positivo
  • 5. Medición de la Electricidad  Voltaje de Corriente Alterna (AC): La dirección del movimiento del electrón en un circuito AC cambia o alterna, respecto al tiempo.  Corriente eléctrica (I): flujo de carga que se crea por electrones en movimiento  Cuando se aplica el voltaje y hay una ruta para la electricidad, los electrones se mueven desde el terminal negativo, por toda la ruta, hasta el terminal positivo.  Unidad de medida: Amperio (amp)  La corriente resultante del voltaje DC siempre fluye en la misma dirección (-  +)  La corriente resultante del voltaje AC fluye en una dirección y luego cambia a otra y asi sucesivamente.
  • 6. Medición de la Electricidad  Potencia (W): Es la combinación de intensidad y voltaje  Unidad de medida: Vatio (W)  Potencia = V * I  Un vatio es la cantidad de energía que consume o produce un dispositivo
  • 7. Resistencia e Impedancia  Todos los materiales que conducen electricidad presentan un cierto grado de resistencia al movimiento de electrones a través de ellos. (Generan la atenuación)  Conductores tienen baja resistencia.  Resistencia se representa con la letra R  Unidad de medida es el ohmio Ohm (Ω )  El término resistencia se utiliza generalmente para referirse a los circuitos DC.  La resistencia al movimiento de los electrones en circuitos AC se denomina impedancia  Al igual que la resistencia, su medida es el ohmio (Ω )
  • 9. Medios de Cobre  Cobre es el medio más común para el cableado de la señal.  Propiedades del cobre que lo hacen adecuado para el cableado electrónico:  Conductividad: excelente conductor de corriente y de calor  Resistencia a la corrosión: no se oxida y es bastante resistente a la corrosión  Ductilidad: Tiene la capacidad de dividirse en finos hilos sin romperse  Maleabilidad: puede trabajarse facilmente en caliente o frio
  • 10. Medios de Cobre Esta sección se centra en dos tipos de cables de cobre:  Par trenzado:  Compuestos por uno o más pares de hilos de cobre  Mayoria de redes de voz y datos utilizan cable de par trenzado  Coaxial:  Tiene un conductor central compuesto por un hilo de cobre sólido o un manojo de hilos.  Opción para el cableado de redes de área local.  Utilizado actualmente para las conexiones de video, conexiones de alta velocidad como las líneas T3 o E3 y la televisión por cable.
  • 11. Sistema Americano de Medición de Cables  Normalmente el diámetro de los hilos del cable o los conductores se mide utilizando el sistema AWG.  El AWG es un estándar americano para medir el diámetro del cable de cobre y de aluminio.  Cable residencial típico: AWG 12 ó 14  Cable UTP de los bucles locales telefónicos: entre 9 y 24 AWG  Cable telefónico moderno: entre 22 y 26 AWG (24 más común)  Entre más pequeño el número de la medida, más fino es el cable.
  • 14. Cable Coaxial  Tecnología muy conocida (Cable TV).  El blindaje evita interferencia externa.  Cubre mayor distancia que UTP y STP.  Es menos costoso que la fibra óptica  Máxima longitud del cable :  Thin cable : 185 m. (LAN Ethernet)  Thick cable : 500 m. (Backbone)  Se considera el medio mas dificultoso de instalar  50Ω para Ethernet.  No soportado por los últimos estándares
  • 16. Cable STP  Combina las técnicas de blindaje, cancelación y trenzado de cables  Cada par de cables está envuelto en una lámina metálica  Los cuatro pares de hilos están envueltos totalmente en una lámina metálica.  Este cable es generalmente de 150 Ω  Reduce el ruido eléctrico dentro del cable  Reduce el ruido eléctrico producido fuera del cable (EMI, RFI)  Es más costoso y dificultoso de instalar que UTP
  • 18. Cable ScTP  Híbrido entre UTP y STP, también conocido como FTP (Par Trenzado de papel metálico)  Es un UTP envuelto en un blindaje de papel metálico. Usualmente es de 100 o 120 Ω  Los materiales que brindan blindaje deben ser puestos a tierra en ambos extremos.  Si las conexiones a tierra son defectuosas, STP y ScTP son más susceptibles a problemas de ruido  Los cables STP y ScTP no pueden tenderse sobre distancias tan largas como las de otros medios de networking (tales como el cable coaxial y la fibra óptica) sin que se repita la señal
  • 20. Cable UTP: Par trenzado No blindado  Cada uno de los 8 hilos de cobre está recubierto por material aislante.  Cada par de hilos está trenzado uno con el otro  Cuenta sólo con el efecto de cancelación que producen los pares trenzados de hilos para limitar la degradación de la señal que causan la EMI y la RFI.  Suceptible a interferencias , incluyendo EM/RFI mas que otros cables.  Para reducir la diafonía entre pares del cable UTP, la cantidad de trenzados en los pares de hilos varía.  Al igual que el cable STP, el cable UTP debe seguir especificaciones precisas con respecto a cuánto trenzado se permite por unidad de longitud del cable.
  • 21. Cable UTP: Par trenzado No blindado  Menos costoso , diámetro de cable mas pequeño, fácil de instalar.  Desventajas: Susceptibilidad al ruido y máxima longitud del cables 100m.  100Ω para Ethernet.  CAT 5 es el más frecuentemente utilizado y recomendado (5e o 6)
  • 22. Especificaciones de Cable  Los cables tienen diferentes especificaciones y desempeño.  Velocidad de transmisión de bits: afectada por el tipo de conductor usado.  Tipo de transmisión:  Digital (banda base o digitalmente interpretado)  Análogo (banda amplia)  Degradación de la señal (atenuación): directamente relacionado con la distancia que viaja la señal y el tipo de cable usado.  Ejemplos de especificaciones de cables para Ethernet:  10BASE-T, 10BASE5, 10BASE2
  • 23. Tipos de Conexiones de cable entre dispositivos  El cable que se conecta desde el puerto del switch al puerto de la NIC del computador recibe el nombre de cable directo .
  • 24. Tipos de Conexiones de cable entre dispositivos  El cable que conecta un puerto de un switch al puerto de otro switch recibe el nombre de cable de conexión cruzada.
  • 25. Tipos de Conexiones de cable entre dispositivos  El cable que conecta el adaptador RJ-45 del puerto COM del computador al puerto de la consola del router o switch recibe el nombre de cable rollover.
  • 27. El Espectro Electromagnético  La luz usada en medios ópticos de red es un tipo de energía electromagnética.  Cuando una carga eléctrica se mueve hacia adelante y hacia atrás, o se acelera, se produce un tipo de energía denominada energía electromagnética.  Esta energía en forma de ondas puede viajar en el vacío, el aire, y sobre otros materiales como el vidrio.
  • 28. El Espectro Electromagnético  Una importante propiedad de las ondas de energía es la longitud de onda  Longitud de una onda electromagnética es determinada por la frecuencia a la que la carga eléctrica que genera la onda se mueve hacia adelante y hacia atrás.
  • 29. El Espectro Electromagnético • Si se ordenan todos los tipos de ondas electromagnéticas desde la mayor longitud de onda hasta la menor, se crea un continuo denominado espectro electromagnético • Las longitudes de onda invisibles al ojo humano son utilizadas para transmitir datos a través de una fibra óptica. Estas longitudes de onda son levemente más larga que las de la luz roja y reciben el nombre de luz infrarroja
  • 30. Modelo del Rayo de Luz  Las ondas electromagnéticas salen de las fuentes en líneas rectas llamadas rayos .  En el vacío, la luz viaja continuamente en líneas rectas a 300.000 Km por segundo.  En otros materiales la luz viaja a otras velocidades.
  • 31. Modelo del Rayo de Luz  La medida de la densidad óptica de un material es el índice de refracción de ese material.  El cociente de la velocidad de la luz en el vacío sobre la velocidad de la luz en un material se llama índice de refracción . (n)  La densidad óptica deun material determina cuánto se curvan los rayos de luz en ese material.  Un material con índice de refracción grande es ópticamente más denso y retrasa más luz que un material con índice de refracción más pequeño.
  • 32. Modelo del Rayo de Luz  La densidad óptica del vidrio o índice de refracción, puede ser aumentada adicionando químicos al vidrio.
  • 33. Reflexión  Rayo incidente: rayo que atraviesa los límites de un material. Cuando un rayo incidente llega a la superficie brillante de un pedazo plano de cristal, una parte de la luz se refleja.  Angulo de incidencia: ángulo entre el rayo incidente y la línea perpendicular (normal).  Rayo reflejado: luz que se refleja cuando un rayo incidente pasa de un material a otro.  Angulo de reflexión: ángulo entre el rayo reflejado y la línea perpendicular (normal).  Ley de Reflexión: ángulo de reflexión de un rayo de luz es equivalente al ángulo de incidencia.
  • 35. Refracción  Cuando una luz choca la interfaz entre dos materiales transparentes, la luz se divide en dos partes.  Parte de la luz se refleja en la primera sustancia  La energía restante en el rayo de luz entra en la otra sustancia: Rayo Refractado  La curvatura de entrada del rayo al segundo material es llamado refracción  Cuánto el rayo es refractado depende del índice de refracción de los dos materiales.  Refracción causa pérdida de parte energía rayo de luz.
  • 37. Reflexión Interna Total  Un buen diseño es necesario para que la superficie exterior de la fibra actúe como un espejo al rayo que se mueve a través de él.
  • 38. Reflexión Interna Total  Condiciones para que los rayos de luz en una fibra se reflejen totalmente dentro de la fibra:  Núcleo de la fibra debe tener un índice de refracción mayor que el material que la rodea (revestimiento)  Ángulo de incidencia del rayo de luz debe ser mayor que el ángulo crítico para el núcleo y su revestimiento: Controlar ángulo de incidencia de rayos que entran a la fibra  Cuando ambas condiciones se resuelven, el rayo de luz se refleja dentro la fibra sin ninguna pérdida por refracción. A esto se le llama Reflexión Interna Total
  • 40. Reflexión Interna Total  La restricción de los siguientes dos factores permite controlar el ángulo de incidencia:  Apertura numérica de la fibra: rango de ángulos de incidencia de los rayos entrantes a la fibra para que haya reflexión total.  Modos: Trayectorias que un rayo ligero puede seguir al viajar en una fibra.
  • 41. Fibra Multimodo  Núcleo (core): parte de la f.o donde viajan los rayos de luz  Si el diámetro del núcleo es bastante grande de forma que haya muchas trayectorias que la luz puede tomar a través de la fibra, la fibra se llama multimodo
  • 43. Fibra Multimodo  Cada cable f.o usado para una red consiste en dos fibras de cristal encajonadas en envolturas separadas.  Una fibra transmite de A  B y la otra de B  A: full duplex  Estos cables de dos fibras estarán en una sola chaqueta externa hasta el punto en el cual se unen los conectadores.
  • 44. Fibra Multimodo  No hay necesidad de trenzar o blindar, porque ninguna luz se escapa cuando está dentro de una fibra:  No hay interferencias con la fibra.  Común ver varios pares de fibras encajados en el mismo cable. Un solo cable puede contener de 2 a 48 o más fibras separadas
  • 45. Fibra Multimodo Búfer: Plástico. Protege al núcleo y al revestimecladding de daño. Dos diseños: • Tubo suelto: usado en monomodo. Instalaciones exteriores • Amortiguación estrecha: usado en multimodo. Instalaciones interiores Material refuerzo: evita que la Núcleo: Elemento que transmite la luz. fibra sea estirada cuando se 62.5 o 50 micrones instala. Kevlar. Revestimiento: Rodea el núcleo. Indice Cubierta externa: protege la de refracción menor que el core. 125 fibra de abrasión, solventes y otros micrones. contaminantes. Naranja (Orange)
  • 46. Fibra Multimodo Dos fuentes de luz son usadas por las fibras multimodo: • LEDs (Diodos Emisión Luz Infrarroja). Más baratos. Menos preocupaciones de seguridad. Transmisión mas corta que el laser. • VCSELs (Emisores Laser de Superficie de cavidad vertical) •Fibra multimodo 62,5/125 transporta datos hasta distancias de 2000 mts
  • 47. Fibra Monomodo  Tiene las mismas parte que multimodo.  Revestimiento es de color amarillo  Solo permite un solo modo luz propagándose.  Diámetro del núcleo: 8 a 10 micrones (9 más común)  9/125: 9 de núcelo y 125 de revestimiento  Fuente de luz: láser infrarrojo. Ingresa al núcleo en un ángulo de 90o
  • 48. Fibra Monomodo  Por su diseño, la fibra monomodo puede transmitir datos a mayores velocidades (ancho de banda) y recorrer mayores distancias de tendido de cable que la fibra multimodo.  La fibra monomodo puede transportar datos de LAN a una distancia de hasta 3000 metros. Nuevas tecnologías han incrementado distancia  Las fibras monomodo y el láser son más costosos que los LED y la fibra multimodo.  Debido a estas características, la fibra monomodo es la que se usa con mayor frecuencia para la conectividad entre edificios.
  • 49. Otros Componentes Ópticos  Transmisor: recibe datos a ser transmitidos desde switches o routers. Dos fuentes de luz codifican la electricidad en pulsos de luz: LEDS y LASERS  Receptor: convierte pulsos de luz en señales eléctricas (voltajes) que se puedan enviar por medios de cobre.  Receptores usan un dispositivo semi-conductor llamado p-intrinsic-n diodes (PIN photodiodes). PIN son sensibles a 850, 1310 o 1550 nm de luz generado en el otro extremo de la fibra.
  • 50. Otros Componentes Ópticos  Hay conectores unidos a los extremos de las fibras de modo que éstas puedan estar conectadas a los puertos del transmisor y del receptor.  Conectores: dispositivos que conectan los extremos de la fibra con los transmisores y receptores. SC (conector suscriptor) usado con multimodo y ST (Punta recta) usado con monomodo.
  • 51. Otros Componentes Ópticos  Repetidores: amplificadores ópticos que reciben señales ópticas atenuadas que viajan grandes distancias y las restauran en su forma, fuerza y sincronización originales  Páneles de Conexión de fibra: similares a los usados con cables de cobre. Incrementan la flexibilidad al permitir rápidos cambios en la conexión de switches o routers con varios tendidos o enlaces.
  • 52. Señales y Ruidos en F.O  F.O no afectada por fuentes externas de ruido, excepto en sus terminaciones.  Transmisión de luz en un cable de F.O no genera disturbios o interferencias a otros cables de F.O (No diafonía)  Problemas:  Atenuación por dispersión. Ocasionado por microscópicas deformidades en la fibra que reflectan y atenúan parte de señal.  Absorción causada por impurezas químicas en la fibra. Convierten la señal en calor  Atenuación por deformidades o asperezas en el límite entre el núcelo y el revestimiento.
  • 53. Instalación, cuidados y prueba de F.O  La mayor causa de la atenuación es una impropia instalación.  Si la fibra se estira o se curva demasiado, puede causar las grietas minúsculas en el núcleo que dispersará los rayos de luz.  Curvas demasiado cerradas pueden cambiar el ángulo de incidencia del rayo de luz.
  • 54. Instalación, cuidados y prueba de F.O  Prevención de curvas agudas: la fibra se tiende a través de interductos (Mucho mas firme que la fibra y evita curvas agudas)  Revisar las terminaciones de la fibra (lupa o microscopio) para verificar que está pulido.  Impropia instalación de conectores finales, es otra fuente de pérdida de potencia de la señal.  Conectadores y extremos de las fibras deben mantenerse limpios.
  • 55. Instalación, cuidados y prueba de F.O  Extremos de fibras deben tener cubiertas protectoras para prevenir daño a los extremos de la fibra.  Cuando cubiertas se quitan antes de conectar la fibra con un puerto en un switch o router, los extremos de la fibra deben ser limpiados. Use paño sin pelusa humedecido con alcohol isopropilico puro.  La dispersión, absorción, difusión, incorrecta instalación y los extremos de fibra sucios son factores que disminuyen la fuerza de la señal luminosa y se conocen como ruido de fibra.
  • 56. Instalación, cuidados y prueba de F.O  Al planear un enlace de fibra óptica, es necesario calcular la pérdida tolerable de la potencia de la señal. Esto se conoce como presupuesto de pérdida del enlace óptico.  Decibel (dB) unidad de medida de cantidad de potencia perdida
  • 58. Comunicaciones Inalámbricas  Señales inalámbricas son ondas electromagnéticas que pueden viajar por el vacío o aire  Pueden cubrir grandes distancias utilizando señales de alta frecuencia  Cada señal utiliza una frecuencia diferente (hz) para diferenciarla.  Tecnologías inalámbricas existen desde hace muchos años: TV satelital, radio AM/FM, teléfonos celulares, dispositivos de control remoto, radares, sistemas de alarma, teléfonos inalámbricos, entre otros.
  • 59. Comunicaciones de datos Inalámbricas  Espectro de radio es la parte del espectro electromágnético utilizado para transmitir voz, video, datos  Utiliza frecuencias desde los 3 Khz hasta los 300 Ghz  Existen diferentes tipos de comunicaciones inalámbricas de datos:  Infrarrojos (IR):  Tasa de datos alta, bajo coste, distancia corta  Banda Estrecha:  Tasa de datos baja, costo medio. Requiere licencia y cubre distancia limitada
  • 60. Comunicaciones de datos Inalámbricas  Espectro Disperso:  Costo medio, tasa de datos alta. Limitado a campus.  PCS: (Servicio de comunicación personal de banda ancha)  Tasa de datos baja, coste medio, cubre área de ciudad  CDPD: (Circuito y datos de paquete)  Tasa de datos baja, cuotas altas por paquete, cobertura nacional
  • 61. Señal Inalámbrica  Aspectos que se deben considerar cuando una señal se transmite en formato de datos:  Rapidez: tasa de datos que se puede conseguir  Lejanía: Distancia a la que se pueden colocar las unidades LAN inalámbricas manteniendo tasa de datos  Cantidad usuarios: número de usuarios que pueden existir sin reducir la tasa de datos
  • 62. Señal Inalámbrica  La radiofrecuencia se ve afectada por:  Tipo de Modulación utilizada: técnicas más complejas proporcionan rendimiento mayor  Distancia: Cuánto más lejos deba transmitirse la señal, más débil se vuelve  La diferencia entre la señal y el ruido es menos evidente  Ruido: Ruido electrónico y las barreras afectan negativamente a la RF
  • 63. Modulación  Proceso por el que la amplitud, la frecuencia o fase de una RF u onda de luz es alterada para transmitir datos.  Modulación combina una señal de datos (texto, voz, etc) en una portadora para la transmisión a través de una red.  Métodos de modulación mas comunes:  AM: modula la altura de la portadora de la onda  FM: Modula la frecuencia de la onda  PM: Modula la polaridad (fase) de la onda
  • 64. Bandas de Radiofrecuencia  Mayoría de las RF están controladas por las entidades de gobierno.  Para difundir por estas frecuencias, hay que tener una licencia y pagar una cuota.  Bandas de frecuencia sin licencia son más fáciles de implementar. Hay 3 bandas sin licencia:  900 Mhz: Para teléfonos inalámbricos y celulares  2.4 Ghz: Tasa de datos de 11 Mbps. En esta banda opera la norma 802.11b  5 Ghz: Utilizado por dispositivos de comunicaciones de alta velocidad. La norma 802.11a opera en esta banda.
  • 65. Tecnología de Espectro Disperso  El Espectro disperso (SS):  Técnica de modulación  Dispersa una señal de transmisión por una banda más ancha de RF, que la necesaria para enviar la señal.  Sacrifica el ancho de banda para ganar rendimiento señal-ruido.  Técnica ideal para las comunicaciones de datos porque es menos susceptible al ruido de radio y crea menos interferencias.  Para utilizar bandas de radio sin licencia, se tiene que utilizar las técnicas de espectro disperso.  Dos formas de ejecutar un SS:  FHSS: Espectro disperso de salto de frecuencia  DSSS: Espectro disperso de secuencia directa.
  • 66. Estándares y Organizaciones  IEEE primer emisor de estándares para redes inalámbricas  La tecnología clave que contiene el estándar 802.11 es el Espectro de Dispersión de Secuencia Directa (DSSS).  El DSSS se aplica a los dispositivos inalámbricos que operan dentro de un intervalo de 1 a 2 Mbps. Un sistema de DSSS puede transmitir hasta 11 Mbps, pero si opera por encima de los 2 Mbps se considera que no cumple con la norma  El siguiente estándar aprobado 802.11b, que aumentó capacidades de la transmisión a 11 Mbps
  • 67. Estándares y Organizaciones  802.11b es también llamado Wi-Fi. Son redes inalámbricas de alta velocidad que operan a 1, 2, 5.5 y 11 Mbps.  Son compatibles con 802.11 sin necesidad de sustituir NIC o puntos de acceso.  Dispositivos 802.11b logran mayor índice de transferencia de datos ya que utilizan técnica de codificación diferente a la del 802.11, permitiendo la transferencia de una mayor cantidad de datos en la misma cantidad de tiempo.  Mayoría dispositivos 802.11b aún no pueden alcanzar la tasa de 11 Mbps (2 a 4 Mbps)  802.11a cubre dispositivos WLAN que operan en la banda de transmisión de lo 5 GHz y transmiten a 54 Mbps
  • 68. Estándares y Organizaciones  El rango de 5 GHZ no permite la interoperabilidad con los dispositivos 802.11b ya que éstos operan dentro de los 2,4 GHZ.  802.11a puede proporcionar una tasa de transferencia de datos de 54 Mbps y con una tecnología propietaria que se conoce como "duplicación de la velocidad" ha alcanzado los 108 Mbps.  802.11g proporciona lo mismo que 802.11a pero con compatibilidad hacia atrás para dispositivos 802.11b usando tecnología de modulación OFDM.  Cisco ha desarrollado puntos de acceso que permiten que dispositivos 802.11b y 802.11a coexistan en la misma WLAN.  El punto de acceso (AP) proporciona servicios de enlace (gateway) que permite que dispositivos incompatibles se comuniquen.
  • 69. Dispositivos y Topologías NIC WIRELESS interna NIC PCMCIA para Laptop NIC Wireless USB Externa
  • 70. Dispositivos y tecnologías  Una red inalámbrica puede consistir solamente de dos dispositivos:  Nodos (estaciones de trabajo)  Equipados con NICs  Ambos dispositivos actúan como clientes y servidores  La compatibilidad es un problema en este tipo de red.  Aunque brinda conectividad, la seguridad es mínima, al igual que la tasa de transferencia.  Otro problema es la compatibilidad. Muchas veces, las NIC de diferentes fabricantes no son compatibles  Solución al problema de incompatibilidad: Puntos de acceso (AP): actúa como un hub central para una WLAN. Se conecta al cableado LAN para proveer acceso a Internet y a redes cableadas.
  • 71. Dispositivos y tecnologías PUNTO DE ACCESO
  • 72. Dispositivos y tecnologías  Los AP están equipados con antenas y brindan conectividad inalámbrica a un área específica que recibe el nombre de celda.  Dependiendo de la localización del AP y tamaño de antenas, el tamaño de la célula podría variar bastante: Comunmente: 91.44 a 152.4 mts.  Para grandes áreas se requieren varios AP instalados de tal forma que se traslapen las células.  El traslapo permite el "vagar" entre las células.  Aunque no está tratado en los estándares IEEE, un traslapo 20-30% es deseable.
  • 73. Dispositivos y tecnologías  Exploración O Escaneo: Cuando se activa un cliente en una WLAN, comenzará "a escuchar" un dispositivo compatible con el cual "asociarse". Puede ser activa o pasiva.  El escaneo activo hace que se envíe un pedido de sondeo desde el nodo inalámbrico que busca conectarse a la red.  Este pedido de sondeo incluirá el Identificador del Servicio (SSID) de la red a la que se desea conectar.  Cuando se encuentra un AP con el mismo SSID, el AP emite una respuesta de sondeo. Se completan los pasos de autenticación y asociación.
  • 74. Dispositivos y tecnologías  En el escaneo pasivo los nodos esperan tramas de administración de beacons (beacons) que son transmitidas por el AP (modo de infraestructura) o nodos pares (ad hoc).  Cuando un nodo recibe un beacon que contiene el SSID de la red a la que se está tratando de conectar, se realiza un intento de conexión a la red.  El escaneo pasivo es un proceso continuo y los nodos pueden asociarse o desasociarse de los AP con los cambios en la potencia de la señal.
  • 75. Comunicación en LANs Wireless  Una vez establecida la conectividad con la WLAN, los nodos pasan tramas (igual que cualquier red 802.x)  WLAN no usa el estandar de tramas 802.3  Hay tres tipos de tramas: control, administración y datos.  Trama de datos es similar a 802.3  Radiofrecuencia (RF) es el medio compartido. Colisiones pueden ocurrir como en medios compartido alámbricos.  Principal diferencia es que no hay método por el cual el nodo fuente detecte que ocurrió una colisión.  Por esta razón WLAN usan CSMA/CA (Acceso Múltiple con Detección de Portadora/Carrier y Prevención de Colisiones) Parecido a CSMA/CD
  • 76. Comunicación en LANs Wireless  Cuando un nodo fuente envía una trama, el nodo receptor envía un ACK positivo (Acuse de recibo)  Este ACK + CSMA/CA produce consumo de casi el 50% del ancho de banda  Funcionamiento de la red también afectado por la potencia de la señal y la degradación de la calidad de la señal debido a la distancia e interferencias.  A medida que la señal se debilita, se puede invocar la Selección de Velocidad Adaptable (ARS). La unidad transmisora disminuirá la velocidad de transmisión de datos de 11 Mbps a 5,5 Mbps, de 5,5 Mbps a 2 Mbps o de 2 Mbps a 1 Mbps.
  • 77. Autenticación y Asociación  Proceso de autenticación en WLAN ocurre en capa 2 (autenticación de dispositivos, no de usuarios)  El cliente envía una trama de petición de autenticación al AP y éste acepta o rechaza la trama  Asociación, se realiza después de la autenticación, y es el estado que permite a un cliente usar los servicios de una AP para transferir datos.  El cliente recibe una respuesta por medio de una trama de respuesta de autenticación.
  • 78. Autenticación y Asociación  Asociación, se realiza después de la autenticación, y es el estado que permite a un cliente usar los servicios de una AP para transferir datos.  Tipos de autenticación y asociación:  No autenticación y no asociación: el nodo está desconectado de la red y no está asociado a un AP.  Autenticación y no asociación: nodo bien autenticado en la red, pero todavía no se ha asociado a un AP  Autenticación y asociación: El nodo está conectado con la red y capaz de transmitir y de recibir datos a través del punto de acceso.
  • 79. Métodos de autenticación  IEEE 802.11 lista 2 tipos de procesos autenticación:  Sistema Abierto: estándar de conectividad abierta en donde solo se compara el SSID. Alta probabilidad de que “sniffers” descubran el SSID. Utilizado en entornos seguros y no seguros.  Clave compartida: requiere el uso del protocolo de encripción WEP (Protocolo de Equivalencia de Comunicaciones Inalámbricas) WEP es un algoritmo simple que usa claves de 64 y 128 bits.  El problema de entradas no autorizadas en WLANs está siendo tratado por un número de nuevas tecnologías de la solución de la seguridad.
  • 80. Seguridad  La seguridad en WLAN puede ser dificil de alcanzar.  Donde existen WLAN existe poca seguridad  Nuevas soluciones y protocolos de seguridad han aparecido:  EAP (Extensible Authentication Protocol): El AP no se encarga de la autenticación, sino este trabajo se le asigna a un servidor dedicado para este trabajo.  Virtual Private Networking (VPN): crea un túnel encima de un protocolo existente como IP. Esto es una conexión de capa 3 entre el AP y el nodo que envía datos.
  • 81. Seguridad  EAP-MD5 (Extensible Authentication Protocol): Muy similar a CHAP (password de protección usado en redes alambradas)  LEAP (Lightweight Extensible Authentication Protocol): protocolo de Cisco, utilizado en AP Cisco.  Autenticación de Usuarios: Permite solo a los usuarios autorizados conectarse, enviar y recibir datos en WLAN  Encripción: Servicios de cifrado para proteger datos de intrusos  Autenticación de Datos: Asegura la integridad de los datos, autenticación de dispositivos fuente y destino.