El documento describe diferentes tipologías de redes, incluyendo las características de las redes LAN, el espectro radioeléctrico, tecnologías de conexión como RTC, RDSI, ADSL, cable e inalámbricas. También describe sistemas como LMDS y su uso para proveer banda ancha inalámbrica de alta velocidad.

1. REDES 2011
REDES
TIPOLOGIAS DE RED
CORPORACION UNIFICADA
NACIONAL DE EDUCACION
SUPERIOR (CUN)
INFORMATICA Y
CONVERGENCIA TECNOLOGICA
DAVID OLIVEROS FONSECA
02/04/2011

2. REDES 2011
TOPOLOGIAS DE RED LAN................................. 2
CARACTERISTICAS ..............................................2
ESPECTRO RADIOELÉCTRICO ............................. 3
TECNOLOGIAS DE CONEXIÓN ........................... 6
RTC ....................................................................6
RDSI ...................................................................7
ADSL ..................................................................8
CABLE ..................................................................9
REDES INALÁMBRICAS ...........................................10
- Punto de acceso...........................................10
LMDS ...............................................................11
USOS Y APLICACIONES ...................................14
WIFI ................................................................ 16
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TOPOLOGIAS DE RED LAN
LAN es el acrónimo inglés de Local Area Network, es decir, red de
área local. Podemos encontrar definiciones de red local como: “un
sistema de transmisión de datos que permite compartir recursos e
información por medio de ordenadores o redes de ordenadores”, “un
sistema de comunicaciones capaz de facilitar el intercambio de
datos informáticos, voz, multimedia, facsímile, vídeo conferencias,
Difusión de vídeo, telemetría y cualquier otra forma de
Comunicación electrónica”. El Comité IEEE (Institute of Electrical
and Electronics Engineers) 802 ofrece una definición oficial de red
local: una red local es un sistema de comunicaciones que permite
que un número de dispositivos independientes se comuniquen entre
sí. Las redes locales surgieron de la necesidad de compartir de
manera eficaz datos y servicios entre usuarios de una misma área
de trabajo. Las primeras redes locales comerciales se comenzaron a
instalar a finales de los años setenta, aunque de forma restringida,
y su uso comenzó a crecer de manera importante a mediados de los
ochenta. Originalmente, estas redes variaban según los vendedores,
no había modelos estándar; esto comenzó a cambiar en 1980 con un
proyecto del IEEE, denominado 802, que incluye una serie de
normas de estandarización de redes locales.
CARACTERISTICAS
Las redes locales tienen una extensión geográfica reducida, como el
propio nombre “local” indica. Esta extensión suele ser inferior a los
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cinco kilómetros, pudiendo así abarcar desde una oficina o una
empresa, hasta una universidad o un complejo industrial de varios
edificios. Estas redes suelen utilizar la tecnología de broadcast, es
decir, que todas las estaciones (una estación está formada por un
Computador terminal y una tarjeta de red) están conectadas al
mismo cable, lo que permite que todos los dispositivos se
comuniquen con el resto y compartan información y programas.
Espectro radioeléctrico
espectro radioeléctrico se trata del medio por el cual se transmiten
las frecuencias de ondas de radio electromagnéticas que permiten
las telecomunicaciones (radio, televisión, Internet, telefonía móvil,
televisión digital terrestre, etc.), y son administradas y reguladas
por los gobiernos de cada país. La definición precisa del espectro
radioeléctrico, tal y como la ha definido la Unión Internacional de
Telecomunicaciones (UIT), organismo especializado de las Naciones
Unidas con sede en Ginebra (Suiza) es: las frecuencias del espectro
electromagnético usadas para los servicios de difusión y servicios
móviles, de policía, bomberos, radioastronomía, meteorología y
fijos.” Este “(…) no es un concepto estático, pues a medida que
avanza la tecnología se aumentan (o disminuyen) rangos de
frecuencia utilizados en comunicaciones, y corresponde al estado de
avance tecnológico.”
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El espectro radioeléctrico, tal y como se puede apreciar en el
gráfico de arriba, se divide en bandas de frecuencia que competen
a cada servicio que estas ondas electromagnéticas están en
capacidad de prestar para las distintas compañías de
telecomunicaciones avaladas y protegidas por las instituciones
creadas para tal fin de los estados soberanos. Un repaso corto a
las bandas de frecuencia nos indica que:
* Banda UHF: en este rango de frecuencia, se ubican las ondas
electromagnéticas que son utilizadas por las compañías de telefonía
fija y telefonía móvil, distintas compañías encargadas del rastreo
satelital de automóviles y establecimientos, y las emisoras radiales
como tal. Las bandas UHF pueden ser usadas de manera ilegal, si
alguna persona natural u organización cuenta con la tecnología de
transmisión necesaria para interceptar la frecuencia y apropiarse
de ella con el fin de divulgar su contenido que no es regulado por el
Gobierno.
* Banda VHF: También es utilizada por las compañías de telefonía
móvil y terrestre y las emisoras radiales, además de los sistemas de
radio de onda corta (aficionados) y los sistemas de telefonía móvil
en aparatos voladores. Es una banda mucho más potente que puede
llegar a tener un alcance considerable, incluso, a nivel internacional.
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* Banda HF: Tiene las mismas prestaciones que la banda HF, pero esta
resulta mucho más “envolvente” que la anterior puesto que algunas
de sus “emisiones residuales” (pequeños fragmentos de onda que
viajan más allá del aire terrestre), pueden chocar con algunas ondas
del espacio produciendo una mayor cobertura de transmisión.
El concepto de espectro radioeléctrico es, entonces, una parte
importante de nuestra vida cotidiana.
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TECNOLOGIAS DE CONEXIÓN
RTC
La Red Telefónica Conmutada (RTC) —también llamada Red
Telefónica Básica (RTB)— es la red original y habitual (analógica).
Por ella circula habitualmente las vibraciones de la voz, las cuales
son traducidas en impulsos eléctricos que se transmiten a través de
dos hilos de cobre. A este tipo de comunicación se denomina
analógica. La señal del ordenador, que es digital, se convierte en
analógica a través del módem y se transmite por la línea telefónica.
Esla red de menor velocidad y calidad.
La conexión se establece mediante una llamada telefónica al
número que le asigne su proveedor de internet. Este proceso tiene
una duración mínima de 20 segundos. Puesto que este tiempo es
largo, se recomienda que la programación de desconexión
automática no sea inferior a 2 minutos. Su coste es de una llamada
local, aunque también hay números especiales con tarifa propia.
Para acceder a la Red sólo necesitaremos una línea de teléfono
y un módem, ya sea interno o externo. La conexión en la actualidad
tiene una velocidad de 56 kbits por segundo y se realiza
directamente desde un PC o en los centros escolares a través de
router o proxy.
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RDSI
 La Red Digital de Servicios Integrados (RDSI) envía la
información codificada digitalmente, por ello necesita un
adaptador de red, módem o tarjeta RDSI que adecúa la
velocidad entre el PC y la línea. Para disponer de RDSI hay
que hablar con un operador de telecomunicaciones para que
instale esta conexión especial que, lógicamente, es más cara
pero que permite una velocidad de conexión digital a 64 kbit/s
en ambos sentidos.
 El aspecto de una tarjeta interna RDSI es muy parecido a un
módem interno para RTC.
 La RDSI integra multitud de servicios, tanto transmisión de voz,
como de datos, en un único acceso de usuario que permite la
comunicación digital entre los terminales conectados a ella
(teléfono, fax, ordenador, etc.)
 Sus principales características son:
o Conectividad digital punto a punto.
o Conmutación de circuitos a 64 kbit/s.
o Uso de vías separadas para la señalización y para la
transferencia de información (canal adicional a los
canales de datos).
 La conexión RDSI divide la línea telefónica en tres canales:
dos B o portadores, por los que circula la información a la
velocidad de 64 kbps, y un canal D, de 16 kbps, que sirve para
gestionar la conexión. Se pueden utilizar los dos canales B de
manera independiente (es posible hablar por teléfono por uno
de ellos y navegar por Internet simultáneamente), o bien
utilizarlos de manera conjunta, lo que proporciona una
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velocidad de transmisión de 128 kbps. Así pues, una conexión
que utilice los dos canales (p.e. videoconferencia) supondrá la
realización de dos llamadas telefónicas.
ADSL
 ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line o Línea de
Abonado Digital Asimétrica) es una tecnología que, basada en
el par de cobre de la línea telefónica normal, la convierte en
una línea de alta velocidad. Permite transmitir
simultáneamente voz y datos a través de la misma línea
telefónica.
 En el servicio ADSL el envío y recepción de los datos se
establece desde el ordenador del usuario a través de un
módem ADSL. Estos datos pasan por un filtro (splitter), que
permite la utilización simultánea del servicio telefónico básico
(RTC) y del servicio ADSL. Es decir, el usuario puede hablar
por teléfono a la vez que está navegando por Internet, para
ello se establecen tres canales independientes sobre la línea
telefónica estándar:
o
o Dos canales de alta velocidad (uno de recepción de datos
y otro de envío de datos).
o Un tercer canal para la comunicación normal de voz
(servicio telefónico básico).
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 Los dos canales de datos son asimétricos, es decir, no tienen
la misma velocidad de transmisión de datos. El canal de
recepción de datos tiene mayor velocidad que el canal de envío
de datos.
 Esta asimetría, característica de ADSL, permite alcanzar
mayores velocidades en el sentido red -> usuario, lo cual se
adapta perfectamente a los servicios de acceso a información
en los que normalmente, el volumen de información recibido es
mucho mayor que el enviado.
 ADSL permite velocidades de hasta 8 Mbps en el sentido red-
>usuario y de hasta 1 Mbps en el sentido usuario->red.
Actualmente, en España estas velocidades son de hasta 2
Mbps en el sentido red->usuario y de 300 Kbps en el sentido
usuario->red.
 La velocidad de transmisión también depende de la distancia
del módem a la centralita, de forma que si la distancia es
mayor de 3 Kilómetros se pierde parte de la calidad y la tasa
de transferencia empieza a bajar.
Cable
 Normalmente se utiliza el cable coaxial que también es capaz
de conseguir tasas elevadas de transmisión pero utilizando
una tecnología completamente distinta. En lugar de establecer
una conexión directa, o punto a punto, con el proveedor de
acceso, se utilizan conexiones multipunto, en las cuales
muchos usuarios comparten el mismo cable.
 Las principales consecuencias del uso de esta tecnología son:
o Cada nodo (punto de conexión a la Red) puede dar
servicio a entre 500 y 2000 usuarios.
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o Para conseguir una calidad óptima de conexión la
distancia entre el nodo y el usuario no puede superar los
500 metros.
o No se pueden utilizar los cables de las líneas telefónicas
tradicionales para realizar la conexión, siendo necesario
que el cable coaxial alcance físicamente el lugar desde el
que se conecta el usuario.
o La conexión es compartida, por lo que a medida que
aumenta el número de usuarios conectados al mismo
nodo, se reduce la tasa de transferencia de cada uno de
ellos.
 Esta tecnología puede proporcionar una tasa de 30 Mbps de
bajada como máximo, pero los módems normalmente están
fabricados con una capacidad de bajada de 10 Mbps y 2 Mbps
de subida. De cualquier forma, los operadores de cable
normalmente limitan las tasas máximas para cada usuario a
niveles muy inferiores a estos, sobre todo en la dirección de
subida.
Redes Inalámbricas
 Las redes inalámbricas o wireless son una tecnología
normalizada por el IEEE que permite montar redes locales sin
emplear ningún tipo de cableado, utilizando infrarrojos u
ondas de radio a frecuencias des normalizadas (de libre
utilización).
 Están compuestas por dos elementos:
(AP) o “transceiver”: es la estación base que
- Punto de acceso
crea un área de cobertura donde los usuarios se pueden
conectar. El AP cuenta con una o dos antenas y con una o
varias puertas Ethernet.
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- Dispositivos clientes: son elementos que cuentan con tarjeta de
red inalámbrica. Estos proporcionan un interfaz entre el
sistema operativo de red del cliente y las ondas, a través de
una antena.
 El usuario puede configurar el canal (se suelen utilizar las
bandas de 2,4 Ghz y 5Ghz) con el que se comunica con el punto
de acceso por lo que podría cambiarlo en caso de
interferencias. En España se nos impide transmitir en la
totalidad de la banda 2,4 GHz debido a que parte de esta
banda está destinada a usos militares.
 La velocidad con el punto de acceso disminuye con la distancia.
 Los sistemas inalámbricos de banda ancha se conocen cómo
BWS (Broadband Wireless Systems) y uno de los más
atractivos, son los sistemas LMDS.
LMDS
 El LMDS (Local Multipoint Distribution System) es un sistema
de comunicación de punto a multipunto que utiliza ondas
radioeléctricas a altas frecuencias, en torno a 28 ó 40 GHz.
Las señales que se transmiten pueden consistir en voz, datos,
internet y vídeo.
 Este sistema utiliza como medio de transmisión el aire para
enlazar la red troncal de telecomunicaciones con el abonado.
En este sentido, se configura un nuevo bucle de abonado, con
gran ancho de banda, distinto al tradicional par de hilos de
cobre que conecta cada terminal doméstico con la centralita
más próxima.
 Las bandas de frecuencias utilizadas ocupan un rango en torno
a 2 Ghz, para las cuales la atenuación por agentes
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atmosféricos es mínima. Debido a las altas frecuencias y al
amplio margen de operación, es posible conseguir un gran
ancho de banda de comunicaciones, con velocidades de acceso
que pueden alcanzar los 8 Mbps. El sistema opera en el
espacio local mediante las estaciones base y las antenas
receptoras usuarias, de forma bidireccional. Se necesita que
haya visibilidad directa desde la estación base hasta el
abonado, por lo cual pueden utilizarse repetidores si el usuario
está ubicado en zonas sin señal.
 En España, el servicio se ofrece en las frecueNcias de 3,5 ó
26 GHz. El sistema de 26 GHz ofrece mayor capacidad de
transmisión, con un alcance de hasta 5 Km. En cambio, el
sistema de 3,5 GHz puede conseguir un alcance mayor, de
hasta 10 Km., aunque tiene menor capacidad, y puede ofrecer
velocidades de hasta 2 Mbps. Este segundo sistema es, por
tanto, más económico que el primero.
 El LMDS ofrece las mismas posibilidades en cuanto a
servicios, velocidad y calidad que el cable de fibra óptica,
coaxial o el satélite. La ventaja principal respecto al cable
consiste en que puede ofrecer servicio en zonas donde el
cable nunca llegaría de forma rentable. Respecto al satélite,
ofrece la ventaja de solucionar el problema de la gran
potencia de emisión que se dispersa innecesariamente en
cubrir amplias extensiones geográficas. Con LMDS la inversión
se rentabiliza de manera muy rápida respecto a los sistemas
anteriores. Además, los costes de reparación y mantenimiento
de la red son bajos, ya que al ser la comunicación por el aire,
la red física como tal no existe. Por tanto, este sistema se
presenta como un serio competidor para los sistemas de banda
ancha.
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BLUETOOTH
Es una especificación industrial para Redes Inalámbricas de Área
Personal (WPANs) que posibilita la transmisión de voz y datos entre
diferentes dispositivos mediante un enlace por radiofrecuencia en
la banda ISM de los 2,4 GHz. Los principales objetivos que se
pretenden conseguir con esta norma son:
 Facilitar las comunicaciones entre equipos móviles y fijos.
 Eliminar cables y conectores entre éstos.
 Ofrecer la posibilidad de crear pequeñas redes inalámbricas y
facilitar la sincronización de datos entre equipos personales.
Los dispositivos que con mayor frecuencia utilizan esta tecnología
pertenecen a sectores de las telecomunicaciones y la informática
personal, como PDA, teléfonos móviles, computadoras portátiles,
ordenadores personales, impresoras o cámaras digitales.
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USOS Y APLICACIONES
Se denomina Bluetooth al protocolo de comunicaciones diseñado
especialmente para dispositivos de bajo consumo, con una cobertura
baja y basados en transceptores de bajo costo.
Gracias a este protocolo, los dispositivos que lo implementan pueden
comunicarse entre ellos cuando se encuentran dentro de su alcance.
Las comunicaciones se realizan por radiofrecuencia de forma que
los dispositivos no tienen que estar alineados y pueden incluso estar
en habitaciones separadas si la potencia de transmisión lo permite.
Estos dispositivos se clasifican como "Clase 1", "Clase 2" o "Clase 3"
en referencia a su potencia de transmisión, siendo totalmente
compatibles los dispositivos de una clase con los de las otras.
Potencia máxima Potencia máxima
Rango
Clase permitida permitida
(aproximado)
(mW) (dBm)
Clase
100 mW 20 dBm ~100 metros
1
Clase
2.5 mW 4 dBm ~25 metros
2
Clase
1 mW 0 dBm ~1 metro
3
En la mayoría de los casos, la cobertura efectiva de un dispositivo
de clase 2 se extiende cuando se conecta a un transceptor de clase
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1. Esto es así gracias a la mayor sensibilidad y potencia de
transmisión del dispositivo de clase 1, es decir, la mayor potencia de
transmisión del dispositivo de clase 1 permite que la señal llegue con
energía suficiente hasta el de clase 2. Por otra parte la mayor
sensibilidad del dispositivo de clase 1 permite recibir la señal del
otro pese a ser más débil.
Los dispositivos con Bluetooth también pueden clasificarse según su
ancho de banda:
Versión Ancho de banda
Versión 1.2 1 Mbit/s
Versión 2.0 + EDR 3 Mbit/s
Versión 3.0 + HS 24 Mbit/s
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WIFI
Es una de las tecnologías de comunicación inalámbrica mediante
ondas más utilizada hoy en día. WIFI, también llamada WLAN
(wireless lan, red inalámbrica) o estándar IEEE 802.11. WIFI no es
una abreviatura de Wireless Fidelity, simplemente es un nombre
comercial.
En la actualidad podemos encontrarnos con dos tipos de
comunicación WIFI:
 802.11b, que emite a 11 Mb/seg, y
 802.11g, más rápida, a 54 MB/seg.
De hecho, son su velocidad y alcance (unos 100-150 metros en
hardaware asequible) lo convierten en una fórmula perfecta para el
acceso a internet sin cables.
Para tener una red inalámbrica en casa sólo necesitaremos un
punto de acceso, que se conectaría al módem, y un dispositivo WIFI
que se conectaría en nuestro aparato. Existen terminales WIFI que
se conectan al PC por USB, pero son las tarjetas PCI (que se
insertan directamente en la placa base) las recomendables, nos
permite ahorrar espacio físico de trabajo y mayor rapidez. Para
portátiles podemos encontrar tarjetas PCMI externas, aunque
muchos de los aparatos ya se venden con tarjeta integrada.
En cualquiera de los casos es aconsejable mantener el punto de
acceso en un lugar alto para que la recepción/emisión sea más
fluida. Incluso si encontramos que nuestra velocidad no es tan alta
como debería, quizás sea debido a que los dispositivos no se
encuentren adecuadamente situados o puedan existir barreras
entre ellos (como paredes, metal o puertas).
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El funcionamiento de la red es bastante sencillo, normalmente
sólo tendrás que conectar los dispositivos e instalar su software.
Muchos de los enrutadores WIFI (routers WIFI) incorporan
herramientas de configuración para controlar el acceso a la
información que se transmite por el aire.
Pero al tratarse de conexiones inalámbricas, no es difícil que
alguien interceptara nuestra comunicación y tuviera acceso a
nuestro flujo de información. Por esto, es recomendable la
encriptación de la transmisión para emitir en un entorno seguro. En
WIFI esto es posible gracias al WPA, mucho más seguro que su
predecesor WEP y con nuevas características de seguridad, como la
generación dinámica de la clave de acceso.
Para usuarios más avanzados existe la posibilidad de configurar el
punto de acceso para que emita sólo a ciertos dispositivos. Usando
la dirección MAC, un identificador único de los dispositivos
asignados durante su construcción, y permitiendo el acceso
solamente a los dispositivos instalados.
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19. REDES 2011
INDICE
B M
Bluetooth, 14, 15 MAC, 17
D S
Digital, 7, 8 señal, 6, 12, 15
dispositivo, 14, 16 sistema, 2, 11, 12
E V
enrutadores, 17 velocidad, 6, 7, 8, 9, 11, 12, 16
I
inalámbrica, 11, 16
CITAS BIBLIOGRAFICAS
(PDF)
Bibliografía
PDF. (s.f.). GOOGLE. Recuperado el 01 de 04 de 2011, de
http://www.lsi.uvigo.es/lsi/jdacosta/documentos/apuntes%20web/Topologia%20de%20r
edes.pdf
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