Fundamentos Esenciales de Redes Informáticas y Medios de Transmisión para la Gestión Empresarial

Definición y Tipos de Redes Informáticas

Red Informática

Una red de computadoras, también llamada red de ordenadores, red de comunicaciones de datos o red informática, es un conjunto de equipos informáticos y software conectados entre sí por medio de dispositivos físicos que envían y reciben impulsos eléctricos, ondas electromagnéticas o cualquier otro medio para el transporte de datos, con la finalidad de compartir información, recursos y ofrecer servicios.

Tipos de Redes según su Cobertura

LAN (Local Area Network): Permiten la interconexión desde unas pocas hasta miles de computadoras en la misma área de trabajo, como por ejemplo un edificio. Son las redes más pequeñas, que abarcan de unos pocos metros a unos pocos kilómetros.
MAN (Metropolitan Area Network): Tiene cubrimiento en ciudades enteras o partes de las mismas. Su uso se encuentra concentrado en entidades de servicios públicos como bancos.
WAN (Wide Area Network): Cubre áreas de trabajo dispersas en un país, varios países o continentes. Para lograr esto se necesitan distintos tipos de medios: satélites, cables interoceánicos, radio, etc.

Tipos de Redes según su Utilidad

Redes Privadas: Red que usa el espacio de direcciones IP especificadas en el documento RFC 1918. A los terminales puede asignárseles direcciones de este espacio cuando se requiera que se comuniquen con otras terminales dentro de la red interna (una que no sea parte de Internet) pero no con Internet directamente.
Redes Públicas: Red que puede usar cualquier persona y no está configurada con clave de acceso personal. Es una red de computadoras interconectadas, capaz de compartir información y que permite comunicar a usuarios sin importar su ubicación geográfica.

Topología o Diseño de una Red

La topología define la disposición física o lógica de los nodos y las conexiones en una red.

Estrella: Una red en estrella es aquella en la cual las estaciones están conectadas directamente a un punto central y todas las comunicaciones se han de hacer necesariamente a través de este.
Bus: Una red en bus es aquella topología que se caracteriza por tener un único canal de comunicaciones (denominado bus, troncal o backbone) al cual se conectan los diferentes dispositivos.
Anillo: Una red en anillo es una topología de red en la que cada estación tiene una única conexión de entrada y otra de salida. Cada estación tiene un receptor y un transmisor que hace la función de traductor.
Árbol: La red en árbol es una topología de red en la que los nodos están colocados en forma jerárquica, similar a un árbol.
Malla: La topología de red mallada es una topología en la que cada nodo está conectado a todos los demás nodos. Si la red de malla está completamente conectada, no puede existir absolutamente ninguna interrupción en las comunicaciones. Cada servidor tiene sus propias conexiones con todos los demás servidores.
Anillos Interconectados: Consiste en dos anillos concéntricos donde cada host de la red está conectado entre sí, aunque los anillos no estén conectados directamente entre ellos.
Topología Irregular: El cableado no sigue un patrón definido; de los nodos salen cantidades variables de cables. Se encuentra comúnmente en las primeras etapas de construcción o en redes mal planificadas.
Red Vía Satélite o Radio: El enlace por satélite punto a punto proporciona una conexión directa entre dos sitios que están situados dentro de la huella del mismo satélite. Estas redes soportan fácilmente transmisiones de voz, vídeo y datos con una base de datos estándar.

Medios de Transmisión: Coaxial y Fibra Óptica

Cable Coaxial

¿Qué dos tipos de cables coaxiales se pueden emplear en redes de datos, y cuáles son sus diferencias?

Se emplean el Cable coaxial delgado (Thin coaxial) y el Cable coaxial grueso (Thick coaxial).

Fibra Óptica

¿De qué está formado un cable de fibra óptica?

Está compuesto por un hilo de vidrio, que es lo que se denomina fibra óptica. Este hilo de vidrio es el núcleo de todo el cable y por donde viaja la información. El vidrio está rodeado por una capa de algodón y, a su vez, tiene un revestimiento de plástico.

¿Cuáles son las ventajas y desventajas de este tipo de cable respecto a los de par trenzado?

Ventajas:

Es inmune a las interferencias o ruido.
La velocidad de transmisión puede llegar a ser del orden de Gbps.
El ancho de banda puede ser del orden de 20 GHz.
Se pueden hacer instalaciones de distancias alrededor de 40 Km sin tener que instalar repetidores.
Debido a que cada hilo de vidrio es muy delgado (del orden de micras), se pueden tener hasta 100 hilos de fibra de vidrio en un cable de 1 cm.
Las pérdidas de señal o potencia son muy bajas, del orden de 0,2 dB/Km.

Desventajas:

Alto coste, si no se aprovechan sus ventajas de rendimiento.
Por el pequeño tamaño de la fibra, pueden surgir problemas a la hora del acoplamiento, mantenimiento o reparación.

Según el modo de funcionamiento de la fibra óptica, ¿cuáles son los dos tipos que existen y qué los distingue?

Los dos tipos son Fibras multimodo y Fibras monomodo. La principal distinción radica en el diámetro del núcleo y la forma en que la luz viaja a través de él, afectando la distancia y el ancho de banda que pueden soportar.

¿En qué casos, en transmisión de datos, se plantearía la construcción de una red mediante un medio de transmisión inalámbrico?

En lugares donde se utilicen muchos equipos informáticos y donde la zona de instalación de cableado sea muy costosa o inviable.

Dispositivos de Interconexión de Red

Hub: El hub es un dispositivo que tiene la función de interconectar las computadoras de una red local. Su funcionamiento es más simple comparado con el switch y el router.
Bridge o Puente: Un puente de red o bridge es un dispositivo de interconexión de redes de ordenadores que opera en la Capa 2 (Nivel de Enlace de Datos) del modelo OSI. Este interconecta segmentos de red (o divide una red en segmentos) realizando la transferencia de datos de una red hacia otra con base en la dirección física (MAC) de destino de cada paquete.
Switch: Es un dispositivo digital lógico de interconexión de equipos que opera en la Capa de Enlace de Datos del modelo OSI. Su función es interconectar dos o más segmentos de red, de manera similar a los puentes de red, pasando datos de un segmento a otro de acuerdo con la dirección MAC de destino de las tramas en la red.
Router: Es un dispositivo que proporciona conectividad a nivel de red o Nivel Tres en el modelo OSI. Su función principal consiste en enviar o encaminar paquetes de datos de una red a otra, es decir, interconectar subredes, entendiendo por subred un conjunto de máquinas IP que se pueden comunicar sin la intervención de un encaminador (mediante bridges), y que por tanto tienen prefijos de red distintos.
Gateway: Es un dispositivo que permite interconectar redes con protocolos y arquitecturas diferentes a todos los niveles de comunicación. Su propósito es traducir la información del protocolo utilizado en una red al protocolo usado en la red de destino.
Módem: Es el dispositivo que convierte las señales digitales en analógicas (modulación) y viceversa (demodulación), permitiendo la comunicación entre computadoras a través de la línea telefónica.
Firewall (Cortafuegos): Es una tecnología de red que permite una extensión segura de la red local (LAN) sobre una red pública o no controlada como Internet. Permite que la computadora en la red envíe y reciba datos sobre redes compartidas o públicas como si fuera una red privada con toda la funcionalidad, seguridad y políticas de gestión de una red privada. Esto se realiza estableciendo una conexión virtual punto a punto.

Sistemas y Estándares de una Red LAN

Ethernet: Es un estándar de redes de área local para computadores con acceso al medio por detección de la onda portadora y con detección de colisiones (CSMA/CD). Su nombre viene del concepto físico de éter. Ethernet define las características de cableado y señalización de nivel físico y los formatos de tramas de datos del nivel de enlace de datos del modelo OSI.
Token Ring: Controla el acceso a la red mediante la transmisión de un token electrónico a cada host de forma secuencial. Cuando un host recibe el token, ese host puede enviar datos a través de la red. Si el host no tiene ningún dato para enviar, transmite el token al siguiente host y el proceso se repite.

Medios de Transmisión: Profundización en Cableado de Cobre

Los medios de transmisión incluyen cables de cobre, coaxiales, fibra óptica u ondas que viajan por el canal atmosférico.

¿Hasta qué distancias podremos transmitir con el cable de cobre sin necesidad de poner repetidores?

Hasta 1800 metros sin tener que amplificar la señal.

¿Cuál es la razón del trenzado de los diferentes hilos de cable de cobre?

Se trenzan para que la interferencia (también llamada diafonía) que puede haber entre los hilos sea lo más pequeña posible.

¿A qué se denomina NEXT en este tipo de cables? ¿En qué unidades se mide, y cómo se calcula?

NEXT (Near-End Crosstalk): Se refiere a las interferencias que se producen en los cables. Se mide en decibelios (dB) y se calcula como la relación entre la potencia de la señal transmitida y la potencia de la diafonía medida en el extremo cercano del cable.

¿A qué se denomina impedancia característica de un cable, y qué razón tiene que este parámetro sea importante en la transmisión?

La impedancia característica es la resistencia que opone, en cada caso, el cable al paso de la corriente a través de él. Si el cable está bien fabricado, esta impedancia tiene que ser la misma en todo su recorrido. Es importante porque un desajuste de impedancia provoca reflexiones de señal, lo que degrada la calidad de la transmisión.

¿A qué se denomina con el término crosstalk?

El término crosstalk (diafonía) se refiere a la interferencia electromagnética no deseada que se produce entre pares de hilos adyacentes dentro del mismo cable o por ruido eléctrico causado por máquinas cercanas de otro tipo (como se podría dar el caso de una empresa que tiene sus ordenadores o terminales cerca de maquinaria industrial).

Enumera los diferentes tipos de cables de cobre más utilizados en transmisión de datos. Di cuáles son las diferencias que encuentras entre ellos y cuál emplearías en la implantación de una red LAN. Razona esta respuesta.

Los dos tipos de cable par trenzado más conocidos son el Par Trenzado No Apantallado (UTP – Unshielded Twisted Pair) y el Par Trenzado Apantallado (STP – Shielded Twisted Pair).

Diferencias: El cable STP incluye una malla o lámina metálica que envuelve los pares trenzados, proporcionando una mayor protección contra interferencias electromagnéticas externas (EMI) y diafonía, a diferencia del UTP que no tiene este blindaje.

Uso en LAN: Generalmente, se emplearía el cable UTP para la implantación de una red LAN estándar, debido a su menor coste, mayor flexibilidad y facilidad de instalación. El STP se reservaría para entornos industriales o áreas con alta presencia de ruido electromagnético.

¿Cuáles son las diferencias fundamentales entre el cable par trenzado y el cable coaxial?

El coaxial es mucho más inmune a las interferencias o al ruido que el par trenzado sin apantallar.
En una conexión de redes, el cable coaxial es mucho más rígido que el par trenzado, por lo que la labor de instalación (pasar el cable por debajo de las mesas o realizar curvas) será más dificultosa.
La velocidad de transmisión que se podía alcanzar con el cable coaxial tradicional llegaba solo a 10 Mbps, frente a los 100 Mbps o más que se consigue mediante el par trenzado moderno (Cat 5e, Cat 6, etc.).