Conceptos Fundamentales de Redes

Una red es un sistema que permite la comunicación entre dos o más dispositivos. Es el soporte tecnológico de uno o más servicios.

Un sistema es un conjunto de componentes.

Características de las Redes

• Extensión geográfica: Define el área que cubre la red.
• Tipos de servicios:
  • Monoservicio: Diseñada para un solo tipo de servicio (ej. telefonía, TV cable original).
  • Multiservicio: Soporta múltiples tipos de servicios (ej. Internet).
• Interconexión de sus componentes: Cómo se conectan los dispositivos.
• Topología: Es la característica más importante. Describe cómo los componentes intercambian la información y de qué manera están interconectados.

Topologías de Red

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

Topología BUS

Se puede hablar 1 a la vez. Tiene como limitación que no soporta mucha distancia. Toda la información viaja por el bus central.

Topología ESTRELLA

El nodo central debe tener mucha capacidad.

• Ventaja: Se pueden comunicar varios nodos a la vez a través del centro.
• Desventaja: Si el nodo central falla, todos los nodos conectados a él pierden la conexión. El nodo central tiene capacidades especiales.

Topología MESH (Malla)

Todos los nodos están conectados entre sí (malla completa) o a varios otros nodos (malla parcial). Alta capacidad de comunicación.

• Ventaja: Muchas conexiones disponibles. Si un nodo o enlace falla, existen caminos alternativos (mayor seguridad y redundancia).
• Desventaja: Es caro y difícil de implementar (especialmente la malla completa).

Topología ANILLO

Cada nodo está conectado a dos nodos vecinos, formando un anillo.

• Ventajas: Permite tener dos caminos alternativos en caso de fallo (en anillos bidireccionales). Los saltos entre nodos son tramos cortos. Útil para redes de gran área usando tramos pequeños entre nodos. La estructura permite comunicación en ambas direcciones o redundancia.

Señales y Transmisión

Las señales transportan información de un lugar a otro.

Tipos de Señales

• Analógica: Valores continuos dentro de un determinado intervalo. Ejemplos: sonido, video.
• Digital: Valores discretos. Cuando tiene dos valores, es un código binario. La unidad básica es el BIT, el caso más simple de unidad digital.

Codificación y Modulación

Es la adaptación de una señal al canal de transmisión.

Para pasar del mundo analógico al digital, se convierte (ej. un número decimal) a un código binario (digital). La información se codifica en bits para la transmisión.

• El MODEM (Modulador-Demodulador) convierte una señal digital a analógica (modulación) y viceversa (demodulación). Se usa típicamente para transmitir datos digitales sobre canales analógicos (ej. línea telefónica).
• El CODEC (Codificador-Decodificador) convierte una señal digital a otro formato digital. Se usa cuando el canal es digital.

El dispositivo utilizado (MODEM o CODEC) depende del tipo de canal de transmisión.

Tipos de Conmutación

La conmutación es el proceso de dirigir datos a través de una red desde su origen hasta su destino.

Conmutación por Circuitos

Cuando dos nodos se comunican, se establece un canal dedicado y se reservan todos los recursos para esa comunicación. Mientras el circuito está establecido, los recursos no están disponibles para otras comunicaciones. Si hay un problema en el circuito, la transmisión se interrumpe.

• Se establece un canal dedicado para la comunicación entre los nodos; el ancho de banda queda reservado mientras el circuito está establecido.
• Pasos: establecimiento del canal, transmisión, cierre del canal.
• Ejemplo: red telefónica tradicional.
• Canal: camino de comunicación entre dos puntos.

Conmutación por Paquetes

Los mensajes se dividen en paquetes. Cada paquete es una pequeña parte del mensaje original y se dirige individualmente a través de la red. Los paquetes pueden tomar diferentes caminos y, al llegar a destino, se reensamblan para formar el mensaje original.

• Los mensajes se dividen en paquetes; cada paquete es una pequeña parte del mensaje a transmitir.
• Ejemplo: Internet.
• Los paquetes se transmiten individualmente y se combinan al llegar a destino.

Comparativa: Circuitos vs. Paquetes

Ambos tipos pueden transmitir cualquier información hoy en día. Existe una tendencia hacia las redes de paquetes debido a los avances tecnológicos.

Conmutación por Circuitos:

• Uso ineficiente del ancho de banda (si el canal está ocioso).
• Demora fija (una vez establecido el circuito).
• Capacidad del circuito independiente de otro tráfico en la red.
• Ancho de banda garantizado.
• Mejor para información en tiempo real (voz, video tradicional).

Conmutación por Paquetes:

• Uso eficiente del ancho de banda (compartido).
• Puede tener demoras y congestión variables.
• Acepta transmisiones concurrentes sobre un mismo canal físico.
• Más efectivo en costo, mejor performance general.
• Mejor para información»Store and Forwar» (correo electrónico, web).

Tipos de Redes Específicas

Red de Telefonía Fija

Es una red de conmutación por circuitos. Es de alcance mundial. La red telefónica móvil está separada de la fija.

• Componentes: Red de acceso, conmutación y transmisión.
• Es una red jerárquica: los abonados se comunican vía estrella, y las centrales se conectan entre sí formando mallas y anillos.

Red Móvil

División del área de cobertura en CELDAS. El dispositivo mantiene comunicación con distintas antenas (Handover o Hand-off). Siempre intenta comunicarse con la celda de mejor señal; este proceso es muy rápido y puede ocurrir durante una comunicación.

Comenzó con GSM. A medida que avanza la tecnología (ej. LTE, 5G), se aprovecha mejor el ancho de banda.

Utiliza gran cantidad de transmisores de menor potencia y corto alcance (estaciones base).

Red de Televisión por Cable

Originalmente, se trataba de una red UNIDIRECCIONAL, pensada para distribuir programación desde el headend (central).

La red, que antes era uniservicio, ahora ofrece televisión y datos (bidireccionalidad añadida). Utiliza los mismos canales de frecuencia.

Se observa la convergencia: acceso a servicios desde cualquier dispositivo, en cualquier lugar. Esta red multiservicios tiende a ser una red IP.