dispositivos ¿Qué es Internet? 1 Conjunto de redes interconectadas que proporcionan servicios a aplicaciones distribuidas alrededor del mundo. Partes que conforman Internet Servicios: sistemas operativos web (WebOS, EyeOS), acceso remoto a otras máquinas (SSH y telnet), transferencia de archivos (FTP), correo electrónico (SMTP y POP), boletines electrónicos (news o grupos de noticias), conversaciones en línea (IRC y chats), la mensajería instantánea, compartir archivos (P2P, P2M, Descarga Directa), radio a la carta (Podcast), visionado de vídeo a la carta (P2PTV, Miro, Joost, Videocast) juegos en línea.
Todos los sistemas finales(end systems) se interconectan por medio de un enlace de comunicaciones(communications links) y conmutadores de paquetes(packet switches). Cada enlace transmite información con una tasa de transmisión(transmission rate) medida en bits/seconds. A la información resultante enviada por la red se le conoce como paquete(packet). Un conmutador de paquetes, toma un paquete y lo reenvía a través del enlace a su destino final. Conmutadores de paquetes: enrutadores(routers) conmutadores de capa de enlace(link-layer switches) A la secuencia de enlaces de comunicación que atraviesa un paquete a través de la red para llegar al destino final se le conoce como ruta(route or path).
Conceptos Generales 2
3 Los sistemas finales acceden a Internet por medio de un Proveedor de Servicios de Internet(ISPs, Internet Service Providers). ADSL: Telmex, ATT, Terra y Mazcom. Cable: Cablevisión. Celular: Movistar, Telcel, Iusacell. Satelital: Terminales móviles. Internet Inalámbrico: E-Go de MVS.
Por lo tanto, ¿Cómo podrías definir un ISP?
Los sistemas finales, los conmutadores de paquetes y todas las piezas que conforman Internet utilizan protocolos para controlar el envío y recepción de la información.
Por lo tanto, ¿Qué es un protocolo?
4 Los dos protocolos en los que se basa Internet son: TCP(Transport Control Protocol) e IP(Internet Protocol).
Los protocolos han sido estandarizados en documentos llamados RFCs(Request For Comments), los cuales ha sido desarrollados por la IETF(Internet Engineering Task Force).
Red pública ?Internet
Red privada ? Intranet, utilizan los mismos dispositivos, enrutadores, enlaces, protocolos como una red pública. (Gp:) Get http://www.awl.com/kurose-ross
(Gp:) TCP connection request (Gp:) TCP connection response (Gp:)
Menciona ejemplos de protocolos humanos
Componentes de la Red 5 Los sistemas finales se dividen en dos categorías: clientes y servidores. Servidor: es una computadora que ejecuta programas especiales que "esperan" peticiones de otras computadoras (clientes), conectadas a una red . Generalmente, este tipo de programas requieren de computadoras potentes y conexiones permanentes a Internet. Cliente: es una computadora que ejecuta un programa especial que le permite comunicarse con un servidor. A las aplicaciones de Internet que utilizan el esquema cliente/servidor, son conocidas como aplicaciones distribuidas. Ejemplos: son remote login, correo electrónico, navegación Web, streaming, telefonía IP y compartición de ficheros(P2P)
Ejemplo de Aplicación Distribuida 6 http://www.sqlsummit.com/Articles/DataAccessMiddleware6.htm
7 ¿Cómo se conectan los sistemas finales a un enrutador? Acceso residencial Acceso institucionales (compañías, escuelas, etc) Acceso Inalámbrico Acceso Residencial Modem ? MOdulador-DEModulador; dispositivo que transforma las señales digitales de la computadora en señales analógicas del teléfono y viceversa, con lo que permite a la computadora transmitir y recibir información por la línea telefónica. Velocidad: 56 kbps DSL(Digital Subscriber Line) ? Línea de Abonado Digital. Tecnología que permite una conexión a una red con más velocidad a través de las líneas telefónicas. Engloba tecnologías que proveen conexión digital sobre red telefónica como ADSL, SDSL, IDSL, HDSL, VDSL, etc.
8 La diferencia entre ADSL y otras DSL es que la velocidad de descarga de archivos(downstream) y la de subida de archivos(upstream) no son iguales. Depende de la velocidad que cada compañía ofrece. Para probar la velocidad de tú DSL, puedes consultar la siguiente página: http://adslspeedtest.info/dslspeedtest.php ¿Qué velocidad será más rápida, la de descarga o la de subida?
HFC(Hybrid Fibre Coaxial) ? red que incorpora tanto fibra óptica como cable coaxial para crear una red de banda ancha. Esta tecnología permite el acceso a internet de banda ancha utilizando las redes CATV existentes. La fibra óptica proporciona la ventaja de cubrir distancias razonablemente largas con un mínimo de amplificación y regeneración de la señal. El cable coaxial proporciona una capacidad de ancho de banda considerable, mientras que también permite que la señal se extraiga y se inserte con una mínima interferencia a cualquier cliente o equipo.
9 http://www.cabledatacomnews.com/cmic/diagram.html
Arquitectura del cableado de una red 10 (Gp:) cable distribution network (simplified) (Gp:) home (Gp:) cable headend (Gp:) Typically 500 to 5,000 homes
Arquitectura del cableado de una red 11 home cable headend cable distribution network (Gp:) server(s)
Arquitectura del cableado de una red 12 home cable headend cable distribution network (simplified)
Arquitectura del cableado de una red 13 home cable headend cable distribution network (Gp:) Channels (Gp:) V I D E O (Gp:) V I D E O (Gp:) V I D E O (Gp:) V I D E O (Gp:) V I D E O (Gp:) V I D E O (Gp:) D A T A (Gp:) D A T A (Gp:) C O N T R O L (Gp:) 1 (Gp:) 2 (Gp:) 3 (Gp:) 4 (Gp:) 5 (Gp:) 6 (Gp:) 7 (Gp:) 8 (Gp:) 9
FDM (more shortly):
14 Acceso Institucional LAN(Local Area Network) ? Interconexión de computadoras y periféricos para formar una red dentro de una empresa u hogar, limitada generalmente a un edificio. Es la conexión típica utilizada para conectar un sistema final a un enrutador. Ethernet 10 Mbs, 100Mbps, 1Gbps, 10Gbps Ethernet En las configuracíones más actuales los sistemas finales se conectan a través de un conmutador Ethernet.
15 Acceso Inalámbrico Que no utiliza cables. Cualquier tecnología que permite una comunicación entre dispositivos sin ninguna conexión física visible. LAN’s Inalámbricas
Wi-Fi Conjunto de estándares para redes inalámbricas basado en las especificaciones IEEE 802.11 (especialmente la 802.11b), creado para redes locales inalámbricas, pero que también se utiliza para acceso a Internet.
Red inalámbrica 16 Modo infraestructura conectados a red LAN Modo infraestructura con enlace WAN
17 WiMAX (Worldwide Interoperability Microwave Access)
http://www.radioptica.com/Radio/material_rad.asp
WiMAX está basado en la norma 802.16. Esta norma fue diseñada específicamente como una solución de “última milla”, y enfocada en los requerimientos para prestar servicio a nivel comercial.
18 3G en redes inalámbricas HSDPA ? utilizado especialmente en telefonía celular HSDPA (High Speed Downlink Packet Access) permite a los usuarios móviles descargar datos a velocidades de hasta 14,4 mbps. HSUPA (High Speed Uplink Packet Access), permite a los usuarios móviles a subir datos a velocidades de hasta 5,76 mbps.
Servicio por el cual los celulares pueden tener conexión de banda ancha para el acceso a Internet.
19 Medio Físico
Categorías:
Medios Guiados Cable coaxial Par trenzado Fibra óptica
Medios no Guiados Comunicación por Satélites Microondas Ondas de Radio
El cableado utilizado para las comunicaciones de datos generalmente consiste en una secuencia de alambres individuales de cobre que forman circuitos que cumplen objetivos específicos de señalización.
Otros tipos de cableado de cobre cables coaxiales, tienen un conductor simple que circula por el centro del cable envuelto por el otro blindaje, pero está aislado de éste. Los tipos de cable con blindaje o trenzado de pares de alambre están diseñados para minimizar la degradación de señales debido al ruido electrónico. Medios de cobre 20
Coaxial Consiste: en un conductor de cobre rodeado de una capa de aislante flexible. una malla de cobre tejida o una hoja metálica que actúa como segundo alambre del circuito y como blindaje para el conductor interno. la segunda capa o blindaje reduce la cantidad de interferencia electromagnética externa. la envoltura del cable recubre el blindaje.
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22 Consiste en cuatro pares de alambres codificados por color que han sido trenzados y cubiertos por un revestimiento de plástico flexible. El trenzado cancela las señales no deseadas. Este efecto de cancelación ayuda además a evitar la interferencia proveniente de fuentes internas denominada crosstalk. Crosstalk es la interferencia ocasionada por campos magnéticos alrededor de los pares adyacentes de alambres en un cable. Los distintos pares de cables que se trenzan en el cable utilizan una cantidad diferente de vueltas por metro para ayudar a proteger el cable del crosstalk entre los pares. Cable de par trenzado no blindado (UTP)
Estándares de cableado UTP Cumple con los estándares estipulados en conjunto por la Asociación de las Industrias de las Telecomunicaciones (TIA) y la Asociación de Industrias Electrónicas (EIA). TIA/EIA-568A estipula los estándares comerciales de cableado para las instalaciones LAN y es el estándar de mayor uso en entornos de cableado LAN. El Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) define las características eléctricas del cableado de cobre. Los cables se dividen en categorías según su capacidad para transportar datos de ancho de banda a velocidades mayores. Por ejemplo, el cable de Categoría 5 (Cat5) se utiliza comúnmente en las instalaciones fast ethernet (100 Mbit/s) y gigabit ethernet (1000 Mbit/s). 23
Fibra Óptica Existen fibras de plástico o de vidrio. Los bits se codifican en la fibra como impulsos de luz.
Comparación entre cableado de cobre y de fibra óptica La fibra es un medio inmune a la interferencia electromagnética y no conduce corriente eléctrica no deseada cuando existe un problema de conexión a tierra. La fibra puede utilizarse en longitudes mucho mayores que los medios de cobre sin la necesidad de regenerar la señal, ya que son finas y tienen una pérdida de señal relativamente baja.
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Algunos problemas de implementación de la fibra óptica: Más costoso que los medios de cobre en la misma distancia. Se necesitan diferentes habilidades y equipamiento para terminar y empalmar la infraestructura de cables. Manejo más cuidadoso que los medios de cobre.
Se utiliza principalmente: como cableado backbone para conexiones punto a punto con una gran cantidad de tráfico entre los servicios de distribución de datos. para la interconexión de los edificios en el caso de los campus compuestos por varios edificios.
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Fabricación de la fibra óptica Consisten en un revestimiento exterior de PVC y un conjunto de materiales de refuerzo que rodean la fibra óptica y su revestimiento. El revestimiento rodea la fibra de plástico o de vidrio y está diseñado para prevenir la pérdida de luz de la fibra.
Producción y detección de señales ópticas Los láseres o diodos de emisión de luz (LED) generan impulsos de luz que se utilizan para representar los datos transmitidos como bits en los medios. Los dispositivos electrónicos semiconductores, denominados fotodiodos, detectan los impulsos de luz y los convierten en voltajes que pueden reconstruirse en tramas de datos.
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Fibra multimodo y monomodo Los cables de fibra óptica pueden clasificarse en dos tipos: Monomodo transporta un sólo rayo de luz, generalmente emitido desde un láser. Este tipo de fibra puede transmitir impulsos ópticos en distancias muy largas, ya que la luz del láser es unidireccional y viaja a través del centro de la fibra. Multimodo a menudo utiliza emisores LED que no generan una única ola de luz coherente. la luz de un LED ingresa a la fibra multimodo en diferentes ángulos.
Dispersión Modal: Son aquellos modos de luz que salen en momentos diferentes haciendo que el pulso de luz se propague. A medida que aumenta la longitud de la fibra, también aumenta la dispersión modal. 27
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Conectores comunes de fibra óptica Los conectores de fibra óptica: Punta Recta (ST) (comercializado por AT&T): un conector muy común estilo Bayonet, ampliamente utilizado con fibra multimodo. Conector suscriptor (SC): conector que utiliza un mecanismo de doble efecto para asegurar la inserción positiva. Este tipo de conector se utiliza ampliamente con fibra monomodo. Conector Lucent (LC): un conector pequeño que está adquiriendo popularidad en su uso con fibra monomodo; también admite la fibra multimodo. 29
30 Comunicación por satélite En las comunicaciones por satélite, las ondas electromagnéticas se transmiten gracias a la presencia en el espacio de satélites artificiales situados en órbita alrededor de la Tierra. Los satélites son puestos en órbita mediante cohetes espaciales que los sitúan circundando la Tierra a distancias relativamente cercanas fuera de la atmósfera. Algunos de los tipos de satélites según sus órbitas son: Satélites LEO (Low Earth Orbit, que significa órbitas bajas) Orbitan la Tierra a una distancia de 160-2000 km y su velocidad les permite dar una vuelta al mundo en 90 minutos. Se usan para proporcionar datos geológicos sobre movimiento de placas terrestres y para la industria de la telefonía satélite.
31 Satélites GEO. Tienen una velocidad de traslación igual a la velocidad de rotación de la Tierra, lo que supone que se encuentren suspendidos sobre un mismo punto del globo terrestre. Por eso se llaman satélites geoestacionarios. Para que la Tierra y el satélite igualen sus velocidades es necesario que este último se encuentre a una distancia fija de 35.800 km sobre el ecuador. Usos: A emisiones de televisión y de telefonía, a la transmisión de datos a larga distancia, a la detección y difusión de datos meteorológicos.
32 Microondas Básicamente un enlace vía microondas consiste en tres componentes fundamentales: Transmisor ? responsable de modular una señal digital a la frecuencia utilizada para transmitir. Receptor ? es el encargado de capturar la señal transmitida y llevarla de nuevo a señal digital. Canal Aéreo ? representa un camino abierto entre el transmisor y el receptor.
33 Ondas de radio Las ondas de radio son fáciles de generar, pueden viajar distancias largas y penetrar edificios sin problemas, de modo que se utilizan mucho en la comunicación, tanto de interiores como de exteriores. Las ondas de radio también son omnidireccionales, es decir, viajan en todas las direcciones desde la fuente, por lo cual el transmisor y el receptor no tienen que alinearse físicamente. Las propiedades de las ondas de radio dependen de la frecuencia. A bajas frecuencias, las ondas de radio cruzan bien los obstáculos, pero la potencia se reduce drásticamente con la distancia a la fuente. A frecuencias altas, las ondas de radio tienden a viajar en línea recta y a rebotar en los obstáculos. También son absorbidas por la lluvia. Todas las ondas de radio están sujetas a interferencia por los motores y equipos eléctricos.
Núcleo de la Red 34 ¿Cómo los datos son transmitidos a través de la red?
Conmutación de circuitos Implica la existencia de un camino dedicado entre los sistemas finales. Dicho camino esta constituido por una serie de enlaces entre algunos de los nodos que conforman la red. En cada enlace físico entre nodos, se utiliza un canal lógico para cada conexión. Una comunicación mediante circuitos conmutados necesita de las tres siguientes etapas: Establecimiento del circuito Se establecerá un circuito entre la estación de origen y la de destino. En esta etapa dependiendo de la tecnología utilizada se pueden establecer la capacidad del canal y el tipo de servicio.
35 Transferencia de datos Una vez que se ha establecido un circuito puede comenzar la transmisión de información. Dependiendo del tipo de redes y del tipo de servicio la transmisión será digital o analógica y el sentido de la misma será unidireccional o full duplex.
Cierre del circuito Una vez que se ha transmitido todos los datos, una de las estaciones comienza la terminación de la sesión y la desconexión del circuito. Una vez liberado los recursos utilizados por el circuito pueden ser usados por otra comunicación.
En una conmutación por circuitos, la capacidad del canal se reserva al establecer el circuito y se mantiene durante el tiempo que dure la conexión, incluso si no se transmiten datos.
¿Cuál sería un ejemplo típico que utilice este tipo de comunicación?
36 Los sistemas de conmutación de circuitos son ideales para comunicaciones que requieren que los datos sean transmitidos en tiempo real. Existen dos vertientes en la conmutación de circuitos: FDM (Frequency Division Multiplexing) TDM (Time Division Multiplexing)
Multicanalización 37 Combinación de dos o más canales de información en un sólo medio de transmisión usando un dispositivo llamado multiplexor. El proceso inverso se conoce como demultiplexación.
Ventajas: Utilizar el mismo medio físico para la transmisión de varias comunicaciones, sin que estas se interfieran entre si. Se aprovecha la totalidad de la capacidad disponible. El uso del canal es mucho más eficiente, Ahorro considerable de costos. M. en C. Gabriela Campos
Categorías de multicanalización 38 (Gp:) Multicanalización (Gp:) Analógica (Gp:) Digital (Gp:) FDM (Gp:) WDM (Gp:) TDM
Dra. Erika Sánchez
Frequency-division multiplexing (FDM) 39 Técnica analógica que puede ser aplicada cuando el ancho de banda de un enlace (en hertz) es mayor que el ancho de banda combinado de las señales a ser transmitidas. Las señales generadas por cada dispositivo modulan diferentes frecuencias portadoras. Estas señales son combinadas en una señal compuesta que puede ser transportada por el enlace. Los canales deben estar separados por líneas de ancho de banda no utilizado (bandas guardia) par prevenir que las señales se traslapen. Dra. Erika Sánchez
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