Fundamentos de redes de datos y telecomunicaciones

Introducción

En la informática de hoy en día, solemos
encontrar una gama de herramienta, aplicaciones y programas que
hacen de la vida cotidiana o laboral más eficaz. Aunque
estas no aparecen de la nada para emplear o crear tales cosas
debe saberse los distintos componentes que componen las redes de
datos y de telecomunicaciones.

Desarrollo

Red de datos

Una red de computadoras, también llamada red de
telecomunicaciones, es un conjunto de equipos de
informática y software que se encuentran conectados entre
ellos de la mano de dispositivos de tipo físico que
envían y reciben impulsos eléctricos u ondas
constantemente, o en todo caso cualquier otro medio para el
transporte de datos, con la finalidad de compartir
información, recursos informáticos y ofrecer
servicios para el beneficio del usuario.

Finalidad de una red de
datos

Es unir o conectar usuarios entre ciertas distancias,
que pueden ser pequeñas o considerablemente grandes,
dándoles así la posibilidad de realizar un
intercambio de información preciso y confiable mediante
una red que es común entre ellos, es decir, que conecta a
dicho usuario con el otro. A través de éstas es
posible el intercambio de información y de recursos
importantes que son de uso común en ciertas áreas y
lugares, como serían las impresoras y un disco duro en un
área de oficina o en un edificio comercial.

Tipos de redes

Red de área local

Una red de área local (LAN, por sus siglas en
inglés) es una red de computación que está
diseñada para interconectar computadores en un área
limitada, como sería un colegio, un hogar, un laboratorio
de informática o un edificio de oficina usando medios de
comunicación de redes. Las características que
definen las redes de área local, en contraste con otras
redes, incluyen sus usualmente altas tasas de transferencia de
datos y que esas redes cubren áreas geográficas
más pequeñas. Estas redes se pueden lograr con
conexiones de red de tipo inalámbrica y cables de red
trenzados, que son ideales para anular interferencias que
perturban la experiencia de usuario.

Red de área amplia

Una red de área amplia (WAN, por sus siglas en
inglés) es una red que cubre un espacio amplio, por
ejemplo; cualquier red de telecomunicación que vincule
metrópolis, conurbaciones o áreas de
carácter regional o nacional haciendo uso de redes de
transporte de datos, que pueden ser públicas o privadas.
Los comercios, las empresas y las entidades públicas hacen
uso de las redes de área amplia para distribuir
información importante entre sus trabajadores, clientes,
compradores y proveedores de diversas ubicaciones
geográficas. En esencia, este tipo de
telecomunicación le permite a un comercio el llevar a cabo
las funciones del día a día eficazmente
independientemente de la ubicación, es decir, es posible
para un empresario gestionar correctamente los datos relacionados
a su empresa aún cuando no se está
ahí.

Red de igual a igual

Una red de igual a igual o peer-to-peer (P2P, por sus
siglas en inglés) es una red informática en la que
todos o algunos aspectos de ella funcionan sin clientes ni
servidores de carácter fijos, sino una serie de puntos de
intersección en los que coinciden distintos ordenadores y
dispositivos en general que se interconectan en un mismo punto,
llamándole a estas intersecciones nodos que han de
comportarse como iguales entre sí. Dichos dispositivos
actúan al mismo tiempo como servidores y clientes a los
demás nodos de la red. Las redes de igual a igual permiten
el intercambio directo de información en cualquier formato
o extensión entre los ordenadores o dispositivos
interconectados.

Redes cliente – servidor

La red cliente/servidor es la red de comunicaciones en
la cual todos los clientes están conectados a un servidor,
que puede ser cualquier computadora en el que se centralizan los
diversos recursos y aplicaciones; y que los pone a
disposición de los clientes cada vez que estos son
solicitados. Es importante resaltar que los servidores cumplen un
papel de proveedores, los cuales responden a las peticiones que
realizan los clientes; quienes por su parte demandan los
contenidos, recursos y servicios que poseen los servidores. Este
tipo de red es muy utilizada en las empresas que manejan grandes
cantidades de datos por varios factores, como serían el
bajo costo; ya que se usa un solo ordenador para la
distribución de la información y la facilidad de
mantener los datos privados a salvo gracias a la
centralización de los mismos por medio de un
servidor.

Tarjeta de Red

Es un periférico que permite la
comunicación de aparatos conectados entre sí, al
igual que compartir recursos entre dos o más computadoras,
discos duros, CD-ROM, impresoras o cualquier otro sistema,
incluyendo la preparación y control de datos en la red.
Las tarjetas de red presentan configuraciones que pueden
modificarse. Algunas de estas son: los interruptores de hardware
(IRQ) la dirección de E/S y la dirección de memoria
(DMA).

Protocolo de
red

Un protocolo de red, se define como un conjunto de
normas a seguir utilizadas para regular la comunicación
entre distintos componentes existentes en una red de
informática o red de ordenadores. Hay dos tipos de
protocolos: de nivel bajo y protocolos de red

Los protocolos de bajo nivel mantienen el control de las
señales que se transmiten por el cable o por el medio
físico. Los de red organizan la información para
llevar a cabo su transmisión por el medio físico a
través de los protocolos de nivel bajo.

Topología de
red

Definida como una familia de comunicación que es
usada por las computadoras que son parte de una red para
intercambiar datos. Las topologías de red indican de
qué manera están organizados los dispositivos de
una red. Dichas topologías son arquitecturas
lógicas, esto significa que señalan la
dirección en la que las señales van entre los
dispositivos que forman parte de la red, pero, los cables que han
de conectar estos dispositivos pueden no estar conectados de la
misma manera como la señalada por la topología, por
ejemplo; las topologías de redes en bus y en anillo son
comúnmente organizadas físicamente como una red en
estrella.

Tipos de topologías de
red

Red en estrella

Un dispositivo que va en el centro de la "estrella" se
conecta con otros dispositivos. La única manera en la que
los dispositivos que se encuentran a los extremos de la estrella
puedan comunicarse con otros de otro extremo es mediante el
dispositivo que se encuentra en el medio. Un conmutador es un
ejemplo común de una red en estrella, los computadores en
la red deben de "pasar" por dicho dispositivo para hacer
comunicación o intercambio de datos entre ellos. Como
ventaja se puede mencionar un mejor desempeño a nivel del
intercambio de datos y el aislamiento de dispositivos que
previene las desconexiones de un dispositivo a otro. Entre sus
desventajas destaca la alta dependencia del sistema de la red
sobre el eje de la misma ya que una falla por parte de este se
traduciría en una red inutilizable.

Red en estrella extendida

Es donde un hub o eje central se conecta con otros ejes
que dependen de él. Se generan otros nodos que dependen
del eje central de la red, que a su vez tienen otros
dispositivos, es decir, son los centros de otras estrellas y
operan como repetidoras.

Red en malla

En esta topología cualquier dispositivo puede
realizar una comunicación con cualquier otro que forme
parte de la red y no se creará interferencia alguna entre
ellos. Un ejemplo bastante representativo de una red en malla es
una red inalámbrica, donde los dispositivos que la
conforman o están en ella usan la multiplexación o
el uso de distintas frecuencias para evitar interferir entre
sí. La ventaja que destaca en este tipo de red es la
inexistencia de interferencia alguna entre los dispositivos
presentes en la red, y su mayor desventaja es que mientras
más extensa se quiera hacer este tipo de red hay que hacer
una mayor inversión económica, más que todo
debido a los precios de los enrutadores
inalámbricos.

Red en anillo

Ésta consiste en que un dispositivo se comunica
con otros dos presentes en la red, y así todos los
dispositivos que la forman se comunican en círculo. La
información viaja de nodo a nodo, y cada uno de estos a lo
largo del "anillo" maneja cada paquete de datos. Algunos
círculos envían información en una sola
dirección o sentido, mientras que existen otros que
comunican en ambos sentidos, derecha e izquierda. Su ventaja
principal es que no requiere un nodo central para manejar la
información, pero este aspecto es también su mayor
desventaja, ya que si uno de los dispositivos que forma parte de
la red llegase a dañarse, la red entera se ve afectada por
la imposibilidad de continuar el manejo de la
información.

Red en bus

Esta topología significa que la señal es
puesta en el medio y todos los dispositivos en el bus reciben
dicha señal. Si más de un dispositivo intenta
enviar una señal al mismo tiempo, pueden interferir entre
ellos. Tiene entre sus ventajas la facilidad de
implementación e instalación y como gran desventaja
el límite de equipos dependiendo de la calidad de la
señal de la red.

Medios de red

Cable coaxial

Es un cable utilizado para transportar señales
eléctricas de alta frecuencia que posee dos conductores
concéntricos, uno central, llamado vivo, encargado de
llevar la información, y uno exterior, de aspecto tubular,
llamado malla o blindaje, que sirve como referencia de tierra y
retorno de las corrientes. Entre ambos se encuentra una capa
aislante llamada dieléctrico, de cuyas
características dependerá principalmente la calidad
del cable. Todo el conjunto suele estar protegido por una
cubierta aislante.

Cable de par trenzado

Consiste en dos alambres de cobre aislados que se
trenzan de forma helicoidal, igual que una molécula de
ADN. De esta forma el par trenzado constituye un circuito que
puede transmitir datos. Esto se hace porque dos alambres
paralelos constituyen una antena simple. Cuando se trenzan los
alambres, las ondas de diferentes vueltas se cancelan, por lo que
la radiación del cable es menos efectiva. Así la
forma trenzada permite reducir la interferencia eléctrica
tanto exterior como de pares cercanos. Un cable de par trenzado
está formado por un grupo de pares trenzados, normalmente
cuatro, recubiertos por un material aislante. Cada uno de estos
pares se identifica mediante un color.

Cable STP

Twisted pair (STP) o par trenzado blindado: se trata de
cables de cobre aislados dentro de una cubierta protectora, con
un número específico de trenzas por pie. STP se
refiere a la cantidad de aislamiento alrededor de un conjunto de
cables y, por lo tanto, a su inmunidad al ruido. Se utiliza en
redes de ordenadores como Ethernet o Token Ring. Es más
caro que la versión sin blindaje y su impedancia es de 150
Ohmios.

Cable UTP

El cable de par trenzado no blindado (UTP, siglas de
unshielded twisted pair) es un tipo de cable de par trenzado que
se utiliza más que todo para las telecomunicaciones. Son
muy utilizados para realizar las conexiones de telecomunicaciones
en la actualidad tanto en interiores; como por ejemplo los cables
Ethernet que se conectan del módem al computador como
también en el exterior; por ejemplo, el extenso cableado
telefónico en los postes.

Fibra óptica

La fibra óptica es un medio de transmisión
empleado habitualmente en redes de datos; un hilo muy fino de
material transparente, vidrio o materiales plásticos, por
el que se envían pulsos de luz que representan los datos a
transmitir. El haz de luz queda completamente confinado y se
propaga por el interior de la fibra con un ángulo de
reflexión por encima del ángulo límite de
reflexión total, en función de la ley de Snell. La
fuente de luz puede ser láser o un LED.

Medios de transmisión
inalámbrica

Los medios inalámbricos transmiten y reciben
señales electromagnéticas sin un conductor
óptico o eléctrico, técnicamente, la
atmósfera de la tierra provee el camino físico de
datos para la mayoría de las transmisiones
inalámbricas, sin embargo, varias formas de ondas
electromagnéticas se usan para transportar señales,
las ondas electromagnéticas son comúnmente
referidas como medio; dichos medios inalámbricos son los
siguientes:

• Infrarrojo: se aplica al tipo de radiación
  que es emitida por una fuente de calor y no es visible por el
  ojo humano por tener una longitud de onda mayor que la que
  corresponde a la luz visible.

• Radiofrecuencias: cada una de las frecuencias de las
  ondas electromagnéticas empleadas en la
  radiocomunicación.

• Microondas: ondas electromagnéticas cuya
  longitud está comprendida en el intervalo del
  milímetro al metro y cuya propagación puede
  realizarse por el espacio y por el interior de tubos
  metálicos.

Medios de radiofrecuencia

• Infrarrojo.

• Banda angosta: transmite y recibe en una
radiofrecuencia específica. Mantiene la frecuencia de la
señal de radio tan angostamente posible para hacer posible
el poder pasar la información.

Debe evitar que los canales se crucen, así que
tiene que coordinar diferentes usuarios en diferentes canales de
frecuencia para evitar los choques y las
interferencias.

El radio receptor filtra todas aquellas frecuencias que
no son de su competencia o que no debería
manejar.

Usa una amplia gama de frecuencias, una para cada
usuario, lo cual resulta bastante impráctico si se tienen
muchos.

• Banda ancha: intercambia eficiencia y
productividad eficaz en ancho de banda por confiabilidad,
integridad y seguridad.

Reduce la interferencia entre la señal procesada
y otras señales que resultan ajenas al sistema que recibe
la radiofrecuencia.

• Otras tecnologías:

•Bluetooth: es una tecnología que permite
interconectar teléfonos móviles, agendas
electrónicas, ordenadores, etc., ya sea en el hogar, la
oficina o en el automóvil, con una conexión
inalámbrica que consta de un corto alcance.

Internet por microondas

Una red por microondas es un tipo de red
inalámbrica que utiliza microondas como medio de
transmisión. El protocolo más frecuente es el IEEE
802.11b y transmite a 2.4 GHz, alcanzando velocidades de 11 Mbps
(Megabits por segundo). Otras redes utilizan el rango de 5,4 a
5,7 GHz para el protocolo IEEE 802.11ª

Router

Un router es un dispositivo hardware o software de
interconexión de redes de computadoras que opera en la
capa tres (nivel de red) del modelo OSI. Este dispositivo
interconecta segmentos de red o redes enteras. Hace pasar
paquetes de datos entre redes tomando como base la
información de la capa de red.

Switch

Un conmutador o switch es un dispositivo digital
lógico de interconexión de redes de computadoras
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.

Módem

Un módem es un dispositivo que sirve para enviar
señales moduladoras mediante otra señal llamada
portadora. Se usan distintos tipos de módems,
principalmente para que la transmisión directa de las
señales electrónicas inteligibles, a largas
distancias, sean más eficaces. Es habitual encontrar en
muchos módems de red conmutada la facilidad de respuesta y
marcación automática, que les permiten conectarse
cuando reciben una llamada de la RTPC (Red Telefónica
Pública Conmutada) y así proceder a la
marcación de cualquier número previamente grabado
por el usuario. Gracias a estas funciones se pueden realizar
automáticamente todas las operaciones de establecimiento
de la comunicación.

Servidor

Un servidor es un nodo que forma parte de una red,
provee servicios a otros nodos denominados clientes. Una
aplicación informática o programa que realiza
algunas tareas en beneficio de otras aplicaciones llamadas
clientes. Algunos servicios habituales son los servicios de
archivos, que permiten a los usuarios almacenar y acceder a los
archivos de una computadora y los servicios de aplicaciones, que
realizan tareas en beneficio directo del usuario final. Este es
el significado original del término. Es posible que un
ordenador cumpla simultáneamente las funciones de cliente
y de servidor.

Firewall

Es una parte de un sistema de red diseñado para
bloquear el acceso no autorizado, permitiendo a su vez
comunicaciones autorizadas y evitando ataques de un pirata
informático. Se trata de un dispositivo que limita, cifra,
descifra, el tráfico entre los ámbitos de la base
de un conjunto de normas y otros criterios.

Hub

Es un dispositivo utilizado para redes de área
local que concentra computadoras y repite señales que
recibe de sus distintos puertos. Al igual que es un servidor
capas de de gestionar los recursos compartidos de una red. Es la
base de las redes tipo estrella.

Conclusión

Al ser importantes, las redes de datos y
telecomunicaciones ofrecen una gama de partes, herramientas y
redes que ante su uso permiten una calidad para ordenadores y las
tareas que se presentan en estos. Es por estos la
aparición de aplicaciones o el bienestar de nuestros
ordenadores, al igual que la simplicidad a la hora de emplear
algún proyecto.

Bibliografía

· WordReference.com, diccionario online en
español. (2013, 11 de junio)
http://www.wordreference.com/

· Wikipedia, la enciclopedia libre. (2013, 11 de
junio) http://es.wikipedia.org/

· Centro de bachillerato tecnológico
– Industrial y de servicios. Medios de transmisión.
(2013, 11 de junio)
http://folleto1.galeon.com/medios.htm

Autor:

Michel.