Tema 2

2. Infraestructura de red

1. Topologías de red

La distribución de las entidades que intercambian información en una red de comunicaciones recibe el nombre de infraestructura de red.

La forma que toma una red cuando se ha diseñado se denomina topología de red.
Lógico: la configuración de red de cada una de las entidades
Físico: la distribución física de los elementos de reden el espacio, así como la de los medios para interconectarlos.

1.1. Topologías lógicas

Según su tamaño

La red más simple estaría formada por dos equipos conectados entre sí.
Redes de Área Personal (PAN) entorno del usuario y los dispositivos con los que interactúa. Bluetooth o ZigBee
Redes de Área Local (LAN): usuarios dentro de una estructuras común
Redes de ÁreaCampues: (CAN): se trata de una extensión de la red LAN en la que se interconectan varios edificios, próximos entre sí.
Redes de Área Metropolitana (MAN): varios LAN interconectadas en distancias cortas (unos pocos kilómetros)
Redes de Área Extensa (WAN): varias LAN interconectadas en distancias largas (hasta miles de kilómetros)
Internet: red distribuida, de dimensión mundial, que utilizan las redes anteriores.

Según su carácter

Redes públicas: asequibles por su bajo precio. Nexo de unión de redes más pequeñas.

Redes privadas: propiedad de una empresa o un particular

Redes mixtas: redes privadas que utilizan una redpública.


Según su tecnología de transmisión

Redes punto-a-punto: equipos origen hasta el equipo destino.

Redes multpunto-servidor Existe al menos un servidor que proporciona los servicios y los recursos, y uno o más clientes que hacen uso de estos.


Según su relación funcional

Redes entre iguales: no existe jerarquía y un equipo puede usar servicios o recursos de otro, del mismo modo que ofrecerlos.

Redes cliente-servidor: Existe al menos un servidor que proporciona los servicios que proporciona los servicios y los recursos, y uno o más clientes que hacen uso de estos.


1.2. Topologías físicas

1.2.1 Topologías cableadas

Topología en estrella

Los equipos están conectados a un nodo central, que realiza las tareas de distribución, conmutación y control de flujo de todas las comunicaciones que circulan por la red.

OSI trabaja el sdispositivo que hace el papel de nodo en la estrella, se tendrá un tipo de red u otra.


Topología en anillo

Cada uno de los equipos está conectado a otros dos, formando una especie de círculo.
Estas redes deben configurarse para determinar el sentido del flujo de las comunicaciones y evitar así colisiones. Existe una variante llamada topología de doble anillo, se crean dos círculos, uno para circular en un sentido y otro en el otro.

El principal problema de esta topologí es que si uno de los equipos no está operativo, la comunicación puede verse comprometida.
Utilizan la fibra óptica y el mantenimiento de red.


Topología de bus

Se conectan todos los demás equipos que quieren comunicarse.
Las tarjetas de red de los equipos deben tener una conexión para este tipo de medio.
Tiene limitaciones tanto en número de equipos que pueden conectarse al troncal, como en la longitud de este.


Topología de malla

En la topología de malla los quipos están interconectadas, uno a uno, según sus necesidades.
Es cara de implementar y de configurar, pues hay que planificar su comportamiento en el caso de que haya equipos no disponibles, o en el caso de un tráfico intenso.

Topología de árbol

Organiza a los equipos de la red de forma jerárquica
Este tipo de nodo suele ser un switch, un router, un servidor, etc.

Los nodos de distribución de esta red pueden ser puentes hacia otras topologías. En este caso hablamos de una topología mixta.

1.2.2. Topologías inalámbricas

Topología distribuida

Una celda es una zona donde la señal puede emitirse con efectividad.
Puesto que los elementos que se utilizan para emitir/recibir señales inalámbricas tienen un radio de emisión limitado.
Prácticamente todaslas redes WLAN utilizan este planteamiento, empleando como dispositivos inalámbricos unos aparatos llamados puntos de acceso
Uno de los requisitos principales de las redes WLAN distribuidas es que soporten itinerancia (roaming).


Topología centralizada

La responsabilidad de gestionar cada celda se centraliza en unos elementos llamados switches WLAN
Los puntos de acceso tradicionales se sustituyen por otros más simples, denominados coloquialmente puntos de acceso "tontos" que carecen de capacidad de gestión de los dispositivos que se conectan a ellos.


2. Medios de transmisión
Se transmite mediante señales, que pueden ser naturaleza eléctrica, óptica o radiofrecuencia.
Es el enlace que existe entre las dos entidades que se comunican y el éxito dependerá de su naturaleza y limitaciones.

2.1. Medios guiados
Los medios guiados son los cables en forma de señales eléctricas u ópticas.

2.1.1
Tiene una cubierta de PVC y en su interior contiene ocho cables más pequeños. Los cables se presentan trenzados por pares, con un total de cuatro pares.

• Par 1: Azul - Blanco/Azul.
• Par 2: Naranja - Blanco/Naranja.
• Par 3: Verde - Blanco/Verde.
• Par 4: Marrón - Blanco/Marrón.

Se encuentra normalizado según el estándar TIA/EIA568-B que define las diferentes categorías de este cable en función a sus prestaciones.
En la actualidad, para instalaciones de redes de datos, se utiliza cable de categoría 5, 5e y 6.

El cable de par trenzado estándar recibe el nombre de cable UTP, cable de par trenzado sin apantallar.
A partir del cable UTP estándar, y en función de qué parte de este se blinde frente a las interferencias, tenemos algunas variaciones.


Conectores para el cable de par trenzado
El cable de par trenzado utiliza un conector tipo RJ. El conector RJ hombra recibe el nombre de roseta.
Los conectores RJ se denotan a aprtir del número de posiciones de que disponen, y del número de contactos que emplean en dichas posiciones.

Conector RJ-9
Se usa para conectar los auriculares del teléfono. Es un conector 4P4C

Conector RJ-11
Se usa para la telefonía analógica. Tiene seis posiciones sobre las que se asienten dos contactos (6P2C).
La variante del RJ-11 que emplea un par de contactos más (6P4C) se llama RJ-14.

Conector RJ-45
Se usa para cable de par trenzado. Es del tipo 8P8C. Puede ser o no apantallado. Si lo es tiene un armazón. Suele utilizarse con cableado que tenga algún tipo de blindaje. Pueden crearse dos tipos de cable:

• Cable directo: utiliza la misma terminación en los dos extremos.
• Cable cruzado: utiliza diferente terminación en los dos extremos.

2.1.2. Cable coaxial
Está compuesto por dos conductores concéntricos. En el interior va el conductor, un hilo de cobre sólido. El recubrimiento exterior es una malla de hilos de cobre o de aluminio. Las dos capas están separadas por metal dieléctricos y en ocasiones por una pantalla de aluminio. Está recubierto por un material aislante, habitualmente PVC.
Este tipo de cable es más resistente que el cable de par trenzado a las interferencias y otras adversidades, y tiene poca pérdida por lo que es una opción bastante eficiente cuando hay grandes distancias.
En redes locales están obsoletos.

Conectores para el cable coaxial
Este tipo de cable se utiliza mucho en la industria
Estos conectores se llaman RF y tienen diferentes formas: rectos, en ángulo, en T, etc. Pueden ser macho o hembra.
Hay tres maneras de engancharlos:

• Anclaje
• Rosca
• Presión

Además de los conectores, en la red con topología de bus se utiliza un elementos en los extremos del bus llamado terminador.

Fibra óptica
La fibra óptica se basa en un hilo muy fino (del grosor de un cabello) de vidrio o de plástico, revestido por una sustancia que protege directamente la fibra.
Este medio tiene unas pérdidas muy bajas a largas distancias y una alta capacidad de transmisión, por lo que es la opción ideal para cubrir grandes distancias. Por ejemplo, las redes transocéanicas, que comunican continentes, hacen uso de enormes mazas de cables de fibra óptica.
La fibra óptica utiliza la luz para transmitir información, que se inyecta por el hilo de fibra y va rebotando por sus paredes de un extremo del cable al otro.

• Multimodo (MM): se emiten varios haces de luz con diferentes trayectorias.
• Monomodo (SM): se emite un haz de luz en trayectoria única.

Según su diseño, los cables de fibra pueden ser:

• De estructura holgada: para interiores y exteriores de edificios.
• De estructura ajustada: para interiores de edificios.

Conectores para la fibra óptica
Sirven para los dos tipos de fibra (SM y MM) y pueden conectarse mediante anclaje, enroscado, presión o el sistema del conector RJ.

2.2. Medios no guiados
Los medios no guiados hacen uso de las ondas electromagnéticas

2.2.1. Espectro electromagnético y bandas de frecuencia
El conjunto de las diferentes ondas electromagnéticas es lo que se conoce como espectro electromagnético.
El espectro electromagnético está controlado por el Ministerio de Industria, Energía y Turismo.

Radioondas
Operan entre las bandas ELF y UHF. Son ondas que se transmiten en todas las direcciones y apenas son sensibles a las inclemencias meteorológicas.

Microondas
Emplean parabólicas para la emisión y recepción de la señal, ya que tanto el emisor como el receptor deben estar alineadas.
Cuando la distancia no es muy elevada se utiliza como comunicación directa, microondas terrestres.

Infrarrojos
Se trata de una luz no visible al ojo humano. Al igual que ocurre con las microondas, deben estar alineados para comunicarse.
Un ejemplo es el mando a distancia de las televisiones.

• Por haz directo: es necesario que no haya obstáculos entre emisor y receptor.
• Por haz difuso: pueden salvar obstáculos

Hay una parte del espectro electromagnético que se utiliza par afines no comerciales, llamada banda ISM. Son de uso libre y no es necesario disponer de licencia para utilizarlas. Cada banda se segmenta en canales. Se usa sobre todo en redes WLAN y WPAN, pero también en teléfonos inalámbricos, microondas, etc.

2.2.2. Estándares inalámbricos
La gran mayoría de los estándares inalámbricos están desarollados por el grupo de trabajo IEEE 802.

Estándar para redes WPAN
IEEE 802.15.1, que define las redes de Bluetooth.

Estándar para redes WLAN
IEEE 802.11. Es el más difundido por tratarse de las redes de área local.

Estándar para redes WMAN
IEEE 802.16. Ronda los 50 km.

Estándar para redes WWAN
Están basadas en la tecnologías aplicada a la telefonía móvil.


3. Topologías de cableado en edificios
La topologías más empleada a la hora de montar una red de datos y telecomunicaciones es la topología en estrella.
La topología de estrella es adecuada para edificios de pequeña envergadura, donde las distancias entre los equipos de trabajo y el centro de cableado no superan los 100 m. Para edificios que no cumplen este requisito.
En edificios de varias plantas se tiene a forzar la topología de estrella extendida que hemos descrito, haciendo que cada planta tenga un centro de distribución, llamado distribuidor de planta.
Las líneas de cada planta que enlazan los equipos de trabajo con el distribuidor de planta conforman el cableado horizontal.