Upload
doankhanh
View
238
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Redes ComputacionalesIntroducción
MSc. Ivan A. Escobar Broitman
http://webdia.cem.itesm.mx/ac/iescobar
DispEntrada Transmisor
Medio de Transmisión Receptor
Disp.Salida
1 6Información de
entrada (mm)
Agente
2
Datos de entrada ( gg) o
señal g(t)g(t)
3
Señal Transmitida
s(t)s(t)
4
Señal Recibida
r(t)r(t)
Salida de Datos (g(g) o señal g(t)g(t)
5
Salida de Información
mm
~~~~
~~
Modelo de comunicación simplificado
Agente
Aspectos a considerar durante el proceso de comunicación de datos
n Sistemas de transmisión.n Interfaces.
n Generación de señal.n Sincronizaciónn Manejo de intercambios.
Aspectos a considerar durante el proceso de comunicación de datosn Detección y corrección de errores.n Control de flujo.n Manejo de direcciones y ruteo
n Formato de mensajes.n Manejo de red y seguridad.
Modelo de Comunicación
n Ejemplos:n Correo electrónico.n Transmisión de voz usando una señal
analógica.n Transmisión de voz usando una señal digital.
Redes de comunicación de datos
n En su forma básica, la comunicación de datos se lleva a cabo entre 2 dispositivos conectados directamente a través de un medio de transmisión (conexión punto a punto).
n Desventajas:n Distancia.n Comunicación todos contra todos.
Redes de comunicación de datos
n La solución consiste en conectar cada dispositivo a una red de comunicación de datos.
Red de comunicaciónde datos
= Nodo de red
= Estación
Wide Area Networks
n *Generalmente cubren áreas geográficas extensas. n Normalmente cruzan la red pública.n Dependen de circuitos de enlace administrador por el
proveedor común.n Tienen velocidades de transmisión inferiores a las
redes LAN .n Tradicionalmente se implementan usando dos tipos
de tecnologías, conmutación de circuitos y de paquetes.
WAN’s
9,953.28OC-192
622.08OC- 12
155.52OC -3
51.84OC -1
Digital (Sonet )
565.148E5
139.264E4
34.368E3
2.048E1
European
274.176T4
44.736T3
1.544T1
American
Transmission Speed (Mbps)Carrier Signal
LAN’s
n Redes de área local, normalmente interconecta redes privadas o pequeñas.
n Tienen altas tasas de transmisión (10Mbps, 100Mbps).
n Normalmente son operadas por una sola organización.
Ejemplos de redes LAN
n Token Ring
n Ethernet / IEEE 802.3n FDDI (Fiber Distributed Data Interface)
Redes de comunicación de datosPor su arquitectura y técnica de transferencia de datos, se clasifican en:
n Redes conmutadas:nRedes de conmutación de circuitos.nRedes de conmutación de paquetes.
n Redes broadcast:nRedes de radio paquetes.nRedes satelitales.nRedes locales.
Redes conmutadasn Los datos son enviados de la fuente hacia el
destino a través de nodos intermedios.
= Nodo de red
= Estación
Redes de conmutación de circuitosn Una trayectoria de comunicación dedicada es
establecida entre dos estaciones a través de los nodos de la red.
n La trayectoria es una secuencia de enlaces físicos entre nodos.
n En cada enlace, un canal lógico es dedicado a la conexión.
Redes de conmutación de circuitosn Los datos generados por la fuente son
transmitidos a lo largo de la trayectoria previamente establecida.
n En cada nodo, los datos de entrada son conmutados hacia el canal de salida sin retraso.
n La red telefónica es un ejemplo de conmutación de circuitos.
Redes de conmutación de paquetesn Enfoque diferente en el cual no existe un
camino dedicado.n Los datos son eviados en paquetes.
n Cada paquete llega a su destino pasando de nodo en nodo, en donde es analizando y enrutado hacia el siguiente nodo.
Diferencias
n Una red conmutada por paquetes no necesita una conexión fija.
n En una red conmutada por circuitos el ancho de banda es constante.
n En una red conmutada por circuitos tanto el emisor como receptor se pueden poner previamente de acuerdo.
Redes broadcastn No existen nodos intermedios.n Cada estación contiene un dispositivo
transmisor/receptor para comunicarse a través de un medio compartido.
n La transmisión de una estación es difundida (broadcast) y recibida por todas las estaciones.
Redes broadcast
BUS Anillo
Redes de radio paquetes y redes satelitalesn Son redes broadcast en las cuales las
estaciones transmiten y reciben usando una antena y compartiendo el mismo canal o radio frecuencia.
n En una red de radio paquetes, las estaciones transmiten en el mismo rango de frecuencia.
n En una red satelital, cada estación transmite hacia el satélite y recibe del satélite.
Redes de radio paquetes y redes satelitales
a) Radio paquetes
b) Red satelital
Redes de área localn Son también redes tipo broadcast.n Una red de área local es una red de
comunicación de datos confinada a un área reducida, como un edificio o un aula.
c) Red local. Bus
d) Red local. Anillo
Arquitectura de la comunicación de computadoras
n Protocolo: Conjunto de reglas que gobiernan el intercambio de datos entre dos entidades.
n Modelo de 3 niveles:n Nivel de acceso a la redn Nivel de transporten Nivel de aplicación
Modelo OSI de ISO
n La necesidad de intercambiar información entre sistemas heterogéneos, llevó a la ISO (International Standard Organization) a buscar la manera de regular dicho intercambio de información.
Modelo OSI de ISO
n El modelo de referencia OSI (Open SystemsInterconnection) surge en 1983 y es el resultado de la ISO para la estandarización internacional de los protocolos de comunicación.
Modelo OSI de ISO
n El modelo de referencia para la interconexión de sistemas abiertos está detallado en la norma ISO-7498.
n Todos los fabricantes actuales lo toman como referencia para sus productos.
n Los sistemas abiertos son aquellos que no dependen de un fabricante específico.
n El modelo consta de 7 capas o niveles.
n Cada capa realiza funciones específicas y posee un protocolo propio.
n Los servicios proporcionados por cada nivel son utilizados por el nivel superior.
Modelo OSI de ISO
n Existe una comunicación virtual entre dos mismas capas, de manera horizontal.
n Existe una comunicación vertical entre una capa de nivel N y la capa de nivel N + 1.
n La comunicación física se lleva a cabo entre las capas de nivel 1.
Modelo OSI de ISO
Capa (N)
Capa (N-1)
Servicio (N)
Servicio (N-1)
Capa (N)
Capa (N-1)
conexión (N-1)
protocolo (N)
(N) SAP (N) SAP
(N-1) SAP (N-1) SAP
SAP: ServiceAccess Point
protocolo (N-1)
Modelo OSI de ISO
n Cada capa de nivel N recibe información de las capas superiores e introduce nuevos datos de control (Información propia al protocolo de nivel N).
n El paso de la información de capa en capa provoca la transmisión final de un overhead importante.
Modelo OSI de ISO
Máquina A Máquina BAplicación Aplicación
Presentación Presentación
Sesión Sesión
Transporte Transporte
RedRed RedRed
Enlace Enlace Enlace Enlace
Física Física Física Física
7
6
5
4
3
2
1
Modelo OSI de ISO
Sistema AAplicación
PresentaciónSesión
TransporteRed
EnlaceFísico
Sistema B
medio físico de transmisión
AplicaciónPresentación
SesiónTransporte
RedEnlaceFísico
Modelo OSI de ISO
Capa deAplicación
Capa dePresentación
Capa deSesin
Capa deTransporteCapa de
RedCapa deEnlace
Capa deFísica
Capa deFísica
Capa deEnlace
Capa deRed
Capa deTransporte
Capa deSesión
Capa dePresentación
Capa deAplicación
DH DT
NH
Bits
Datos
Datos
Datos
Datos
TH
SH
PH
AH
Datos
Datos
Datos
Modelo OSI de ISO
Capa Físican Encargada de la transmisión de un flujo
no estructurado de bits sobre un medio físico.
n Define las características físicas, eléctricas y funcionales del medio físico.
Modelo OSI
Capa Físican Maneja voltajes y pulsos eléctricos;
especifica cables y componentes de interfaz con el medio de transmisión.
Modelo OSI
Capa de Enlace
n Provee un servicio confiable de transmisión de datos sobre un enlace físico.
n Divide la información a enviar en secuencias de tramas.
n Control de error.
n Control de flujo.
Modelo OSI
Capa de Red
n Enrutamiento de paquetes de información (tablas estáticas o dinámicas).
n Procesa la fragmentación de paquetes.
n Control de congestión de la red.
n Resuelve problema de interconexión de redes.
Modelo OSI
Capa de Transporte
n Provee una comunicación de datos confiable de extremo a extremo.
n Provee control de flujo y recuperación de errores de extremo a extremo.
n Divide la información en paquetes para la capa inferior.
Modelo OSI
Capa de Sesión
n Provee las estructuras de control para la comunicación entre aplicaciones.
n Establece, administra y finaliza conexiones (sesiones) entre aplicaciones cooperantes.
n Protocolos de autenticación.
Modelo OSI
Capa de Presentación
n Define la sintaxis y semántica de la información transmitida.
n V.g., uso de los códigos ASCII o EBCDIC.
n Compresión de datos.
n Criptografía.
Modelo OSI
Capa de Aplicación
n Correo electrónico.
nWeb.
n Transferencia de archivos.
n Sistemas distribuidos.
Modelo OSI
Sub-sistema deProcesamiento de Información
Sub-sistema deComunicación
de Datos
Usuario
Medio de Transmisión
APLICACIONPRESENTACION
SESIONTRANSPORTE
REDENLACEFISICO
Modelo OSI
Modelo TCP/IP
n 4 Capasn Modelo Actual en Uson Capas:n Aplicaciónn Transporten Internetn Red
Redes Computacionales
Transmision de Datos
Medios no guiados
n Proveen un medio para la transmisión de ondas electromagnéticas pero sin guiarlas:
n Ejemplos:n Airen Aguan Vacío
Terminología
n Enlace Directo. Camino de transmisión entre 2 dispositivos en el cual la señal se propaga directamente del transmisor al receptor sin dispositivos intermedios.
n Puede incluir sólo amplificadores y/o repetidores.
Terminología
Un medio guiado de transmisión es:n Punto a punto, si provee un enlace directo
entre 2 dispositivos y estos son los únicos dispositivos que comparten el medio.
n Multipunto, cuando más de dos dispositivos comparten el medio.
Transmisor/Receptor
Transmisor/Receptor
Amplificadoro Repetidor
Amplificadoro Repetidor
MedioMedioTransmisor/
ReceptorTransmisor/
Receptor
0 o más
•• PuntoPunto a a PuntoPunto
•• MultipuntoMultipunto
MedioMedio
Transmisor/Receptor
Transmisor/Receptor
Transmisor/Receptor
Transmisor/Receptor…..
MedioMedioAmplificadoro Repetidor
Transmisor/Receptor
Transmisor/Receptor
Transmisor/Receptor
Transmisor/Receptor…..
MedioMedio
0 o más
ConfiguraciónConfiguración de de transmisionestransmisiones guiadasguiadas
Terminología
n La transmisión puede ser: n simplexn half-duplexn full-duplex
Simplex
Se usa cuando los datos son transmitidos en una sola dirección. Ejemplo: radio.
Se usa cuando los datos transmitidos fluyen en ambas direcciones, pero solamente en un sentido a la vez.
Half-Duplex
STOP
Es usado cuando los datos a intercambiar fluyen en ambas direcciones simultáneamente. Ejemplo: Teléfono.
Full-duplex
Frecuencia, Espectro y Ancho de Bandan Una señal puede ser expresada como una
función:n s(t), en función del tiempon s(f), en función de la frecuencia
Con respecto al tiempo
n Una señal s(t) es continua silim s(t) = s(a)t → apara toda a
n Una señal es discreta si está compuesta de un número finito de valores
Con respecto al tiempo
Señal Continua
Señal Discreta
Conceptos básicos de señales
n Un señal s(t) es periódica si y sólo si:
s (t + T) = s(t) -∞ < t < +∞donde T es el periodo de la señal.
Conceptos básicos de señales
n Las 3 características más importantes de una señal periódica son:1. Amplitud2. Frecuencia3. Fase
Conceptos básicos de señales
n Amplitud.n Es el valor instantáneo de una señal en
cualquier momento. n En transmisión de datos, la amplitud está
medida en volts.
Conceptos básicos de señales
n Frecuencia.n Es el inverso del perido (1/T)n Representa el número de repeticiones de un
periodo por segundo.n Expresado en ciclos por segundo, o hertz
(Hz).
t
T1/f1
A
A
T1/f1
t
SeñalesSeñales periódicasperiódicas
T : periodoA : Amplitudf : frecuencia1
Conceptos básicos de señales
n Fase.n Es una medida de la posición relativa en el
tiempo del periodo de una señal.
EjemploEjemplo de de unauna diferenciadiferencia de de fasefase
t
La diferencia de fase es de π/2 radianes
π /2
2π
Redes Computacionales
Señales Analógicas y Digitales
Transmisión Analógica y Transmisión Digital
Analógico ⇔ Continuo
Digital ⇔ Discreto
Definiciones
n Datos: Entidades que poseen un significado.n Señales: Codificación eléctrica o electromagnética
de datos.n Señalización: Es el acto de propagar la señal a lo
largo de un medio.n Transmisión: Es la comunicación de datos a partir
de la propagación y procesamiento de señales.
Datos
n Datos analógicos: Toman valores continuos en un intervalo dado.
n Ejemplo: voz y video.n Datos digitales: Toman valores discretos.
n Ejemplo: código ASCII.
SeñalesSeñales
n En un sistema de comunicaciones, los datos
son propagados de un punto a otro a través de
señales eléctricas.
n Una señal analógica es una onda
electromagnética propagada a través de
diferentes medios, dependiendo de su espectro.
SeñalesSeñales
n Una señal digital es una secuencia de pulsos de
voltaje transmitido a través de un medio guiado.
Señales analógicas Representan datos con ondaselectromagnéticas que varían constantemente
Datos analógicos
Datos digitales
Señales Digitales y Analógicas de Datos Analógicos y Señales Digitales y Analógicas de Datos Analógicos y DigitalesDigitales
Pulsos deVoltaje Binario
Módem SeñalAnalógica(FrecuenciaPortadora)
TransmisiónAnalógica
TransmisiónDigital
Voz(Ondas de Sonido)
Teléfono SeñalAnalógica
TransmisiónAnalógica
Señales digitales Representan datos con secuencia de pulsos de voltaje
Datos analógicos
Señales Digitales y Analógicas de Datos Analógicos y Digitales
Datos digitalesDatos
DigitalesTransmisor
digitalSeñalDigital
TransmisiónDigital
SeñalesAnalógicas
(voz)
CODEC SeñalDigital
Transmisión Analógica
n Se transmiten señales analógicas sin importar su contenido.
n Las señales analógicas transmitidas pueden representar:
nDatos analógicos (e.g., voz).nDatos digitales (e.g., datos binarios
que pasan por un módem).
n Después de cierta distancia, la señal analógica pierde potencia (atenuación).
n Es necesario el uso de amplificadores.n Desventaja: amplifican también el ruido.
n Lo anterior no representa mayor problema en el caso de datos analógicos, y sí en el caso de datos digitales.
Transmisión Analógica
Transmisión Digital
n En este tipo de transmisión el contenido de la señal es de vital importancia.
n Al transmitir una señal digital, el problema de atenuación es resuelto con repetidores.
n Un repetidor recupera el patrón de 1’s y 0’s y retransmite una nueva señal digital.
n La misma técnica es usada para transmitir digitalmente una señal analógica. Se asume que codifica datos digitales.
n El sistema de transmisión cuenta con repetidores en lugar de amplificadores.
Transmisión Digital
n El repetidor recupera los datos digitales de la señal analógica y genera una nueva señal analógica; de esta manera el ruido no se acumula.
Transmisión Digital
Dos alternativas: 1. La señal ocupa el mismoespectro que los datos analógicos2. Los datos analógicos están codificados para ocupar una porción diferente del espectro.
Los datos digitales son codificados utilizando un módem para producir una señal analógica.
Los datos analógicos son codificados utilizando un codec para producir un flujo de bits digital.
Dos alternativas: 1. La señal consiste de dos niveles de voltaje para representar los dos valores binarios.2. Los datos digitales están codificados para producir una señal digital con propiedades deseadas.
Transmisión Digital y AnalógicaTransmisión Digital y Analógica
Señal Analógica Señal Digital
Dat
os A
naló
gicos
Dato
s Dig
itale
s
a) Datos y Señalesa) Datos y Señales
No se utiliza.
Se propaga a través de amplificadores; es indiferente si la señal se usa para representar datos analógicos o para datos digitales.
Asume que la señal analógica representa datos digitales. La señal es propagada por medio de repetidores; en cada repetidor, se recuperan datos digitales de la señal de entrada y se usan para generar una nueva señal analógica de salida. La señal digital representa un flujo de 1s y 0s, el cual puede representar datos digitales o codificación de datos analógicos. La señal se propaga por medio de repetidores; en cada repetidor, flujos de 1s y 0s se recuperan de la señal de entrada y se utilizan para generar una nueva señal digital de salida.
Transmisión Digital y AnalógicaTransmisión Digital y Analógica
Transmisión Analógica Transmisión Digital
Seña
l Ana
lógi
caSe
ñal D
igita
l
b) Tratamiento de Señalesb) Tratamiento de Señales
Problemas en la transmisión
1 Atenuación
2 Distorsión por retraso
3 Ruido
Atenuación
n La potencia de la señal se debilita con la distancia al viajar a través de cualquier medio de transmisión.
Distorsión por retraso
n Es un fenómeno particular propio de los medios guiados de transmisión.
n El tiempo de propagación de una señal varía con la frecuencia.
n La velocidad es mayor cerca de la frecuencia central y menor en las orillas de la banda.
n Por lo tanto algunos componentes de frecuencia de una señal llegan al receptor en tiempos diferentes.
n A este fenómeno se le conoce como interferencia entre símbolos el cual es una limitante mayor para alcanzar máximas tasas de transmisión.
Distorsión por retraso
Ruido
n Es una señal no deseada que acompaña la transmisión de una señal.
n Es el factor principal que limita el desempeño de un sistema de comunicaciones.
Se clasifica en 4 categorías:
n Ruido térmico
n Ruido intermodular
n Crosstalk
n Ruido por impulsos
Ruido térmico
n Está en función de la temperatura.
n Es causado por una agitación térmica de los electrones en un conductor.
n Está presente en todos los dispositivos electrónicos.
n Está distribuido de manera uniforme a través del espectro de frecuencias.
n Es conocido como ruido blanco.
n No puede ser eliminado; por lo tanto impone una cota superior en el desempeño de un sistema de comunicaciones.
Ruido térmico
Ruido Intermodular
n Ocurre cuando señales a diferentes frecuencias comparten el mismo medio de transmisión.
n Este tipo de ruido produce señales a una frecuencia que puede ser la suma o la diferencia de las 2 frecuencias originales o múltiplos de esas frecuencias.
n Por ejemplo, la combinación de las señales con las frecuencias f1 y f2 pueden producir una señal con frecuencia f1 + f2. Esta señal puede interferir con la señal intencionada con frecuencia f1 + f2.
Ruido Intermodular
Ruido por Intermodulación
0.5 1.0 1.5 2.0T
0.5 1.5 2.0T
f1f1
f2f2
mix
f1+f2f1+f2
La La mezclamezcla de f1 y f2 de f1 y f2 puedepuede interferirinterferir con f1 + f2con f1 + f2
Crosstalk
n Ejemplo: Cuando una tercera conversación no deseada entra durante una llamada telefónica.
n Se debe al acoplamiento eléctrico de las señales.
Ruido por impulsos
n No continuo, compuesto por pulsos irregulares de poca duración y de gran amplitud.
n Causada por factores electromagnéticos externos como relámpagos y por deficiencia en el sistema de comunicaciones.
n Es la principal fuente de error en la transmisión de señales digitales.
Redes Computacionales
Medios de Transmisión
Medios de Transmisión
n Las características y la calidad de la transmisión de datos están determinados por la naturaleza de la señal y la naturaleza del medio.
n En el caso de medios guiados, el medio es el factor más importante que limita las tasas de transmisión alcanzadas.
Medios de Transmisión
Medio de Transmisión
Tasa de transmisión total
Ancho de banda
Espacio entre repetidores
Par trenzado 4 Mbps 250 kHz 2-10 kmCable Coaxial 500 Mbps 350 MHz 1-10 kmFibra óptica 2 Gbps 2 GHz 10-100 km
Coaxial DelgadoCoaxial GruesoUTP ( Nivel 3, 4 y 5)Fibra óptica
1805001002000-3000
MEDIO LONGITUD mts.
Características de transmisión de medios guiados.
Medios de Transmisión
n Para medios no guiados, la direccionalidadde la señal que transmite la antena es importante.
n Las señales de baja frecuencia son omnidireccionales .
n Las señales de alta frecuencia son direccionables.
Medios de Transmisión
Nos interesan dos rangos de frecuencia:
n Microondas: n Cubren un rango de 2 a 40 GHz.n Es posible direccionar la señal.n Adecuado para transmisión punto a punto.
Medios de Transmisión
n Ondas de Radio: n Cubren un rango de 30 MHz a 1 GHz.n Transmisión omnidireccional.n Adecuado para aplicaciones broadcast.
Medios de Transmisión
n Analizaremos los siguientes medios:n Guiados:nPar trenzadonCable coaxialn Fibra óptica
n No guiados:nMicroondas terrestres y satelitalesnRadio
Medios de Transmisión.Par trenzado
Par trenzado: características
Dos tipos de Cable: n Shielded Twisted Pair (STP)n Unshielded Twisted Pair (UTP)
Par trenzado: STP
n Shielded twisted pair es el medio original utilizado por redes token ring (IBM).
n STP puede ser utilizado por redes de altavelocidad tales como FDDI o ATM donde el blindaje es importante.
Par trenzado: UTP
n UTP fue estandarizado por el comité de la IEEE 802.3 en Octubre de 1990.
n UTP paraLANs es clasificado como:n Categoría 3 - usado para LANs a 10 Mbps (4
pares).n Categoría 4 - usado para LANs a 16 Mbps (4
pares)n Categoría 5 - usado para LANs a 100Mbps (4
pares, mayor número de vueltas).
Par trenzado: característicasn Consiste de dos cables de cobre aislados
ordenados en espiral (helicoidal).
n Cada par de cables actúa como un solo canal de comunicaciones.
n Normalmente, un cable contiene un conjunto de pares trenzados.
n Cables para larga distancia pueden contener hasta cientos de pares.
Par trenzado: caraterísticasn La contorsión espiral de los pares
individuales, minimiza la interferencia electromagnética.
n Utiliza conectores RJ-45.
Par trenzado: usosn Es el medio más común para la transmisión
digital y analógica.
n Actualmente forma la dorsal del sistema telefónico.
n Asimismo, usado para conformar el cableado en edificios para la conexión e interconexión de LANs.
Par trenzado: características de transmisión
n Usado para transmitir señales analógicas y digitales.
n Para señales analógicas es necesario amplificar cada 5 ó 6 Km.
n Para señales digitales es necesario repetir cada 2 ó 3 km.
Par trenzado: características de transmisiónn Comparado con otros medios de transmisión, el
par trenzado está limitado en distancia, ancho de banda y tasa de transmisión.
n El medio es muy susceptible a la interferencia y al ruido ya que se acopla fácimente con campos electromagnéticos.
Par trenzado: características de transmisión.n La siguiente figura muestra la tasa de
transmisión alcanzada para cierta distancia, para el estándar RS-422 de la EIA (ElectronicIndustries Association).
Logitud del cable par trenzado vs. tasa de transmisión en el estándar RS-422
Medios de Transmisión.Cable coaxial
Cable coaxial
n Al igual que el par trenzado, consiste de dos conductores, pero es construido de manera diferente para operar sobre un rango más alto de frecuencias.
n Un cable coaxial sencillo tiene un diametrode 0.4 a 1 pulgada.
Cable coaxial.n Consta de un cable de cobre en su parte
central, recubierto por tres capas más.
Núcleode Cobre
Material Aislante
ConductorExterno malla
Cubiertade plástico
Cable coaxial: usos
n Telefonía de larga distancia (rápidamentesuplantado por fibra óptica, microondas y satélite).
n Distribución de señal de TV (CATV, Community Antenna Television).
n Redes de área local.
Cable coaxial: usos
n Usando FDM (Multiplexado por División de Frecuencia) un cable coaxial puede transportar hasta 10,000 canales de voz de manera simultánea.
Cable coaxial: usos
n En 1983 se empleó cable coaxial de alto rendimiento para el sistema transatlánticosubmarino TAT-7, manejando hasta 9,000 llamadas telefónicas de manera simultánea.
Cable coaxial: características de transmisión
n Usado para transmitir señales analógicas y digitales.
n Es superior al par trenzado ya que puede alcanzar de manera eficiente anchos de banda más elevados y por lo tanto, mayores tasas de transmisión.
Cable coaxial: características de transmisión
n Debido a su blindaje, es menos susceptible a interferencias y crosstalk que el par trenzado.
n Tiene problemas de atenuación, ruido térmico y ruido intermodular (este último sólo en el caso de usar FDM).
Cable coaxial: características de transmisión
n El ancho de banda típico de un cable coaxial es equivalente al de 10,800 canales de voz, i.e., 60 MHz (Baseband).
n Existen cables coaxiales con un ancho de banda de 350 MHz (Broadband).
Cable coaxial: características de transmisión
n Existen 2 tipos de cable coaxial según su resistencia: 50 ohms y 75 ohms.
n En cuanto a su grosor, tenemos 2 categorías: thin y thick.
Conectores.
“T”
BNC:Terminador:
Medios de Transmisión.Fibra óptica
Fibra óptica: características
n Es un hilo cilíndrico flexible de 2 a 125 µm capaz de conducir un haz luminoso.
n Consiste de tres secciones concéntricas:n núcleo (core)n Revestimiento (cladding)n Cubierta protectora (jacket)
Fibra óptca: características
n Núcleo: sección interna formada por una o másfibras finas, de material de vidrio o plástico.
n Revestimiento: recubre a cada una de las fibrasdel núcleo y posee propiedades ópticasdiferentes.
Fibra óptca: características
n Cubierta protectora: Material de plástico querecubre a una o más fibras revestidas. Sirve paraproteger contra corrosión, humedad, etc.
fibra
revestimiento
capa protectora
Fibra óptica: características
Las siguientes características distinguen a la fibra óptica del par trenzado y cable coaxial:
n Mayor ancho de banda.
Medio Tasa de Tx DistanciaF.O. 2 Gbps Decenas de KmCoaxial Cientos Mbps 1 KmPar Trenzado Algunos Mbps 1 Km
Fibra óptica: características
n Menor tamaño y menor peson Baja atenuaciónn Mayor espacio entre repetidoresn Ejemplo experimental: 111Km sin repetidor a
5 Gbps.n Aislamiento electromagnéticon No es vulnerable a interferencia , ruido por
impulsos ni crosstalk.
Fibra óptica: usos
n Troncales de largo alcance.n Troncales metropolitanas.n Troncales de intercambio rural.
n Enlaces locales.n Redes de área local.
Fibra óptica: características de Tx
n Modo multimodal.n Existen múltiples caminos de propagación.n Cada camino tiene longitud diferente, por lo
tanto tiempos diferentes para atravesar la fibra.n Entonces, los elementos que componen la
señal se separan, ocasionando distorsión y limitando la tasa de transmisión.
Fibra óptica: características de Tx
n Modo monomodal.n El efecto de distorsión de los elementos que
componen la señal original no se presenta.n Puede operar a 100 GHz (pruebas de
laboratorio).
Microondas satelitales: Características de transmisiónn La frecuencia óptima para comunicación vía
satélite está en el rango de 1 a 10 GHz.n Debajo de 1 GHz, la señal es susceptible al
ruido causado por fenómenos meteorológicos.
n Arriba de 10 GHz la señal es atenuada por absorción atmosférica y precipitación.
Microondas satelitales: Características de transmisiónn Bandas de frecuencias satelitales:
n L (1 - 2 GHz)S (2 - 4 GHz)C (4 - 8 GHz)X (8 - 12 GHz)Ku (12 - 18 GHz)K (18 - 27 GHz)Ka (27 - 40 GHz)Milimétrica (30 - 400 GHz)
n Para evitar interferencia interna en el equipo transmisor/receptor se usan frecuencias diferentes a la subida y la bajada:
Txd Rxd
fsubida > fbajada
Microondas satelitales: Características de transmisiónn Servicio de comunicación punto a punto:nEnlace hacia arriba: 5.925 a 6.425 GHz.nEnlace hacia abajo: 3.7 a 4.2 GHz.
n Esta es la banda C o banda 4/6 GHz.
Microondas satelitales: Características de transmisiónn La banda C se encuentra actualmente
saturada, por lo que se utiliza la banda Ku.n Banda Ku ó banda 12/14 GHz:n hacia arriba: 14 a 14.5 GHzn hacia abajo: 11.7 a 12.2 GHz
n La banda Ku es utilizada para aplicaciones VSAT.
Microondas satelitales: Características de transmisiónn Una nueva aplicación está teniendo gran
auge hoy en día: comunicación móvil.n Comunicación full-duplex entre el usuario y
el satélite, usando dispositivos de bajo costo para transmitir y recibir.
n Muy parecido al sistema de teléfono celular.
Microondas satelitales: Características de transmisiónn Para esta aplicación se ha reservado la
banda L:nEnlace hacia arriba: 1.6465 a 1.66 GHznEnlace hacia abajo: 1.545 a 1.5585 GHz
n El retardo asociado al tiempo de propagación en comunicación vía satélite es de aproximadamente 240 a 300 ms, ida y vuelta.
Sistema de Comunicaciones Solidaridad
n 2 satélites operando en bandas C y Ku.
n 12 transponders en banda C de 36 MHz y 6 transponders de 72 MHz por satélite.
n 16 transponders en banda Ku de 54 MHz.n Banda L para comunicación móvil.
n Vida útil de 14 años.
Proyecto Iridium
a) Los satélites del Proyecto Iridium forman seis anillos alrededor de la tierra.
b) 1628 celdas móviles cubren la tierra.
Redes Computacionales
Subnetting
Contents
n IP Addressingn Subnettingn Example
n Why do we need subnetting?n Group Activity
IP Adressing
IP Adressing
n Default Subnet Mask for a Class A : 255.0.0.0n Default Subnet Mask for a Class B :
255.255.0.0n Default Subnet Mask for a Class C :
255.255.255.0
Subnetting
Net Id Host Id
Host IdNet Id Subnet Id
IP AddressThe length of the fields varies depending on the classof the IP address.
IP Address with subnettingSome bits are borrowed from the host Id field.
Subnetting
Host IdNet Id
IP Address with subnettingSome bits are borrowed from the host Id field.
Subnet Id
Subnetting
Host IdNet Id
IP Address with subnettingSome bits are borrowed from the host Id field.
Subnet Id
Subnetting
Host IdNet Id
IP Address with subnettingSome bits are borrowed from the host Id field.
Subnet Id
Subnetting
Net Id
IP Address with subnettingSome bits are borrowed from the host Id field.
Subnet Id Host Id
Subnetting
Net Id
IP Address with subnettingSome bits are borrowed from the host Id field.
Subnet Id Host Id
Subnetting
Net Id
IP Address with subnettingSome bits are borrowed from the host Id field.
Subnet Id Host Id
Subnetting
Net Id
IP Address with subnettingSome bits are borrowed from the host Id field.
Subnet Id Host Id
Subnetting
Net Id
IP Address with subnettingSome bits are borrowed from the host Id field.
The maximum number of bits borrowed is the lengthof the host Id - 2.
Subnet Id Host Id
Example
n Our organization has a C class license.
n Network Id = 202.12.45.0n The subnet mask is 255.255.255.224n We borrow the 3 most significant bits from
the host Id field.
Host IdNet Id
Subnet Id
Example
0 0 0 Subnet 1 (not usable)
0 0 1 Subnet 2
0 1 0 Subnet 3
0 1 1 Subnet 4
1 0 0 Subnet 51 0 1 Subnet 6
1 1 0 Subnet 7
1 1 1 Subnet 8 (not usable)
With 3 bits borrowed , we cancreate 8 subnets.
Host IdNet Id
Example
0 0 0 0 0 Host 1 ( not usable )
0 0 0 0 1 Host 2
0 0 0 1 0 Host 3
0 0 0 1 1 Host 4...
1 1 1 1 1 Host 32 ( not usable)
With 5 bits remaining, we canhave 32 hosts within each subnet..
Net Id Subnet
Host Id
Example
Net Id Subnet
0 0 0 Subnet 1 (not usable)0 0 1 Subnet 20 1 0 Subnet 30 1 1 Subnet 41 0 0 Subnet 51 0 1 Subnet 61 1 0 Subnet 71 1 1 Subnet 8 (not usable)
0 0 0 0 0 Host 1
0 0 0 0 1 Host 20 0 0 1 0 Host 3
0 0 0 1 1 Host 4...
1 1 1 1 1 Host 32
Example
Net Id Subnet
0 0 0 Subnet 1 (not usable)0 0 1 Subnet 20 1 0 Subnet 30 1 1 Subnet 41 0 0 Subnet 51 0 1 Subnet 61 1 0 Subnet 71 1 1 Subnet 8 (not usable)
0 0 0 0 0 Host 1 0 0 0 0 1 Host 2
0 0 0 1 0 Host 30 0 0 1 1 Host 4
...1 1 1 1 1 Host 32
Example
Net Id Subnet
0 0 0 Subnet 1 (not usable)0 0 1 Subnet 20 1 0 Subnet 30 1 1 Subnet 41 0 0 Subnet 51 0 1 Subnet 61 1 0 Subnet 71 1 1 Subnet 8 (not usable)
0 0 0 0 0 Host 1
0 0 0 0 1 Host 20 0 0 1 0 Host 3
0 0 0 1 1 Host 4...
1 1 1 1 1 Host 32
Example
Net Id Subnet
0 0 0 Subnet 1 (not usable)0 0 1 Subnet 20 1 0 Subnet 30 1 1 Subnet 41 0 0 Subnet 51 0 1 Subnet 61 1 0 Subnet 71 1 1 Subnet 8 (not usable)
0 0 0 0 0 Host 1
0 0 0 0 1 Host 20 0 0 1 0 Host 30 0 0 1 1 Host 4
...1 1 1 1 1 Host 32
Example
Net Id Subnet
0 0 0 Subnet 1 (not usable)0 0 1 Subnet 20 1 0 Subnet 30 1 1 Subnet 41 0 0 Subnet 51 0 1 Subnet 61 1 0 Subnet 71 1 1 Subnet 8 (not usable)
0 0 0 0 0 Host 1
0 0 0 0 1 Host 2
0 0 0 1 0 Host 3
0 0 0 1 1 Host 4...
1 1 1 1 1 Host 32
Example
Net Id Subnet
0 0 0 Subnet 1 (not usable)0 0 1 Subnet 20 1 0 Subnet 30 1 1 Subnet 41 0 0 Subnet 51 0 1 Subnet 61 1 0 Subnet 71 1 1 Subnet 8 (not usable)
0 0 0 0 0 Host 1
0 0 0 0 1 Host 2
0 0 0 1 0 Host 3
0 0 0 1 1 Host 4...
1 1 1 1 1 Host 32
Example
n Write the range of the IP addresses within each subnet.
SubnetSubnet Host RangeHost Range00 202.12.45.0 202.12.45.0 -- 202.12.45.31202.12.45.3111 202.12.45.32 202.12.45.32 -- 202.12.45.63202.12.45.6322 202.12.45.64 202.12.45.64 -- 202.12.45.95202.12.45.9533 202.12.45.96 202.12.45.96 -- 202.12.45.127202.12.45.12744 202.12.45.128 202.12.45.128 -- 202.12.45.159202.12.45.15955 202.12.45.160 202.12.45.160 -- 202.12.45.191202.12.45.19166 202.12.45.192 202.12.45.192 -- 202.12.45.223202.12.45.22377 202.12.45.224 202.12.45.224 -- 202.12.45.255202.12.45.255
Why do we need subnetting?
202.12.45.1 202.12.45.254202.12.45.2
...
1st class C
202.12.47.1 202.12.47.254202.12.47.2
...
3rd class C
202.12.46.1 202.12.46.254202.12.46.2
...
2nd class C
Internet
e0e1
e2s0
Net Id Next Router IP
202.12.45.0 Direct Routing (e0)202.12.46.0 Direct Routing (e1)202.12.47.0 Direct Routing (e2)R o u t i n g T a b l e
202.12.45.3
Incoming Datagram
The organization has 3 C classes:1st Class C = 202.12.45.02nd Class C = 202.12.46.03rd Class C = 202.12.47.0
Default subnet mask255.255.255.0
202.12. 45.3& 255.255.255.0
202.12.45.0
Internet
202.12.45.33 202.12.45.62202.12.45..34
...
1st subnetwork
202.12.45.97 202.12.45.126202.12.45.98
...
3rd subnetwork
202.12.45.65 202.12.45.94202.12.45.66
...
2nd subnetwork
e0e1
e2s0
Net Id Next Router IP
202.12.45.32 Direct Routing (e0)202.12.45.64 Direct Routing (e1)202.12.45.96 Direct Routing (e2)R o u t i n g T a b l e
202.12.45.34
Incoming Datagram
The organization has only 1 C class:Class C = 202.12.45.0
3 bits are used to create subnetorksSubnet mask255.255.255.224
202.12.45.34& 255.255.255.224
202.12.45.32
Redes Computacionales
Dispositivos Para Interconección
Dispositivos de Capa 1
n Transcievers: transmisor receptorn Amplificador: dispositivo que sirve para
aumentar la señal de un dispositivo de transmisión.
n Repetidor: dispositivo que recibe la señal por un medio, la reconstruye y la retransmite con mayor potencia.
n Hub: Repetidor Multipuerto
Dispositivos de Capa 2
n Bridge:n Intelligent device, filters traffic between network
segments based on station or MAC address.n Will pass or not pass signals to next segment. n Can improve network performance.
n by eliminating unnecessary traffic.n Decreases collision domain size (minimizing the
chances of collisions).n Divides networks into smaller segments (collision
domain).
Dispositivos de Capa 2
n Switchn Intelligent multi-port bridge.
n Capable of much higher speeds than bridges.n Support new functionality, such as VLANs.
n Advantagesn allows multiple parallel, dedicated, collision-free,
virtual circuits.n Maximizes available bandwidth.n Provides microsegmentation.
Microsegmentation
n Each switch port acts as a separate bridge, a “micro-bridge”, giving microsegmentation.n Smaller collision domains.n Collision-free virtual connections between
source and destination.n Full bandwidth for each virtual connection.
Dispositivos de Capa 3
n Routern Selección de caminon Opera con direcciones lógicas.n Balanceo de cargas.n Mejor ruta.