2150505 Contenido Didactico Introduccion Tecnologia Redes

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA – UNAD Escuela de Ciencias Básicas, Tecnología e Ingeniería Contenido didáctico del curso Introducción a la Tecnología de Redes

UNIVERSIDAD NACIONAL ABIERTA Y A DISTANCIA ESCUELA DE CIENCIAS BÁSICAS, TECNOLOGÍA E INGENIERÍA

2150505 – INTRODUCCIÓN A LA TECNOLOGÍA DE REDES IVÁN CAMILO NIETO SÁNCHEZ (Director Nacional)

BOGOTÁ DC Marzo de 2010

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ASPECTOS DE PROPIEDAD INTELECTUAL Y VERSIONAMIENTO

La producción del contenido didáctico del curso académico: Metodología Introducción a la Tecnología de Redes fue diseñada en el año 2009 por el Ing. Iván Camilo Nieto Sánchez, docente de la UNAD, ubicado en el CEAD Jose Celestino Mutis. Es Ingeniero Electrónico. Se ha desempeñado como tutor de la UNAD desde el 2010.

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UNIDAD 1 INTRODUCCIÓN A LAS REDES Capítulo 1.Introducción a. b. c. d. e. f.

Definición de ciencia Características de la ciencia Tipos de ciencias Ciencia y tecnología Principales diferencias Definición de redes

Capítulo 2. Antecedentes a. b. c. d. e. f. g. h. i. j. k.

Historia de las redes Inicio de las redes Primeras aplicaciones Redes de conmutación de circuitos y de paquetes Arpanet Internet Sistema inglés Sistema Internacional Unidades fundamentales y derivadas Conversión de unidades Notación científica

Capítulo 3. Actualidad a. b. c. d. e. f.

Definición de sistema Estructura de una red Definición de telecomunicaciones y protocolo Perfil del tecnólogo en redes Actualidad de las redes en el mundo y en Colombia Cisco Networking

UNIDAD 2 REDES DE TELECOMUNICACIONES Capítulo 4. Cableado Estructurado a. b. c. d. e. f.

Definición Topologías Subsistemas del cableado Tipos de cable Tecnología de comunicación telefónica Dimensionamiento de planta externa

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Capítulo 5. Redes de Computadores a. b. c. d. e.

Topologías Clasificaciones de redes Arquitectura OSI y TCP/IP Redes Ethernet y redes industriales Buses de campos

Capítulo 6. Redes Inalámbricas a. b. c. d. e. f. g.

Definición Topologías Redes de telefonía WiFi Generaciones de la comunicación WiMax Redes inalámbricas de pública de telefonía y datos

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LISTADO DE TABLAS

Tabla 1.

Diferencias entre técnica y tecnología.

Tabla 2.

Unidades fundamentales.

Tabla 3.

Unidades derivadas.

Tabla 4.

Magnitudes derivadas sin nombres especiales.

Tabla 5.

Factores de conversión para distintas unidades.

Tabla 6.

Prefijos de las potencias de 10.

Tabla 7.

Categorías del cable UTP.

Tabla 8.

Convenciones del cable UTP.

Tabla 9.

Diferencias entre modelo OSI y TCP/IP.

Tabla 10.

Tipos de redes Ethernet.

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LISTADO DE GRÁFICOS Y FIGURAS

Figura 1.

Esquema de conmutación de circuitos

Figura 2.

Trama con información de enlace

Figura 3.

Trama de enlace y de datos

Figura 4.

Niveles de certificación de CISCO

Figura 5.

Componentes del cableado estructurado

Figura 6.

Topología en bus

Figura 7.

Topología en árbol

Figura 8.

Topología en anillo

Figura 9.

Topología en estrella

Figura 10. Modelo OSI Figura 11. Modelo TCP/IP Figura 12. Jerarquía de las redes industriales Figura 13. Esquema de una PBX Figura 14. Esquema de un PSTN Figura 15. Esquema de una red inalámbrica Figura 16. Ejemplo de una red WiMAX

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INTRODUCCIÓN

El curso de Introducción a redes es de tipo teórico y corresponde al campo de formación profesional básica del programa de Tecnología en Redes, su metodología es educación a distancia. Corresponde a dos (2) créditos académicos los cuales comprenden: Estudio y discusión de algunos temas relacionados con la función del Tecnólogo en redes y su perfil profesional. Estudio de los conceptos básicos de la Tecnología en Redes. Se hará un acompañamiento en tutorías desarrolladas en pequeños grupos de colaboración y la tutoría en grupo del curso, el cual sirve de apoyo al estudiante para potenciar el aprendizaje autónomo y su formación en el campo de aplicación de la temática a desarrollar. El tutor juega el papel de acompañante en el proceso de aprendizaje, no sólo conocimientos, sino que brinda orientación en la selección y aplicación de estrategias propias del modelo de educación a distancia. Por ello el desarrollo del curso académico contempla espacios de reflexión donde el tutor valora al estudiante como un conjunto de pensamientos, conocimientos, habilidades y experiencias y permite que aplique conceptos adquiridos, en la solución de problemas, estimulando al estudiante a que vea su aprendizaje por procesos y no por resultados. Este curso está compuesto por dos unidades didácticas a saber: Unidad 1. Fundamentos de redes. En esta unidad se fundamentan los conceptos básicos de redes y como fue evolucionando a través del tiempo hasta llegar a la actualidad, además se resalta la diferencia entre un técnico y un tecnólogo para ubicar el estudiante en un marco conceptual. Unidad 2. Redes de Telecomunicación. En esta unidad se muestran las diferentes clases de redes que existen en la actualidad para que el estudiante comprenda y diferencie las tecnologías a las que se va a enfrentar. El curso es de carácter teórico y su desarrollo se hará mediante el estudio de artículos y módulos; se desarrollarán algunas tareas en grupo que faciliten la discusión de temas específicos entre los alumnos, de tal forma que se estimulen las competencias del estudiante y se potencien sus habilidades orientadas básicamente al análisis y solución de problemas.

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JUSTIFICACIÓN El tecnólogo se ha convertido en una pieza fundamental en el desarrollo de las de las tecnologías a nivel mundial, debido a su habilidad para transformar sus conocimientos en soluciones de manera rápida y acertada para ponerlas al servicio de la humanidad.

El programa de la Tecnología de Redes ofrece la oportunidad al estudiante de interactuar con el sector productivo y empresarial del país, a través de sus habilidades, utilizando las tecnologías de la actualidad, fomentando el emprendimiento y los valores necesarios para contribuir con su crecimiento como ser humano que interactúa en una sociedad.

También se busca formar una persona líder que sea capaz lidiar con el constante cambio de las tecnologías e igualmente pueda dirigir y tomar decisiones acertadas en la empresa, para que la haga competitiva; en otras palabras, debe diseñar y administrar soluciones de las empresas en cualquiera de sus modalidades (micro, pequeña y mediana) para brindar mayor y mejores servicios.

En la actualidad, se observa que la tecnología ha sido aplicada a muchos sectores donde se creía innecesario; es por eso que ahora en las empresas se encuentran necesidades como sistematizar bases de datos y que se modifiquen en tiempo real, construir redes de información entre dependencias, entre otras. Con base en esto, el tecnólogo de redes puede brindar soluciones para satisfacer al cliente sin dejar al lado los requerimientos que éste tenga, como pueden ser costos, cobertura, alcance del proyecto y demás.

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UNIDAD 1 Nombre de la Unidad 1 Introducción

INTRODUCCIÓN A LAS REDES Las tecnologías sin duda han sido de gran ayuda para las personas debido a que éstas nacieron a partir de las necesidades surgidas de la evolución, en otras palabras, todo lo que conocemos hoy por tecnología tiene su razón de ser en hacer la vida más fácil a los usuarios para ahorrar tiempo e incluso energía. Para llegar a ello, se deben tener unos conceptos básicos que permiten que el estudiante se ubique dentro del contexto de las redes de comunicaciones y que herramientas debe poseer, además de los conocimientos que le permitirán establecer los lineamientos que debe seguir.

Justificación Intencionalidades Formativas Denominación de capítulo 1 Denominación de Lección 1 Denominación de Lección 2 Denominación de Lección 3 Denominación de Lección 4 Denominación de capítulo 2 Denominación de Lección 5 Denominación de Lección 6 Denominación de Lección 7 Denominación de Lección 8 Denominación de Lección 9 Denominación de Lección 10 Denominación de capítulo 3 Denominación de Lección 11 Denominación de Lección 12 Denominación de Lección 13 Denominación de Lección 14

Introducción Definición de ciencia y características Tipos de ciencia, ciencia y tecnología Técnica vs. tecnología y principales diferencias Definición de Redes Antecedentes Inicios, primeras redes de comunicación y primeras redes implementadas Redes de conmutación de circuitos y de paquetes Arpanet e Internet El sistema de unidades, sistema inglés y El sistema internacional Unidades fundamentales y derivadas Conversión de unidades, notación científica y múltiplos y submúltiplos del sistema internacional Actualidad Definición de sistema y estructura de una red Definición de comunicaciones y protocolo Perfil del tecnólogo en redes y actualidad de las redes Las redes en el mundo, actualidad de las

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Denominación de Lección 15

telecomunicaciones en el mundo y en Colombia. Cisco Networking

UNIDAD 2 Nombre de la Unidad 2. Introducción Justificación Intencionalidades Formativas Denominación de capítulo 4 Denominación de Lección 16 Denominación de Lección 17 Denominación de Lección 18 Denominación de Lección 19 Denominación de Lección 20 Denominación de Lección 21 Denominación de capítulo 5 Denominación de Lección 22 Denominación de Lección 23 Denominación de Lección 24 Denominación de Lección 25 Denominación de Lección 26 Denominación de capítulo 6 Denominación de Lección 27 Denominación de Lección 28 Denominación de Lección 29 Denominación de Lección 30

REDES DE TELECOMUNICACIÓN

Cableado Estructurado Definición y topologías del cableado Subsistemas del cableado Tipos de cable y Recomendaciones del cableado estructurado Tecnologías de Comunicación Telefónica, Redes Privadas (PBX) y Asterisk Redes públicas, red telefónica básica y PSTN Dimensionamiento de planta externa Redes de Computadoras Topología y clasificación de redes Arquitectura OSI, Modelo TCP/IP y diferencias. Redes Ethernet, CSMA/CD y redes industriales Niveles de una red industrial y redes LAN industriales Buses de campo y aplicaciones Redes Inalámbricas Definición, ventajas y desventajas, tipos y topologías de redes inalámbricas Redes privadas de telefonía y datos (WiFi) Generaciones de la comunicación y WiMAX Redes inalámbricas de telefonía pública y redes inalámbricas de datos

……….

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CAPITULO 1: INTRODUCCIÓN

Introducción

Las comunicaciones están ligadas al desarrollo de la ciencia y la tecnología, para ello debemos conocer los conceptos básicos de cada una de estas definiciones y como es que se unen en algún momento para realizar los desarrollos que dieron paso a las tecnologías usadas en la actualidad.

Entre ellas existen diferencias significantes con respecto a los métodos de investigación usados en cada una, pero es de ahí de donde se toman las extrapolaciones de cada una y se mezclan para que el resultado sea considerado como un avance tecnológico, en otras palabras, esta evolución es la base de las tecnologías actuales.

Lección 1: Definición de ciencia y características

Definición de ciencia

Según la real academia española, la ciencia es un conjunto de conocimientos obtenidos mediante la observación y el razonamiento, sistemáticamente estructurados de los que se deducen los principios y leyes generales.

Existen algunas clases de ciencias definidas como:

Ficción

Género de obras literarias o cinematográficas, cuyo contenido se basa en hipotéticos logros científicos y técnicos del futuro.

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Pura

Estudio de los fenómenos naturales y otros aspectos del saber por sí mismos, sin tener en cuenta sus aplicaciones.

Exactas

Se incluyen las matemáticas y todas las ciencias basadas en la experimentación y observación, reglamentándose a través del lenguaje matemático para mostrar su conocimiento.

Humanas

Se ocupan de estudiar aspectos del ser humano que no son estudiados por las ciencias naturales.

Naturales

Se encarga de estudiar todos los fenómenos que ocurren en la naturaleza. Aquí se puede incluir la física y la química.

Ocultas

Son conocimientos y prácticas misteriosas como la magia, la alquimia, la astrología, etc, que desde la a antigüedad pretenden penetrar y dominar los secretos de la naturaleza.

A la ciencia se le considera conocimiento científico o verdadero debido a que es un conjunto de conocimientos ciertos de las cosas por su principio y su causa, sin embargo esto puede ser modificado a medida que la investigación se hace mas exhaustiva, haciendo que se tenga una versión parcial de la verdad, que es el fin principal de la ciencia.

La evolución de la ciencia existe desde la antigüedad, de donde se pueden distinguir tres concepciones sucesivas:

La ciencia clásica, griega y medieval surgió como un complemento de la filosofía de la naturaleza de donde vienen sus conceptos científicos y su certeza (sistema aristotélico); es decir que el investigador se introducía en el fenómeno para hacer observaciones repetidas y una experiencia intensiva para emitir un juicio. Su

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principal virtud fue usar el razonamiento y la experimentación para abordar un reto científico.

La ciencia experimental moderna, inició con Galileo y Newton haciendo una física aplicable a todo universo y mostrando que el fundamento de la ciencia no debe venir de los esquemas filosóficos sino del método experimental con artes mecánicas y aparatos. Se creía ingenuamente que los conceptos básicos estaban en la naturaleza y sólo era cuestión de hallarlos lo que ocasionó que los principios fueran definitivos porque se obtenían de métodos inductivos y por lo tanto que la ciencia fuera invariable e irrefutable, es decir que se podían sacar nuevas conclusiones pero las bases eran siempre las mismas; esto cambió con la revolución industrial.

Las ciencias empíricoformales progresivas, se originan a raíz de la física relativista de Albert Einstein y por la física cuántica debido a que la información no se extrae de la naturaleza sino que “son creaciones libres del entendimiento humano” según Einstein.

Características de las ciencias

Las características de las ciencias son dadas por muchos autores ajustándose al parecer de cada uno, aunque en términos generales, todos se refieren a lo siguiente la ciencia es un saber

Descriptivo, explicativo y predictivo, porque establece el comportamiento de los fenómenos que estudia y trata de de saber la respuesta de éstos en el futuro.

Metódico y sistemático, porque usa los procedimientos y las teorías existentes para basar su inviestigación.

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Contrastable debido a que la información de sus teorías y métodos es pública.

Claro y preciso, porque sus explicaciones no deben dar la posibilidad de imprecisiones y dudas.

Objetivo, para evitar la visión subjetiva del investigador.

Provisorio, porque el conocimiento puede ser refutado o mejorado por otro conocimiento superior en el futuro.

Crítico, para cuestionar el saber provisorio que aún no ha sido refutado.

Lección 2: Tipos de ciencia, ciencia y tecnología

Tipos de ciencia

Existen diversas formas de ciencia, la básica y la aplicada y a la vez son diferentes a la tecnología por el grado de especificidad. A continuación se explica cada una de ellas.

Ciencia básica teórica Es una construcción conceptual que, luego de la materialización de la ciencia, puede expresarse por medio de diversas ecuaciones simples.

Ciencia aplicada teórica Sus correlaciones son de corto alcance, por lo tanto su aplicabilidad es inmediata en un ámbito específico y real. Pertenece a la ciencia aplicada porque se expresa por medio de parámetros.

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Ciencia aplicada empírica Sus correlaciones son descripciones de realidades observadas que se consideran científicas por su modo de obtención, procesamiento y presentación, también por su comprobación y necesidad de refutación y por la vía de los conceptos que en ella intervienen, es que se le considera ciencia básica teórica. Los resultados que se encuentran aquí, están dados por expresiones matemáticas que describen los hechos observados.

Ciencia y Tecnología

En el mundo actual, existe una estrecha relación entre ciencia y tecnología puesto que hacen parte importante en el desarrollo de una sociedad generando cambios de vida en el bienestar y en la misma manera de comportarse.

La ciencia y la tecnología se asemejan en dos aspectos; hacer referencia a algo objetivo, existente y de otro lado hace relación a una actividad humana y, en ese sentido son algo subjetivo, cambiante por la naturaleza y en constante evolución social. Por otro lado, la diferencia más notoria que se puede evidenciar es que la tecnología al igual que la técnica busca formas de solucionar problemas para satisfacer las necesidades humanas, mientras que la ciencia pretende entender la naturaleza y la sociedad.

Basado en lo anterior, se puede decir que la ciencia se refiere al saber y la tecnología es la habilidad y el conocimiento para hacerlo, lo que en conjunto aporta las herramientas necesarias para que los seres humanos hayan desarrollado la revolución científica-técnica que ha desarrollado.

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Lección 3: Técnica vs. Tecnología y principales diferencias

Técnica vs Tecnología

La técnica y la tecnología nacen a partir del deseo de mejorar el entorno donde se encuentran para transformar su mundo y encontrar nuevas formas de satisfacer sus necesidades. La parte fundamental de estos términos es la iniciativa propia de construir, hacer o crear cosas nuevas que abarquen los requerimientos de las personas. A continuación se darán unas definiciones de cada una de estos términos.

La técnica se refiere al sentido común que usan las personas para realizar alguna acción sin importar el método que se esté usando pero obteniendo un resultado esperado. Es un proceso que se conoce y se tiene la plena seguridad que se puede hacer; se trata de hacer siempre lo mismo sin preocuparse por mejorarlo, por tanto es muy limitado. Como ejemplo se tiene el caso del fuego que se puede producir a través de diferentes opciones, pero finalmente el resultado será el mismo.

La tecnología tiene que ver con el hecho de realizar una actividad, pero con el pleno conocimiento de porqué se está haciendo y cual es el método para hacerlo debido a que su base es el conocimiento científico. En otras palabras lo que la ciencia propone, la tecnología lo hace. Es el resultado de unificar la ciencia con la técnica y el entorno para dar soluciones concretas; se basa en analizar los problemas de la sociedad para buscar la mejor solución posible.

La tecnología tiene dos ramas divididas por su producción final, estas son:

Tecnología dura, que transforman los materiales para obtener un bien o un servicio. También se dividen en dos categorías; las que producen objetos en base a acciones físicas sobre la materia y las que basan su acción en procesos químicos o biológicos. Ejemplos de tecnología dura están la mecánica, la electrónica y la biotecnología.

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Tecnología blanda, transforma elementos simbólicos en bienes y servicios; no produce un bien físico pero ofrece mejorar estructuras a nivel administrativo en una empresa. Ejemplos de tecnología blanda está la educación, la psicología y la creación de software, entre otros.

Principales diferencias

TÉCNICA

TECNOLOGÍA

Abarca conocimientos técnicos y las Tiene en cuenta además de los herramientas. conocimientos científicos, la estructura sociocultural, la infraestructura productiva y las relaciones mutuas que puedan surgir. Está el “como” hacer.

Además los fundamentos del “porque” hacerlo.

Históricamente se basa en Se basa en conocimientos científicos, conocimientos corrientes aunque utiliza también conocimientos (experiencias comunicadas, empíricos. resultados del método de prueba y error, aplicación del sentido común, de la intuición, etc.) pero actualmente muchas veces se utiliza también conocimiento científico. Se habla de procedimientos (puestos Se habla de procesos que involucran en práctica al realizar una actividad). técnicas, conocimiento científico, aspectos económicos y un determinado marco sociocultural. Se refiere a ella como concepciones Se refiere a técnicas. tecnológicas.

ella

como

teorías

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En general es unidisciplinaria.

Es interdisciplinaria.

Cuando se trata de fabricación Cuando se refiere a producción artesanal, se habla de técnica. industrial, se habla de tecnología. Tabla 1 Diferencias entre técnica y tecnología1

Lección 4: Definición de redes

Definición de Redes

Las redes son un conjunto de equipos de comunicación y otros dispositivos que pueden comunicarse entre si a través de un medio particular; estas redes deben compartir recursos, tener disponibilidad sobre la información y permitir acceso a los usuarios.

Los principales objetivos de una red son:

1. Entregar información segura y sin daños. 2. Entregar información consistente. 3. Los equipos se puedan identificar entre sí. 4. Se deben nombrar con un estándar 5. las partes de una red.

Existen dos tipos de redes clasificadas según su tecnología de transmisión, y son conocidas como Red punto a punto porque se compone solamente por equipos (host) y cada paso es un salto entre una máquina y otra; las redes de difusión son varios equipos conectados por un único medio compartido, es decir que todos lo 1

Tomado de http://manolo-tec.blogspot.com/2009/03/ciencia-tecnica-y-tecnologia-trataremos.html

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usuarios reciben la información y seleccionan qué quieren recibir. Ejemplos, redes LAN, redes por satélite y redes inalámbricas.

Las redes de difusión o broadcast se clasifican en dos tipos en función de cómo se distribuyen los paquetes de datos, estas son



Estáticos, donde a cada host se le asigna un canal y un tiempo determinado para transmitir la información. Se le considera ineficiente debido a que se puede presentar el caso en donde la transmisión termine y el canal siga ocupado debido a la asignación fija del tiempo.



Dinámicos, los canales se asignan según las necesidades del host lo cual elimina el problema de lo anterior.

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CAPITULO 2: ANTECEDENTES

Introducción

Como todo proceso normal en las ciencias, las telecomunicaciones pasaron por una evolución hasta obtener los procesos y dispositivos actuales, pero cuales fueron esos procesos; es mas, cuales fueron esos primeros inventos y métodos creados para disminuir las distancias y los tiempos de entrega de mensajes que marcaron la historia de las comunicaciones y que se convirtieron en el punto de partida de las nuevas generaciones.

Lección 5: Inicios, primeras redes de comunicación y primeras redes implementadas

Inicios de las redes

Los inicios de las redes de comunicación se remontan al siglo XIX con el denominado telégrafo óptico diseñado por Claude Chappe, denominado así porque se construían sobre unas torres con distancias entre 5 y 15 Km entre cada una, donde se ubicaban una serie de brazos o persianas que codificaban la información por sus distintas posiciones, Así se transmitía el mensaje de una estación a otra hasta que llegara a destino.

Después se creó el telégrafo por parte de Samuel Morse en 1837 y aunque no era electrónico si tenía los elementos principales de la comunicación, un transmisor quien codificaba la información usando una batería para enviar pulsos eléctricos, un medio alambrado y un receptor llamado sounder que convierte la señal eléctrica en un sonido. Para 1866 ya existían cables bajo el agua y en 1898 ya había 12 cables interoceánicos en funcionamiento.

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La red telefónica comenzó con la invención del teléfono por parte de Alexander Graham Bell en 1876, después con los tubos al vacío y con los transistores se logró incrementar los alcances de las señales telefónicas. Posteriormente, se introdujeron equipos de respuesta automática que hicieron posible el uso de redes telefónicas públicas conmutadas para realizar las conexiones entre las terminales y la computadora que al final se convertirían en los principales medios de transmisión de datos a nivel mundial.

Primeras redes de comunicación

Como se mencionaba anteriormente la primera red que se construyó fue la telegráfica y la telefónica constituyendo el mayor sistema de comunicación a nivel mundial en su época, pero la verdadera historia comienza en los años 60 con el establecimiento de las redes de conmutación.

Las primeras redes construidas permitieron la comunicación entre una computadora central y terminales remotas usando líneas telefónicas porque permitían un traslado rápido y económico de los datos. Se utilizaron procedimientos y protocolos ya existentes para establecer la comunicación y se incorporaron moduladores y demoduladores para que, una vez establecido el canal físico, fuera posible transformar las señales digitales en analógicas adecuadas para la transmisión por medio de un módem.

Primeras redes implementadas

La primera red experimental fue la de conmutación de paquetes y se usó en el Reino Unido, en National Physics Laboratories; otro experimento similar lo llevó a cabo en Francia la Societè Internationale de Telecommunications Aeronautiques. Hasta el año 69 esta tecnología no llego a los USA, donde comenzó a utilizarla el ARPA, o agencia de proyectos avanzados de investigación para la defensa.

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Lección 6: Redes de conmutación de circuitos y de paquetes

Redes de conmutación de circuitos

Es una ruta específica, ininterrumpida y exclusiva, creada entre dos computadores para realizar una comunicación, una vez terminada la transmisión de información se libera inmediatamente el canal. El principio usado es que las líneas son compartidas por varios dispositivos, pero si están ocupadas, deben esperar su turno. En ocasiones se pueden presentar bloqueos debido a que muchos usuarios intentan realizar una llamada al mismo tiempo. Cuando se usa para transferencia de datos, los equipos y sus modem deben ser compatibles con la misma frecuencia de transferencia, conjunto de caracteres y protocolo.

Otro problema es que la rentabilidad de los circuitos no es muy buena debido a las posibles pausas que se presenten como por ejemplo cuando un usuario usa un programa o una unidad interactiva. Para solucionar eso, se usa la técnica de multiplexación que es el proceso de un circuito para que una línea pueda transportar más de una señal.

Figura 1. Esquema de conmutación de circuitos

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Redes de conmutación de paquetes

Las redes de conmutación de paquetes son aquellas que envían datos pero con un tratamiento previo donde se fracciona la información para que viaje en partes mas reducidas la mayoría del mismo tamaño; generalmente estos paquetes oscilan entre 1 y 2 kbits.

Cada fuente puede elegir por que ruta envía la información y no necesariamente todos los fragmentos deben viajar por un mismo camino sino que lo pueden hacer por otros de menor capacidad y cuando llegan al destino no necesariamente deben llegar en ese orden sino que el receptor debe reacomodarla antes de mostrarla.

Los paquetes enviados contienen diferentes tipos de información dependiendo del uso que la red haga de ellos, esto puede ser información de enlace o información del usuario. En cualquiera de los dos casos se subdividen en campos, cada uno con una función específica; estas son:



El campo indicador (Flag) tiene una longitud de ocho bits y su misión es la de indicar el comienzo y el final del paquete.



El campo de dirección (Address) indica cual es el sentido en el que la información debe progresar dentro de la red. Su longitud es de ocho bits.



El campo de secuencia de verificación de trama (Frame Checking Secuence) es el encargado de servir como referencia para comprobar la correcta transmisión del paquete.

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Figura 2. Trama con información de enlace

Figura 3. Trama de enlace y datos El campo de la información es indeterminado aunque tiene limitantes dados por el tipo de aplicación y es donde se introducen los datos que el usuario desea enviar a través de la red.

Este sistema es usado actualmente por Internet y sus mayores ventajas son la resistencia a las caídas en puntos intermedios pero sobre todo el uso racional y eficiente de las líneas de transmisión.

Lección 7: Arpanet e Internet

ARPANet

El proyecto ARPANET es la base o la historia de la Internet y fue desarrollada por ARPA (Advanced Research Projects Agency), liderado por el Dr. Licklider del MIT (Massachusetts Institute of Technology) quien lo enfocó en la interconexión de computadores entre comunidades, comunidades y personas.

En un principio la ARPANet comunicaba dos computadores y se presumía que era inestable porque cualquier porción de la red podía desaparecer; de cualquier manera esta red comunicaba 4 computadores ubicados en cuatro universidades distintas en los Estados Unidos. Para 1972 ya se contaba con 37 computadores

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conectados y un año mas tarde se extendería hacia países como Inglaterra y Noruega.

Una meta de ARPANet fue la de garantizar la conexión si algún punto en la red fallaba, y de esa investigación se llegó a un conjunto de reglas para redes (protocolos) denominados TCP/IP; en 1983 se decidió estandarizar a TCP/IP como el protocolo para conectarse a ARPANet. Para ayudar a su crecimiento ARPANet fue dividida en 2 redes en el mismo año, ARPANet y MILNet (al servicio del ejercito estadounidense y aún está en vigencia).

En 1986, fue creada una red muy rápida denominada NSFNET (National Science Foundation Network). Debido al éxito de NSFNET se planteo sacar fuera la ARPANet y en 1990 fue disuelta oficialmente.

Formación de la Internet

Internet (Interconnected Networks) fue una evolución de el proyecto ARPANet después de que se estandarizara el protocolo TCP/IP. El nacimiento de Internet se reconoce a partir de la división de la red militar con ARPANet en 1983. En 1985 se concluye el desarrollo del protocolo de transferencia de archivos por Internet FTP (File Transfer Protocol), basándose en la filosofía cliente-servidor.

Con el nacimiento de NSFNET, en 1987 se inició la gran expansión incorporándose a grandes redes de europeas y donde también se conoció la primera aplicación informática de hipertexto. Teniendo en cuenta la absorción de ARPANet por parte de NSF en 1990, se vivían momentos críticos porque los límites se estaban alcanzando debido a los múltiples usos. Debido a eso se redoblaron esfuerzos en investigación y se pudo crear la WWW (World Wide Web) en el CERN (Centro Europeo para la Investigación Nuclear), donde el inventor Tim Berners-Lee también creó el protocolo HTTP, el lenguaje de documentos HTML y los URL.

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Lección 8: El sistema de unidades, sistema inglés y sistema internacional

El Sistema de Unidades

La solución de problemas de orden técnico y tecnológico requieren el uso de unidades, para ello existen tres términos que ayudan a contextualizar esta afirmación.

Magnitud, son todas las propiedades o aspectos de un sistema físico que puede ser medido y expresado matemáticamente, por ejemplo la longitud, la masa, el volumen, la fuerza, entre otras; la Cantidad describe el valor de la magnitud en un cuerpo o una superficie concreta, por ejemplo la longitud de una mesa, el volumen de un vaso de agua, entre otros, y la Unidad se refiere a una cantidad de referencia.

Con respecto a las magnitudes, se dividen en dos grupos según su aplicación. Las más comunes son las escalares debido a que se trata de una expresión de una variable mediante un valor numérico y las vectoriales que son usualmente aplicadas en la física, tienen las mismas cualidades de las anteriores pero se caracterizan por disponer de una dirección o recta de acción representada a través de un vector. Ejemplo la Fuerza, dirección, etc.

Todas estas definiciones componen un sistema de unidades pero se debe garantizar que las unidades son constantes y que sean fácilmente comprobables en los laboratorios.

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Sistema Inglés

También conocido como sistema imperial, son las unidades no-métricas usadas principalmente en los Estados Unidos y en algunos países con tradición británica, sin embargo existen diferencias entre las dos comunidades usuarias de este sistema.

Este sistema es adoptado de las unidades de medida usadas en la Roma antigua y fue adoptado por los ingleses, quienes lo perfeccionaron a través de la evolución de su sociedad. Por esta razón se considera fue derivada de un conjunto de aproximaciones que se han desarrollado en el Reino Unido, especialmente en las estandarización de los métodos y técnicas de medición. Sus unidades de medida básicas son el pié, la libra fuerza y el segundo.

A continuación se muestran unas equivalencias en el sistema inglés:

LONGITUD

SUPERFICIE

1 milla = 1,609 m

1 pie 2 = 0.0929m^2

1 yarda = 0.915 m

1 pulg 2 . = 0.000645m^2

1 pie = 0.305 m

1 yarda 2 = 0.836m^2

1 pulgada = 0.0254 m VOLUMEN Y CAPACIDAD MASA 1 yarda 3 = 0.765 m^3 1 libra = 0.454 Kg.

1 pie 3 = 0.0283 m^3

1 onza = 0.0283 Kg.

1 pulg 3 . = 0.0000164 m^3

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1 ton. inglesa = 907 Kg.

1 galón = 3.785 l.

Sistema Internacional (SI)

Este sistema es una combinación entre las unidades métricas MKS y las unidades eléctricas en un sistema unificado. Fue creado en 1960 en la XI Conferencia General de Pesas y Medidas

Existe una relación matemática que reúne las leyes y las definiciones formando grupos bastante amplios, pero de allí se pueden seleccionar algunos conceptos para formar subconjuntos con los datos necesarios para ser procesados y obtener como resultado una nueva magnitud en función de éste subconjunto. Las magnitudes incluidas en el subconjunto se le conocen como magnitudes fundamentales y al resultado se le llama magnitudes derivadas. Tiempo después a las primeras se les agregaron otras dos magnitudes asociadas con las medidas angulares; estas son el ángulo plano (rad) y ángulo sólido (Esteroradián Sr).

La formación y evolución de el SI queda demostrada con el ejemplo de la definición de la unidad métrica porque se definió como una diezmillonésima parte de la distancia entre el polo norte y el ecuador, al igual que el segundo se definió como 1,157407 e-5 parte del día medio solar; con el paso del tiempo se fueron perfeccionando estas definiciones hasta encontrar las actuales, las cuales serán expresadas en las siguientes tablas

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Lección 9: Unidades fundamentales y derivadas

Unidades fundamentales2

Unidad de Longitud

El metro (m) es la longitud recorrida por la luz en el vacío durante un período de tiempo de 1/299, 792,458 s.

Unidad de Masa

El kilogramo (kg) es la masa del prototipo internacional de platino iridiado que se conserva en la Oficina de Pesas y Medidas de París.

Unidad de Tiempo

El segundo (s) es la duración de 9,192,631,770 períodos de la radiación correspondiente a la transición entre dos niveles fundamentales del átomo Cesio 133.

Unidad de Corriente Eléctrica

2

El ampere (A) es la intensidad de corriente, la cual al mantenerse entre dos conductores paralelos, rectilíneos, longitud infinita, sección transversal circular despreciable y separados en el vacío por una distancia de un metro, producirá una fuerza entre estos dos conductores igual a 2 × 10 7 N por cada metro de longitud.

Unidad de Temperatura Termodinámica

El Kelvin (K) es la fracción 1/273.16 de la temperatura termodinámica del punto triple del agua.

Unidad de Intensidad Luminosa

La candela (cd) es la intensidad luminosa, en una dirección dada, de

Tomado de http://genesis.uag.mx/edmedia/material/fisica/introduccion5.htm

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una fuente que emite radiación monocromática de frecuencia 540 × 10 12 hertz y que tiene una intensidad energética en esta dirección de 1/683 W por estereorradián (sr).

Unidad de Cantidad de Sustancia

El mol es la cantidad de materia contenida en un sistema y que tiene tantas entidades elementales como átomos hay en 0.012 kilogramos de carbono 12. Cuando es utilizado el mol, deben ser especificadas las entidades elementales y las mismas pueden ser átomos, moléculas, iones, electrones, otras partículas o grupos de tales partículas.

Tabla 2. Unidades Fundamentales

Unidades derivadas3

3

Coulomb (C)

Cantidad de electricidad transportada en un segundo por una corriente de un amperio.

Joule (J)

Trabajo producido por una fuerza de un newton cuando su punto de aplicación se desplaza la distancia de un metro en la dirección de la fuerza.

Newton (N)

Es la fuerza que, aplicada a un cuerpo que tiene una masa de 1 kilogramo, le comunica una aceleración de 1 metro por segundo, cada segundo.

Pascal (Pa)

Unidad de presión. Es la presión

Tomado de http://genesis.uag.mx/edmedia/material/fisica/introduccion5.htm

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uniforme que, actuando sobre una superficie plana de 1 metro cuadrado, ejerce perpendicularmente a esta superficie una fuerza total de 1 newton.

Voltaje (V)

Unidad de tensión eléctrica, potencial eléctrico, fuerza electromotriz. Es la diferencia de potencial eléctrico que existe entre dos puntos de un hilo conductor que transporta una corriente de intensidad constante de 1 ampere cuando la potencia disipada entre esos puntos es igual a 1 watt.

Watt (W)

Potencia que da lugar a una producción de energía igual a 1 joule por segundo.

Ohm ( O )

Unidad de resistencia eléctrica. Es la resistencia eléctrica que existe entre dos puntos de un conductor cuando una diferencia de potencial constante de 1 volt aplicada entre estos dos puntos produce, en dicho conductor, una corriente de intensidad 1 ampere, cuando no haya fuerza electromotriz en el conductor.

Weber (Wb)

Unidad de flujo magnético, flujo de inducción magnética. Es el flujo magnético que, al atravesar un circuito de una sola espira produce en la misma una fuerza electromotriz de 1 volt si se anula dicho flujo en 1 segundo por decrecimiento uniforme Tabla 3. Unidades Derivadas

En la siguiente tabla se listan otras magnitudes derivadas que no tienen nombres especiales y por lo tanto no son incluidas en las anteriores.

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MAGNITUD

UNIDAD

SÍMBOLO

Superficie

Metro cuadrado

m2

Volumen

Metro cúbico

m3

Densidad de masa (Densidad)

Kilogramo por metro cúbico

Velocidad lineal (Velocidad)

Metro por segundo

Velocidad angular

Radián por segundo

rad/s

Aceleración

Metro por segundo cuadrado

m/s2

Aceleración angular

Radian por segundo cuadrado

k/m3

m/s

rad/s2

Tabla 4. Magnitudes derivadas sin nombres especiales

Lección 10: Conversión de unidades, notación científica y múltiplos y submúltiplos del sistema internacional

Conversión de unidades

En algunas ocasiones se necesita convertir las unidades a otras para realizar operaciones específicas, para conservar la homogeneidad y facilitar la simplificación cuando sea necesario. Para esto existen unos valores llamados valores de conversión, que agilizan el proceso.

Las siguientes tablas indican los factores de conversión en las siguientes magnitudes (longitud, superficie, volumen, presión y energía).

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1centímetro

0,3937 pulgadas

1 pulgada

2.54 centímetros 1,0936 yardas

1metro

3.2808 pies 39.370 pulgadas

1 kilómetro

0.6214 millas

1 milla

1.6093 kilómetros

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Tabla 5. Factores de conversión para distintas unidades

Notación científica

Es un método sencillo y abreviado de escribir números enteros usando las potencias de diez, se usa generalmente con números muy grandes o muy pequeños, lo que facilita los cálculos mentales. Es muy usado en trabajos científicos e ingenieriles.

10^9 = 1,000,000,000 10^20 = 100,000,000,000,000,000,000

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También, si se tiene una potencia elevada con un número negativo es lo mismo que tener 1/10 o 0,(n-1) ceros, por lo tanto:

10^-1 = 1/10 = 0,1

Múltiplos y submúltiplos decimales de las unidades del SI

Cuando se creó el sistema internacional, se definió una serie de prefijos y símbolos prefijos para formar nombres y símbolos de múltiplos y submúltiplos decimales de sus unidades, haciéndolas desde 10 -12 hasta 1012; luego, en 1964 fueron agregados 10-15 y 10-18, en 1975 1015 y 1018 y finalmente en 1991 se incluyeron 10± 21 y 10±24.

Factor

Prefijo

Símbolo

1024

yota

y

1021

zetta

Z

1018

exa

E

1015

peta

P

1012

tera

T

109

giga

G

106

mega

M

103

kilo

k

102

hecto

h

101

deca

da

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10-1

deci

d

10-2

centi

c

10-3

mili

m

10-6

micro

μ

10-9

nano

n

10-12

pico

p

10-15

femto

f

10-18

ato

a

10-21

zepto

z

10-24

yocto

y

Tabla 6. Prefijos de las potencias de 10

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CAPITULO 3: ACTUALIDAD

Introducción

En el mercado actual, encontramos muchos servicios ofrecidos por los operadores de telecomunicaciones, pero realmente existe un desconocimiento de las necesidades reales de cada usuario y por eso en la mayoría de casos existe un desperdicio de ancho de banda.

Por eso, el tecnólogo de redes debe conocer estos temas y así poder tomar una decisión acertada para evitar el uso innecesario de tecnología, pero garantizando que el servicio recibido es de calidad. Todo esto lo obliga a conocer acerca de los últimos avances en cuanto a avances tecnológicos se refiere y en los dos ámbitos importantes que son en el mundo y en Colombia.

Lección 11: Definición de sistema y estructura de una red

Definición de sistema

Los sistemas existen en muchas áreas del conocimiento, por eso se escuchan nombres como sistema social, sistema de producción, sistema financiero, sistema de administración, ingeniería de sistemas, entre otros; de todas esas definiciones se sacó un concepto general que las abarque y finalmente defina a los sistemas, entonces

Un sistema es un concepto que puede referirse a un individuo, a una institución o a cualquier entidad. Es un conjunto de partes interactuando con objetivos propios cuyo logro se realiza a través de procesos para producir resultados deseados; el funcionamiento está determinado por límites identificables en el contexto en el cual se ubica y el mantenimiento de un sistema es posible mediante el intercambio de

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energía e información con el contexto, a través de procesos de control e información de retorno.

Dentro de las características más importantes de los sistemas, se encuentran:



Conjuntos de elementos organizados y ordenados.



Todos los elementos se relacionan entre sí, en todo el sistema.



Funcionan como una totalidad en virtud de la interdependencia entre las partes.



Tienen un fin específico.



Poseen una estructura de funcionamiento que les permite una dinámica de desarrollo.

Estructura de una red

La estructura de una red está compuesta por dos componentes fundamentales:



Aplicaciones, son funciones que tiene disponible el usuario para interactuar en la red y obtener el resultado esperado.



Subsistemas de comunicación (Subredes), son redes por donde se transporta la información y en general el usuario no debe notar este cambio.

Los subsistemas de comunicación usan dos componentes fundamentales para realizar el proceso; los elementos de conmutación son los que dirigen la información hasta el destino (computador o host, router o bridge) y las líneas de

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transmisión son todos los elementos de hardware que conectan los elementos de conmutación.

Los componentes esenciales de una red en general son:

Estaciones de trabajo También llamadas host, son todos los dispositivos que el usuario tiene para conectarse (fax, teléfono, videoteléfono, computador, telex, videotelex, entre otros)

Centrales de conmutación También llamados nodos o IMP (Interchange Message Procesors), son equipos que conectan las vías que toma la información.

Existen dos tipos de nodos; los nodos de tránsito o centrales conectan únicamente con otros nodos y los nodos periféricos son los que tienen host conectados.

Interfaces Son los puntos de interconexión de los host o de los nodos con las vías de la información.

Líneas de transmisión Son los medios físicos por donde se transporta la información (cables, fibras, radio enlaces, entre otros); son líneas que enlazan las interfaces de los host con los nodos.

Red de comunicación Es la que transmite la información en entre interfaces sin importar el formato. También se le conoce como subred de comunicación.

Lección 12: Definición de telecomunicaciones y protocolo

Definición de Telecomunicaciones

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Las redes globales de telecomunicaciones son el sistema más complejo que se ha creado, pero se ha desarrollado de tal forma que se en la actualidad se considera una necesidad para las personas y sin duda que esto lo hace una parte esencial y hasta vital para el desarrollo de un país.

Por telecomunicaciones se entiende como el envío, recepción y conmutación de información usando señales eléctricas u ópticas mediante cable de cobre o fibra óptica. Los componentes que actúan en la comunicación son el emisor, quien transmite; el medio por donde va la información y finalmente el receptor. Para ello es necesario capturar la señal en su estado natural, es decir de forma analógica y procesarla de tal manera que se convierta en formato digital y le haga un tratamiento dejándola lista para escoger el medio y transmitirla; finalmente se hace el proceso inverso del lado del receptor para que el mensaje pueda ser recibido.

La palabra telecomunicación viene del griego “tele” que significa distancia, lo que en conjunto quiere decir que es un medio que cubre todas las formas de comunicación a distancias.

Definición de Protocolo

Es un conjunto de reglas o métodos reconocidos que deben existir en una red para realizar una comunicación ordenada, es decir que los computadores puedan transmitir y recibir información en un mismo lenguaje para no generar conflictos entre ellos y que se puedan comprender entre si.

Inicialmente los protocolos eran sencillos debido a los pocos o únicos procesos que debían realizar, pero con la evolución de la tecnología, estos se tornaron más complejos debido a los múltiples servicios, la logística y circuitería que comenzaban a ser usadas; es así como nacen los protocolos divididos en capas basándose en la filosofía de programación estructurada, separando los procesos y asignándola a cada una para hacer el diseño más simple y fácil de controlar.

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Los protocolos clasifican en dos tipos



Confiables que garantizan la entrega de información confiable usando para ello unos mecanismos de confirmación entre el emisor y el receptor, de detección de errores, entre otros.



No confiables que no garantizan la entrega de la información además de no denunciar los posibles errores que se puedan ocasionar durante el transcurso del proceso, pero su justificación se basa en los costos ya que no ocupa mucho ancho de banda.

Lección 13: Perfil del tecnólogo en redes y actualidad de las redes

Perfil del Tecnólogo en Redes

El tecnólogo en Redes y Telecomunicaciones es un profesional capaz de configurar e instalar redes de área local o extendida para comunicaciones, empleando tecnología de punta y el medio de transmisión de datos que más convenga al cliente, llevando a las organizaciones a la modernización y a la competitividad.

Tendrá todo el conocimiento acerca de las diferentes redes de computadores y la seguridad de las mismas; desarrollará proyectos de desarrollo tecnológico e investigativos y se desenvolverá en grupos de trabajo como apoyo de los diferentes expertos en otras áreas del conocimiento. Podrá dar soluciones

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eficientes para resolver problemas con respecto a su profesión además de ofrecer servicios de mantenimiento preventivo y correctivo de redes.

En resumen, el tecnólogo en redes debe implementar, mantener administrar, gestionar y configurar los elementos que componen la infraestructura de las tecnologías de la información, ya sean redes de computadores, telefonía y/o redes de televisión y radio.

Actualidad de las redes

Las redes en general se caracterizan por la interconexión de elementos y la ampliación de cobertura, lo que quiere decir que se pierde la sensación de distancia. Las Tecnologías de la Información y la Comunicación (TIC) han constituido en gran parte la evolución de las redes permitiendo la interacción en tiempo real con la información.

También están pasando por una transición para convertirse en redes totalmente digitalizadas haciendo que no solo la transmisión sea digital sino que la conmutación también haga parte de esta tecnología; esto se debe a la evolución de los distintos componentes y su facilidad en la programación y la implementación, lo que deriva en la calidad de la información y la posibilidad de regenerar señales debido al desarrollo en el procesamiento digital de señales.

Actualmente encontramos en casi todos los hogares una conexión a Internet, lo que constituye una red local que a la vez está conectada a la red mundial; pero esta es sólo una aplicación común a diferencia de lo que se puede encontrar en la industria. Laboratorios inteligentes o controlados desde cualquier punto de acceso a nivel mundial, disponibilidad de información en cualquier momento y en cualquier lugar a gran velocidad, son algunos ejemplos de los alcances actuales de las redes.

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Lección 14: Las redes en el mundo, actualidad de las telecomunicaciones y las telecomunicaciones en Colombia

Las redes en el mundo

Las redes en el contexto actual han dejado de transmitir sólo información telefónica, datos y multimedia exclusivamente para dar paso a teletransmisión de datos de alarmas, mensajes codificados en forma digital, entre otras que se consideran actuales y que contribuyeron al diseño de redes digitales de servicios integrados RDSI/ISDN tanto en banda base como en banda ancha. Estos son los servicios ofrecidos:



Telefonía



Telegrafía y transmisión de datos a baja, media y alta velocidad



Teletexto



Telefax



Videotexto



Correo electrónico (Voz y Datos)



Facsímil



Almacenamiento y retransmisión de mensajes



Televisión



Alarmas



Telemedición y telecontrol

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Todo esto se ha visto impulsado por la implementación de los nuevos sistemas digitales de conmutación llamados centrales de conmutación telefónica de nueva generación, que son básicamente computadores basados en el concepto de control por programa almacenado, conmutación temporal y sistemas de señalización por canal común. También se encuentra su fortaleza en la disminución ostensible de los costos y en su facilidad en el mantenimiento, además de ofrecer servicios de valor agregado según el operador.

Actualidad de las Telecomunicaciones

Sin duda alguna las telecomunicaciones han revolucionado todos los ambientes donde el ser humano debido a que ahora se pueden realizar operaciones y acciones que anteriormente se creía imposibles. Dentro de este contexto, se van a resaltar algunas de las más relevantes.

La mensajería móvil SMS y MMS; es una de las más usadas debido a que se pueden comunicar mensajes cortos pero con la información necesaria que el receptor necesita, además de las múltiples aplicaciones que se encuentran hoy en día en el mercado, llámese envío de logos, aplicaciones para los teléfonos celulares, entre otras.

La VoIP; es la nueva forma de comunicación de voz a través de Internet, digitalizando la información y convirtiéndola en paquetes de datos para transmitirla sin necesidad de pasar por la red de telefonía pública, apoyándose en el auge que ha tenido la implantación de la banda ancha en los hogares.

Televisión interactiva; auque están incrementando la presencia de los canales online, y los pay per view en la nueva televisión digital, la mayor ganancia aún se encuentra en los ingresos por suscripción. Desde el punto de vista económico, la televisión interactiva está muy ligada a los mensajes SMS debido a que los usuarios pueden hacer uso de éstos para interactuar con un programa que

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finalmente es el objetivo. Esto se logra a través de reality shows, programas de música, entre otros.

La tecnología 3G; tiene como usuario final la población mas joven, debido a que se ven atraídos por la facilidad de tener acceso a Internet desde su teléfono móvil. Su despliegue fue muy lento debido a las migraciones en tecnología que deben hacer los operadores para brindar este servicio.

Las telecomunicaciones en Colombia

Las comunicaciones como era de esperarse están sujetas a constantes cambios dependiendo de la evolución de las tecnologías, es así como al país han llegado nuevas y distintas modalidades de obtener los servicios que en algún momento se podrán considerar como básicos.

Se debe partir de la idea de que las señales llamadas analógicas están por desaparecer o mejor aún, por ser reemplazadas por las digitales que son más fáciles de procesar y de recuperar en caso de alguna pérdida; por eso encontramos la telefonía IP aunque aquí no se obtenido el auge esperado culpando de esto a la normatividad existente del país. Su aplicación más común en este momento se da en los Call Centres.

Otros servicios como el Triple Play ofrecidos por todos los operadores de telefonía fija (Voz, Datos y Multimedia), se están imponiendo en los hogares colombianos debido a los costos considerablemente menores, aunque la Comisión Nacional de Televisión CNTV se encuentra estudiando la posibilidad de que se pueda ofrecer el servicio de IpTV. Esto también ha hecho que el mercado ofrezca mayores anchos de banda pero sin alterar e incluso hasta disminuir los costos, lo que es beneficioso para el cliente porque generalmente estos combos se venden con telefonía e Internet ilimitadas además de un paquete de canales de televisión.

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Otro servicio que actualmente se ofrece es el acceso por redes inalámbricas aunque no deja de ser costoso para el proveedor de servicios, lo que derivó en propuestas nada tentadoras para el cliente debido a que las velocidades en esta tecnología no superan las de las redes alambradas; es por eso que se usa en zonas de difícil acceso o donde no se puede llegar con cable.

La televisión de alta definición es otro servicio que hasta ahora está incursionando gracias a la decisión de los entes gubernamentales que eligieron el sistema europeo como el estándar de funcionamiento en el país; Esto ha creado algún temor entre la población porque se va a pasar por una transición de tecnología a pesar de que los televisores actuales podrán tener acceso a la nueva señal a través de un codificador. Pero este cambio no es solamente para los usuarios sino que también los operadores de cable lo deben hacer, comparándose con el surgimiento de la televisión a color, donde la mayoría de programas se transmitían en blanco y negro.

Con respecto a la Internet, Colombia está en una constante evolución basándose en el número creciente de usuarios con acceso a este servicio en sus dos modalidades (fijo o móvil) que son más de dos mil setecientos en el 2009, es decir que hay un crecimiento del 54% con relación a Junio del año anterior y se calcula que a finales de éste, la cifra llegue a los tres millones de usuarios4.

Según el Ministerio de Tecnologías de la Información y las Comunicaciones, la meta era que en el 2010 en el país se pudiera tener por cada 100 habitantes a 30 con acceso a Internet; este objetivo se ha superado en 14 puntos en el presente año debido a que la cobertura en el territorio nacional está en un 99,3% y las tendencias indican que esta cifra seguirá creciendo a través de sus dos modalidades.

Lección 15: Cisco Networking

4

Datos tomados de CRC

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Cisco es una empresa de San Francisco EEUU creada en 1984 dedicada a la fabricación, venta, mantenimiento y consultoría de los equipos necesarios para establecer una red de comunicaciones tales como:



Dispositivos de conexión para redes (Switch, Hub, Router).



Dispositivos de seguridad como firewalls



Dispositivos de telefonía IP



Software de gestión como CiscoWorks.

Esta empresa fue la primera en fabricar un router comercialmente exitoso y también diseñó sus propios software tanto de gestión como de configuración, lo que se conoce como IOS (Command Line Interface), donde el usuario accede e interactúa con la máquina a través de los comandos especificados por cisco.

Desde el punto de vista de las comunicaciones, Cisco es una de las marcas más usadas a nivel mundial y para contribuir con esto, la empresa tiene una línea estudiantil para preparar a las personas que desean certificarse en esta tecnología usando la modalidad de e-learning; para ello, existen tres niveles de certificación distribuidos jerárquicamente de la siguiente manera.

Figura 4. Niveles de certificación de Cisco.



CCNA (Cisco Certified Networking Associate), es un documento que certifica que la persona tiene conocimiento sobre instalación, configuración,

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operación y solución de problemas de redes pequeñas, medianas y amplias; además incluye fundamentos de protección contra amenazas, conceptos básicos de redes inalámbricas, uso del protocolo IP, EIGRP, protocolos de enrutamiento de información (RIPv2), VLANs, Ethernet, Listas de control de acceso (ACLs).



CCNP (Cisco Certified Networking Professional), es un documento que certifica que la persona tiene el conocimiento y las habilidades requeridas para configurar y resolver problemas de redes pequeñas, medianas y amplias hasta con 500 computadores. Además de la operación de switch y routers que conforman el núcleo de una red con aplicaciones de última generación que integra voz, wireless y seguridad en las redes. También incluye construcción de redes escalables de cisco, redes swichadas multicapa de cisco, convergencia en seguridad para redes amplias y la optimización de redes convergentes.



CCIE (Cisco Certified Internetwork Expert) es el certificado en redes más prestigioso a nivel mundial en la industria. También es reconocido por sus habilidades como ingeniero experto en redes y un dominio sobre los productos cisco. Sus aplicaciones son generalmente industriales debido a sus conocimientos intensivos en estas redes. En la actualidad el número de profesionales CCIE no supera el 3% de los que están certificados por Cisco.

Actividades de Autoevaluación de la UNIDAD

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Fuentes Documentales de la Unidad 1 Incluir todas las fuentes referenciadas en la UNIDAD, Usar formato APA

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UNIDAD 2

CAPITULO 4: CABLEADO ESTRUCTURADO

Introducción

El cableado estructurado ha llegado a ser considerado tan importante como el cableado eléctrico, debido a esto y a las distintas soluciones dadas por una diversidad de fabricantes, se expondrá en este capítulo conceptos acerca del cableado estructurado en lo que tiene que ver con su estructura física, las topologías, los diferentes subsistemas y los elementos que intervienen en su construcción, además de unas recomendaciones (generalmente son proporcionadas por los fabricantes) que se deben seguir para que se cumpla con el fin.

Lección 16: Definición y Topologías del Cableado Estructurado Definición

El cableado estructurado consiste en el tendido de cables en el interior de un edificio u oficina con el propósito de implementar una red de área local que acepte y soporte sistemas de cómputo y telefonía. Suele tratarse de cable de par trenzado de cobre, para redes de tipo IEEE 802.3, aunque también se puede construir con fibra óptica e incluso cable coaxial.

Las consideraciones primarias del cableado estructurado son:



Es un sistema de cableado integrado que permite transportar cualquier tipo de señal (voz, datos, video, entre otros)

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

Debe cubrir todas las áreas de una edificación sin importar el uso específico de cada una de ellas.

El cableado estructurado se divide según su tendido en la edificación. El cableado horizontal se refiere a la distribución de los puntos de cada piso y el cable que se usa es el trenzado de cobre; y el cableado vertical es el que interconecta cada una de las redes del cableado horizontal a un punto específico usando para ello fibra óptica o cable coaxial.

La implementación del cableado estructurado debe hacerse siguiendo las normas internacionales ISOTEC 11801 y EIA/TIA 568 CSA, conocidas como Comercial Building Telecommunications Wiring Standard para garantizar la independencia de proveedor y protocolo (Infraestructura genética), flexibilidad de instalación, capacidad de crecimiento y facilidad de administración.

Topología

Se denomina topología a la estructura de interconexión de los equipos y existen dos tipos, topología física quien describe el sistema de cableado de la red y permite compartir los recursos de otro computador, y la topología lógica donde se muestran los datos en la red y autentica a los usuarios.

La topología en el cableado estructurado reduce todas las anteriormente descritas a una sola, la topología en estrella, todos los puntos estarán unidos a través de los elementos de interconexión física a un solo punto, esto es factible, debido a que cualquier topología puede ser convertida en una topología en estrella y además facilita la administración.

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Características del cableado estructurado



La configuración de un nuevo host se hace desde un nodo central hacia el exterior evitando alteraciones en los demás usuarios.



La actualización o modernización de una estructura se hace más fácil si se cuenta con la organización del cableado estructurado.



La detección y corrección de errores se facilita.



Debido al uso de topología en estrella se facilita la reconfiguración de otras topologías lógicas como la de bus o la de anillo simplemente modificando las conexiones.



Se considera una arquitectura abierta debido a la irrelevancia de la información que fluye por ella y es confiable debido a la topología estrella porque si se presenta una falla, sólo afectará a la sección a la que pertenece el host.

Lección 17: Subsistemas del Cableado Todos los componentes de cableado en una estructura ya sea edificio u hogar se le llama Sistema y cada vez que se subdivide se le llama subsistema; a continuación se especificará cada uno de los subsistemas.

Entrada del Edificio:

Son los cables, hardware de conexión, elementos de protección y equipos requeridos para conectarse con el punto de los proveedores.

Cuarto de equipos:

Ubicada en la misma área de la conexión cruzada principal o intermedia, está encargada de proveer los servicios de telecomunicaciones a cualquier punto del edificio.

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Cableado Vertebral:

También llamada Backbone, provee la intercomunicación en todos los armarios de comunicaciones, el cuarto de equipos y la entrada del edificio. Sus componentes principales son los cables, las conexiones cruzadas intermedias y la principal, las terminaciones mecánicas y las conexiones entre backbones.

Armario de

O conexión de área horizontal concentra todo tipo de cable horizontal y la terminación del backbone con el fin de llevar el servicio de comunicaciones hacia las áreas de trabajo.

Telecomunicaciones:

Cableado Horizontal:

O distribución Horizontal es la parte del sistema que va desde el área de trabajo hasta la conexión cruzada horizontal en el armario de telecomunicaciones. Esto incluye los cables de distribución, los Work Area Cord, terminaciones mecánicas del cable y los Pach Cord del Rack.

Área de trabajo:

Son los elementos que conectan al usuario con el terminal telefónico o de datos. Puede ser un cable de conexión o un adaptador para convertir o amplificar la señal. Su Pach Cord no debe ser superior a los 3 metros.

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Figura 5. Componentes del Cableado Estructurado

Lección 18: Tipos de cable y Recomendaciones del cableado estructurado Tipo de Cables y Conectores

En esta sección se va a exponer los tipos de cables más usados para construir redes de datos y sus respectivos conectores.

Par Trenzado: Existen distintas clases de cable de par trenzado las cuales serán expuestas:

STP (Shielded Twisted Pair), es un cable con una impedancia de 150Ω donde cada par está recubierto por una malla que lo apantalla de interferencias y ruido eléctrico, requiere conexión a tierra y su instalación es más complicada lo que incrementa los costos. Usa conector RJ-49.

FTP (Foil-Screened Twisted Pair), el cable está recubierto por una malla global para blindarlo de interferencias externas, las propiedades de transmisión son parecidas a las de UTP y usa conector RJ-45.

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UTP (Unshielded Twisted Pair), es un cable con una impedancia de 100Ω no apantallado por lo tanto en altas velocidades es vulnerable a interferencias electromagnéticas. Es muy usado en telefonía. Los conectores usados aquí son para telefonía el RJ11 y para los cables de red se usa el conector RJ45 ponchando los cables según la disposición de la TIA/EIA-568-B, además de DB-11, DB-25 según la aplicación

Las categorías del cable UTP reúnen los parámetros de cada tipo de cable para garantizar el ancho de banda de comunicación determinado por el fabricante. La siguiente tabla está la clasificación según la ANSI (American National Standard Institute) por su ancho de banda.

ANSI

BW(MHz) Características

CAT3

16

Usado en redes de ordenadores hasta de 16 Mbps

CAT4

20

Usad para redes Token velocidad hasta de 20 Mbps

CAT5

100

Usado en redes LAN; Velocidades hasta de 100 Mbps. Cable de 8 Hilos.

CAT5e 100

Es una categoría mejorada, minimiza atenuación e interferencias. No estándar. No se puede trenzar

CAT6

250 No está estandarizada.

Ring;

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CAT7

No está definida ni estandarizada; para ponchar se necesita un RJ-45 especial.

600

Tabla 7. Categorías del Cable UTP

El armado del cable UTP se debe realizar teniendo en cuenta las convenciones que definen el color y la posición en el RJ45, estas son:

Con Posición de los conductores del UTP en el RJ-45 venc 1 2 3 4 5 6 7 8 ión B/ A

B

B/N Verd aran Verd e ja e B/N aran ja

B/ Azul

B/ Nar anja

Verd Azul e

Azul

B/ Azul

Nar anja

B/

Caf Café é

Verd B/ Caf e Café é

Tabla 8. Convenciones del Cable UTP Una vez se escoja la convención que se va a usar, se debe ponchar igual en los dos lados del cable, de lo contrario no funcionaría y a nivel de hardware en el computador no necesita de algún cambio porque éste reconoce automáticamente que tipo se usó.

Cable Coaxial: Es un cable conductor interno cilíndrico separado por un aislante macizo; todo esto recubierto por otra capa aislante que es la parte exterior que se puede observar. Este cable permite la comunicación entre puntos a mayor distancia, con mayor velocidad y con menor susceptibilidad al ruido. Permite enviar señales de tipo analógicas y digitales,

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además de usarse para televisión, telefonía a larga distancia, conexión de periféricos a corta distancia, entre otros. Su impedancia característica suele ser de 75Ω. Las desventajas que tiene son la atenuación de la señal, el ruido térmico. Existen dos tipos diferentes de cable coaxial los que serán expuestos a continuación: Cable coaxial delgado es un cable altamente usado para cualquier tipo de red por su flexibilidad y facilidad de manipular; puede transmitir señales en una distancia máxima de 185 m y mide 6mm de grosor. La denominación que se le ha dado es la de RG-58. Cable coaxial grueso es un cable rígido de 12mm de diámetro y fue el que se usó en las primeras redes Ethernet. Siendo su núcleo más grueso, se logra alcanzar distancias mayores de aproximadamente 500 m. Es del tipo RG-11 o también conocido como 10base5. Los conectores usados son BNC para coaxial delgado y para el grueso se usa el tipo N

Fibra Óptica: Es un filamento delgado y largo de un material dieléctrico transparente, usualmente vidrio, con un diámetro entre 50 y 125 micras la cual tiene uno o varios revestimientos especiales con algunas características para lograr transmisiones a grandes distancias.

Existen varios tipos de fibras ópticas y son usados dependiendo de la aplicación que se va a realizar.

La fibra Monomodo es la que solamente puede enviar un a haz de luz a través de ella debido a que tiene un solo recubrimiento, por esta razón el diámetro del núcleo tiene la misma magnitud que la longitud de onda de la señal a

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transmitir, entonces la banda de paso es del orden de 100GHz/Km.

La fibra Multimodo tiene varios recubrimientos sobre el núcleo, haciendo que se puedan enviar varios haces de luz usando el fenómeno de refracción, lo que quiere decir que haces con distintas longitudes de onda pueden viajar al mismo tiempo. A diferencia de la fibra monomodo, la banda de paso aquí es de 500MHz/Km.

Los conectores más usados en la fibra óptica en redes de área local son los SC (Straight Connection) de inserción directa y para conectarse se debe pulir la fibra y se debe alinear con el conector. El conector ST (Straight Tip) es parecida a la SC pero requiere un giro del conector para su inserción; se usa para instalaciones Ethernet híbridos entre cable trenzado y fibra óptica. También se requiere el pulido y la alineación de la línea.

Recomendaciones del Cableado Estructurado

Las recomendaciones que se hacen en el cableado estructurado son pocas pero son necesarias debido a que esto influye directamente sobre la calidad y la veracidad de la información que viaja a través de estos medios.

Algunas de estas recomendaciones son las siguientes:

 No realice giros con un ángulo igual o mayor a 90º porque el cable perdería sus propiedades físicas.

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 Cuando se atan los cables juntos se debe tener cuidado de no causar deformidades en la cobertura o en el trenzado.  Mantener los cables lejos de equipos que puedan generar ruidos o interferencia electromagnética.  No aplicar tensiones mayores a 25 libras al cable para no deformarlos y cambiar las características físicas.  No poner el cable en el exterior de las edificaciones porque estarían expuestos a los fenómenos atmosféricos.  No realice empalmes entre los cables porque son un punto de pérdida de la información.  No dejar rollos de cable(falta)  Usar canaleta para asegurar el cable UTP.  La canaleta debe ser del mismo ancho del conector de la pared.  La canaleta no se debe rellenar más del 60% del volumen del contenido.  La canaleta metálica debe estar pintada con pintura metálica especial para que tenga una puesta a tierra en un punto y si es muy larga, se debe hacer en cada extremo.  La fibra óptica no debe tener radios de giro inferiores a 25 veces el diámetro del cable.

Lección 19: Tecnologías de Comunicación Telefónica y Redes Privadas (PBX)

Tecnología de Comunicación Telefónica

Durante los primeros años de este siglo para las comunicaciones de voz se diseñaron los nodos de conmutación y los medios de comunicaciones con técnicas analógicas y mecánicas. La venida de nuevas tecnologías como los ordenadores y los circuitos integrados de muy alta densidad ha dado lugar a grandes cambios. Se han automatizado las redes telefónicas mediante la incorporación en los nodos de conmutación de control mediante programa software.

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Redes Privadas

Las redes de comunicación privadas son subredes de comunicación que permiten que los usuarios tengan comunicación permanente y efectiva, disminuyendo los costos del uso de la red pública. Una subred es una red privada creada por una empresa para establecer comunicaciones internas y externas usando la red pública.

Una definición propia de redes privadas es “Conmutadores instalados por usuarios corporativos de la red telefónica conmutada , que permiten conectar por medio de líneas locales a los miembros de la organización a la que presta sus servicios, facilitando las comunicaciones entre ellos sin salir a la red pública y cruzando el tráfico hacia el exterior a través de enlaces locales”5

Anteriormente se usaban este tipo de redes con el único fin de transmitir voz, pero ahora se ha logrado llegar a nodos que tienen la capacidad de conmutar datos, voz e incluso imágenes; esta tecnología se le llama Redes Digitales de Servicios Integrados (ISDN o en español RDSI).

PBX

PBX (Private Branch Exchange) es un sistema de telefonía dentro de una organización que controla llamadas entre sus usuarios a través de extensiones locales y a su vez permite que todos compartan un número menor de líneas de la red pública, haciendo que se disminuya el costo en cuanto a compra de líneas se refiere.

5

Tomado de

Telefónica para Ingenieros en Sistemas de Comunicación 2, Ed 2 – 1999, Pág. 668

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Estas centrales no tienen límite con respecto al número de usuarios que puede tener pero este es un factor que aumenta los costos y la capacidad se determina por el número de puertos donde se pueden conectar las líneas de la red pública.

Hablar de características de una PBX puede ser muy extenso debido a que ésta se puede acomodar a la necesidad que esté buscando el cliente, pero de las más comunes se encuentran las siguientes:

Operadora Automática

Se puede dirigir mediante menús a extensiones específicas, buzones de voz o mensajes grabados, dando una sensación de eficiencia a la empresa.

Desvío Llamadas

de Permite que el usuario se pueda desplazar sin ninguna limitación debido a que su llamada puede ser transferida a un teléfono móvil e incluso a otro PBX.

Repetición Llamadas

de Facilita que las llamadas no se pierdan sino que pueden esperar hasta ser atendidos en la extensión a la que se comunicó u otra.

Conferencia

:

Se puede hacer con 3 o más usuarios sin importar que éstos se encuentren fuera del edificio de la empresa debido a que también puede adherir usuarios de líneas externas.

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Figura 6. Esquema de una PBX

Asterisk

Es un sistema de red de telefonía que se diferencia de los métodos convencionales porque la voz se transporta sobre un protocolo de IP que es lo que se conoce como Voz sobre IP (VoIP), es decir que toma la señal de audio analógica de tal forma que se digitaliza para ser enviada a través de la red hacia una dirección IP determinada.

Es una PBX totalmente virtual que usa un software bajo el concepto de software libre que minimiza los costos en el desenvolvimiento de código fuente y el hardware de telefonía. Funciona bajo plataforma Linux y en algunos casos en Unix. También se puede conectar a la red de telefonía pública haciendo que exista una conectividad en tiempo real con las redes de VoIP.

Las ventajas más significativas que se observan son:



Conexiones remotas usando la Internet



Interconexión de usuarios pasando fronteras de ciudades, estados y países.



Integrar servicios de correo de voz con el correo electrónico de cada uno.

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

Creación de un menú fácil de navegar.



Administración de la cola de llamadas



Registro detallado de llamadas para control

Lección 20: Redes públicas, red telefónica básica y PSTN

Redes Públicas

Las redes de telefonía públicas son aquellas que tienen todos los medios de transmisión y de conmutación ofrecidos por el operador del servicio telefónico público. Establece comunicaciones de voz entre usuarios a través de módems. Normalmente se les conoce como RTPC (Red Telefónica Pública Conmutada) o, simplemente RTC.

Red Telefónica Básica (RTB)

Se define la Red Telefónica Básica (RTB) como todos los medios de transmisión y conmutación necesarios que permiten enlazar a voluntad dos equipos terminales mediante un circuito físico que se establece específicamente para la comunicación y que desaparece una vez que se ha completado la misma. Por lo tanto es una red conmutada.

Inicialmente fue usada para transmitir voz, con el paso del tiempo y la evolución de Internet se tuvo que incorporar el soporte de otros servicios de valor añadido que transfiere información de diferentes tipos (Voz, Datos y Multimedia), esto se hace usando un Modem.

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Una ventaja que tiene esta red, es que ofrece la facilidad de establecer comunicaciones con redes telefónicas a nivel mundial y los inconvenientes más notorios son la capacidad reducida de enviar información y la distancia existente entre el abonado y la central.

PSTN

“La red telefónica pública conmutada (PSTN, Public Switched Telephone Network) es una red con conmutación de circuitos tradicional optimizada para comunicaciones de voz en tiempo real. Cuando llama a alguien, cierra un conmutador al marcar y establece así un circuito con el receptor de la llamada. PSTN garantiza la calidad del servicio (QoS) al dedicar el circuito a la llamada hasta que se cuelga el teléfono”.6 PSTN proporciona acceso tanto a abonados analógicos, ISDN, móviles, centralitas privadas automáticas, unidades remotas.

Figura 7. Esquema de una PSTN

En el proceso de conexión y desconexión de una llamada se deben tener algunas funciones esenciales como la conmutación que identifica y conecta los abonados en una trayectoria de conmutación adecuada; la señalización suministra e implementa las señales de control y de supervisión necesarias para establecer la comunicación, la transmisión lleva el mensaje con las señales del control por medio del canal; la gestión vigila ininterrumpidamente los elementos de la red y se 6

Tomado de http://technet.microsoft.com/es-es/library/cc737738%28WS.10%29.aspx

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hace mas fácil la configuración de esta; los datos como elemento de comunicación dan la visibilidad a los equipos instalados en todo el territorio desde un punto centralizado (centro de control); los equipos terminales son los elementos que tiene el abonado (teléfonos, fax, computadores).

La estructura de la PSTN es jerárquica donde se reparten así:

Central Local

Conecta los abonados (usuarios) situados en una misma zona.

Central Tándem

Conecta las centrales locales ubicadas en una misma zona, estas a la vez pueden estar conectadas entre sí.

Centros Primarios

Aquí se conectan las centrales comunicaciones interurbanas.

Centros Secundarios

Donde se conectan los centros primarios para establecer comunicaciones interurbanas.

locales

para

hacer

X.25

Los principios del protocolo estándar X25 son



La información se divide en paquetes de tamaño igual.



Cada paquete queda identificado con un número y se envía a la red con una dirección destino.



Los nodos de la red, que son computadores especializados en conmutación, detectan y corrigen errores además de realizar tareas de control de flujo de la información.

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

En el punto de destino, si los paquetes llegan desordenados, se reordenan para obtener el mensaje original.

Este protocolo garantiza una transmisión libre de errores, ofrece muchas opciones y facilidades de controlar aspectos como la seguridad y la distribución del tráfico, permite una flexibilidad de configuración, hace que la distancia sea un factor irrelevante con relación a los costos y se pueden usar en cualquier utilización geográfica.

Frame Relay

Es un servicio de transmisión de datos diseñado específicamente para redes LAN cuando se desea transmitir a mayor velocidad (de 64 Kbps a 2Mbps) entre sus dependencias y con tiempos de respuesta muy cortos. Sus aplicaciones más significativas son el intercambio de información en tiempo real, correo electrónico, transferencia de archivos, el uso de impresoras remotas, acceso remoto a bases de datos, entre otras.

Las ventajas de frame relay son7

7



Uso eficiente del ancho de banda disponible



Aprovechamiento de la fiabilidad ofrecida por los nuevos sistemas de transmisión.



Puede enviar información como voz, datos y TV por separado o simultáneamente.

Tomado del libro Informática aplicada a la gestión de empresas – José Joaquín López

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RDSI

Es una red diseñada a partir de la red telefónica digital integrada que garantiza una conexión digital entre los dos terminales para satisfacer las necesidades actuales (Voz, TV y datos), también ofrece servicios adicionales como la identificación de llamadas, desvío, llamada en espera, entre otras.

Este tipo de acceso resulta ser adecuado en ocasiones donde se requiera gran capacidad de las centralitas, aplicaciones de back up, call center, entre otros que son usuarios generalmente empresariales.

Características de las redes RDSI8



Canal B, quien transporta la información generada por el terminal del usuario (velocidad de 64 Kbps).



Canal D, quien transporta la señalización.



Combinando los dos canales se obtiene lo que se conoce como RDSI de banda estrecha.



Acceso básico (2B+D), formado por dos canales B y un D de 16 Kbps.



Generalmente se usa para un único abonado o para centralitas y LAN pequeñas.



Acceso primario (30B+D) formado por 30 canales B y un D de 64 Kbps, lo que permite alcanzar 2Mbps.

Lección 21: Dimensionamiento de planta externa

NTC 4252 TELECOMUNICACIONES – RED PLANTA EXTERNA 8

Tomado del libro Informática Aplicada a la Gestión de Empresas – José Joaquín López

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HERRAJES PARA REDES TELEFÓNICAS DE PLANTA EXTERNA.

NTC 2812 ELECTROTÉCNIA – VOCABULARIO PARA TELEFONÍA DE PLANTA EXTERNA

NTC 4367 TELECOMUNICACIONES – RED DE PLANTA METODOLOGÍA PARA LA INSTALACIÓN DE RED ABONADO.

EXTERNA.

Las canalizaciones para redes telefónicas son todas las actividades correspondientes a la construcción de canalizaciones telefónicas tales como: excavación, suministro, transporte e instalación de los ductos, materiales y demás elementos necesarios y la construcción de las obras anexas o complementarias, para la correcta ejecución, terminación y perfecto funcionamiento del sistema, se harán de acuerdo con:

Las Normas para Diseño y Construcción de Canalizaciones Telefónicas, que de ahora en adelante llamaremos NDCCT, Manual de Normas Generales para construcción de Pavimentos de La Entidad, el Código Colombiano de Construcciones Sismo-resistentes, las Normas ICONTEC, las Normas de Seguridad Vigentes, los planos, las órdenes o recomendaciones de la Interventoría y las normas emanadas por las autoridades competentes, dictadas en fecha posterior a la promulgación de este documento. Para la construcción de la infraestructura se han publicado unas normas con el fin de organizar y estandarizar este tipo de obras. Aquí se mencionan en términos generales.

La localización de canalizaciones telefónicas en vías públicas, andenes, zonas verdes, puentes, coberturas, zona de parrilla, se hará de acuerdo a las disposiciones al respecto contenidas en las NDCCT.

Ninguna excavación podrá iniciarse sin obtener los permisos correspondientes de las autoridades competentes, y acatando las Normas de Seguridad y decretos

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vigentes. Esta actividad puede realizarse mediante método manual o mecánico, y cuando sea necesario el uso de explosivos se tramitará los permisos correspondientes y se tomarán todas las precauciones preestablecidas en el numeral 2.5, dando aviso previo a la Interventoría. No se permitirá depositar material sobrante ni escombros en sitios donde perjudiquen el tráfico vehicular y peatonal ni donde puedan obstruir drenajes y desagües. Todas las actividades, medida y pago de la excavación se harán de acuerdo con las NDCCT y el Capítulo 2 de las presentes normas.

Los tipos de ductos que podrán ser usados en canalizaciones telefónicas son: PVC, fibrocemento, acero galvanizado y condulin cuando se trate de reparaciones. Tales tuberías cumplirán con las normas vigentes del ICONTEC o en su defecto con las normas ACI, ASTM, NEMA. El montaje, instalación, medida y pago de los ductos, se regirán por lo establecidos para tal efecto en las NDCCT.

CAPÍTULO 5. REDES DE COMPUTADORES

Introducción

En este capítulo se describen las diferentes clases de redes y sus aplicaciones, topologías y su clasificación según las topologías destacando las ventajas que tienen cada una de ellas, los protocolos más usados en la actualidad y los usos de estas redes a nivel industrial.

Lección 22: Topología y clasificación de redes

Topologías de Redes

Son las distintas configuraciones que se pueden realizar para construir una red de computadores. Se debe hacer un análisis del sistema que se va a diseñar para

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tener los argumentos necesarios para construir la red con las distintas configuraciones.

Las topologías son:

Topología en Bus

Todos los terminales se conectan a través de interfaces físicas llamadas tomas de conexión a un medio de transmisión lineal. Cada estación puede transmitir y recibir información debido a que el bus es Full Dúplex; Además, en cada terminal de bus hay terminales para que la señal rebote.

Figura 8. Topología en bus

Topología de Árbol

Es similar a la del bus; La diferencia está en que sólo se permiten ramificaciones desde un punto determinado al cual se le llama Raíz. No permite bucles.

Figura 9. Topología en árbol

Topología de Anillo

Esta red consta de una serie de equipos conectados unos a otros en forma de anillo para pasar la información sin almacenarla. Esta información solo circula en una dirección. También existe una variación de esta red llamada Anillo Difuso, ya que funciona de la misma manera, solo que los equipos están conectados a una red en forma de anillo por donde circula la información, evitando así, que si alguno de ellos falla, no se interrumpa la comunicación.

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Figura 10. Topología de anillo

Topología de Estrella

Se trata de un nodo central desde donde salen los cableados para cada estación y se comunican unas con otras a través del nodo central.

Figura 11. Topología de estrella

Clasificación de las Redes

Estas redes son algo similares y se diferencian en el área de trabajo donde se van a aplicar.

Los tipos de redes son:

Redes (LAN)

Locales Son redes locales usadas para comunicar un grupo de computadores en un espacio pequeño. Generalmente son administrada por quien las crea y usan direcciones IP privadas. Generalmente transmiten información a una velocidad de 10 a 100 Mbps y puede usar todas las topologías.

Redes Metropolitanas (MAN)

Son redes restringidas a un área urbana (ciudad), se trata de la interconexión de varias redes privadas y usa alguna facilidad pública de comunicación de datos. El ejemplo más

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evidente son las redes de televisión.

Redes de Área Es una red muy amplia que abarca países y mucho más Amplia (WAN) territorio, es el principio de Internet, además de ser las primeras redes que se implementaron.

Redes de Área Son redes muy pequeñas que se forman entre equipos que Personal (PAM) usan generalmente tecnología Bluetooth o infrarrojo.

Lección 23: Arquitectura OSI y Modelo TCP/IP

Arquitectura de Capas - OSI

Una arquitectura de capas es la que divide el trabajo de los protocolos y los organiza desde la fuente para entregarlos al destino; teniendo en cuenta esto, se va a desglosar la arquitectura OSI.

El modelo OSI (Open System Interconnect) es un estándar o modelo universal para protocolos de comunicación y describe como se transmite la información de un software a través de la red hasta una aplicación en otro punto de la misma. Este modelo no se considera una arquitectura de red porque no especifica los servicios y protocolos exactos que se deben usar en cada capa. Para efectos de implementación de una red, los dispositivos no requieren que dentro de su arquitectura se contemplen las siete capas sino las que considere necesaria para cumplir con su labor dependiendo de su función y su ubicación en la red. En el caso de la tecnología en redes sólo se considera la primera capa la cual es necesaria para el desarrollo del curso. Consta de 7 capas que son descritas a continuación:

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Figura 12. Modelo OSI

Capa Física

Capa Enlace

Es el proceso de envío de bits en un medio físico de transmisión y se asegura que no tenga errores, proporciona los tiempos de una señal (I/O) y establece si el medio permite comunicar simplex, half or full dúplex.

de Esta capa toma los bits que entrega la capa física, añade una cabecera y forma las tramas, revisando a la vez si estas tienen errores. También se incluye información de direccionamiento y cada vez que un paquete llegue a una estación se cambian los valores de la dirección física (dirección fuente y destino).

Capa de Red

Esta capa toma la decisión de la ruta que deben tomar los datos en la red para que lleguen al destino en un formato definido por un protocolo. Para esto se tienen varias opciones y dependiendo a parámetros de eficiencia o disponibilidad se escogen rutas dinámicas. Se debe tener siempre fija la dirección lógica o IP de destino para que el paquete se ubique y pueda llegar.

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Capa de En este punto los datos recibidos de la capa de red y son transporte conducidos hasta el destino pero en ocasiones los datos exceden el tamaño máximo de transmisión (Maximum Transmission Unit o MTU), entonces aquí se fracciona para que pueda ser enviado; en el destino pueden llegar de forma desordenada, por lo tanto la función de esta capa es reorganizarlos y si alguno no se pierde en el camino, entonces pide una retransmisión. Otra función es la de multiplexar varias conexiones además de identificar a cada una de ellas.

Capa Sesión

de Aquí se establece, administra y finaliza las sesiones de comunicación entre las capas de presentación. Su trabajo es solicitar y responder a los servicios que se prestan en la red. También se encarga de los puntos de sincronización de la red en caso de un posible fallo de red; si se presenta alguna falla, el mensaje se puede reenviar desde el último punto de sincronía.

Capa de Esta capa se ocupa de la sintaxis y la semántica de la Presentación información intercambiada entre dos host y que es necesaria para la capa de aplicación porque si el software así lo requiere, entonces es necesario hacerlo, en otras palabras, aquí se especifican las características que se desea que destino observe.

Capa de En esta capa se encuentran aplicaciones de red que permiten Aplicación explotar los recursos de otros puntos haciendo que se puedan compartir recursos.

Modelo TCP/IP

Nace del estándar diseñado por ARPANet para conectar computadores entre sí e intercambiar información de cualquier red con la que desee conectarse y que sea

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capaz de recuperarse de la pérdida de algún nodo. Cuando inició su aplicación a nivel del público, se implementó inicialmente en el sistema operativo UNIX pero hoy en día se usa en casi todas las plataformas.

Este modelo se divide en IP (Protocolo de Internet) que es el proceso en el cual dos host se conectan entre sí y está compuesto por las primeras tres capas del modelo OSI; es quien envía los datagramas por la red. TCP (Protocolo de Control de Transmisión) es quien gestiona el flujo de los paquetes de IP y garantiza que el mensaje llegue a destino.

El modelo TCP/IP consta solamente de 4 capas.

APLICACIÓN

TRANSPORTE

RED

HOST A RED

Figura 13. Modelo TCP/IP

Capa Host a Red

La capa inferior, se relaciona con la capa física respecto del modelo OSI, y contiene varios estándares del IEEE como el 802.3 llamado Ethernet, fibra óptica y su propio método de acceso al medio físico.

Capa de Red

Similar a las capas 1, 2 y 3 del modelo OSI. En este nivel el protocolo IP entrega paquetes en los destinos

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indicados, escogiendo la ruta apropiada y solucionando problemas de congestión y caídas de enlaces.

Capa de Transporte

Está formada por dos protocolos TCP y UDP. TCP es un protocolo confiable y orientado a conexión, ofreciendo un medio sin errores para enviar paquetes; mientras que UDP es un protocolo no orientado a conexión y no es confiable.

Capa de Aplicación

En la última capa se encuentran las aplicaciones conocidas actualmente; entre las más populares están los protocolos WWW, FTP, telnet, DNS, el servicio de correo electrónico (SMTP), entre otras.

Diferencias significativas entre el modelo OSI y TCP/IP

OSI  Definido en 3 conceptos: Servicios, interfaces y protocolos  Desarrollado antes de inventar los protocolos por lo tanto tuvo problemas al asignar funcionalidades a cada capa.  Tiene siete capas  Se apoya en la comunicación

TCP/IP  Inicialmente no se definía en los 3 conceptos pero después los adoptó con el fin de asimilarse a OSI.  Desarrollado después de los protocolos.  No se ajusta a otra estructura de protocolos.

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tanto orientada como no orientada a la conexión en la capa de red.

 Tiene 4 capas  Se apoya en la comunicación tanto orientada como no orientada a la conexión en la capa de transporte.

Tabla 9. Diferencias entre Modelo OSI y TCP/IP

Lección 24: Redes Ethernet y redes industriales

Red Ethernet

La red Ethernet es la mas popular usada en la tecnología LAN porque permite un equilibrio entre velocidad, costo y facilidad de instalación. Tiene una alta popularidad y soporta casi todos los protocolos de red; por eso fue estandarizada como IEEE Standard 802.3 formando parte de la norma IEEE.

Fue creada por Xerox Corporation basándose en la red Aloha y finalmente en 1980 Digital Equipment Corporation (DEC) junto con Intel publicaron una especificación de red teniendo como base los conceptos de Ethernet.

Los niveles principales de una red de Ethernet son: Nivel de usuario que es la estación de trabajo o el punto donde se conecta el host, el nivel de enlace de datos agrupa la información y la comunica con el destino y el nivel físico se encarga de la codificación y decodificación de la información y el control de acceso al canal.

Este estándar ha sido reconocido por instituciones a nivel mundial como IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers), ANSI (American Nacional Standard Institute) e ISO (Internacional Organization for Standarization); de aquí que existen varias versiones de este protocolo.

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Ethernet

Esta versión corresponde a la versión original DIX y su posterior versión.

802.3 o DIX V2

Corresponde al protocolo 802.3 sin empleo del protocolo 802.2 que fue usado por Novell Netware aún cuando no estaban aprobadas las especificaciones de éste último.

802.3 – 802.2 Es el protocolo 802.3 pero que necesita del protocolo 802.2 LLC para su funcionamiento. Ethernet SNAP extiende el encabezado de IEEE 802.2 agregando un encabezado de protocolo de acceso a subred 802.3 – 802.2 (SNAP) que proporciona un código de “tipo de LLC – SNAP encapsulamiento” similar al definido en la especificación de Ethernet versión II y utilizado con TCP/IP y Apple Talk. Tabla 10. Tipos de redes Ethernet9

Con respecto a la parte física, Ethernet tiene un grupo de redes LAN que abarca Ethernet (10Mbps), Fast Ethernet (100Mbps) y Gigabit Ethernet (1000Mbps).

Especificaciones IEEE 802.3 a 10 Mbps (Ethernet)10

1. Especificación 10base5: Utiliza cable coaxial, topología en bus, señalización digital Manchester, longitud máxima de segmento de cable (entre cada par de repetidores) es 500 metros, sólo hay un camino posible entre dos repetidores.

2. Especificación 10base2: similar a la anterior pero con cable más fino (coaxial delgado) y menos costoso.

9

Tomado del libro de “Los protocolos en las Redes de Ordenadores” de Antonio Salavert Casamor

10

Tomado de Comunicaciones y Redes de William Stallings

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3. Especificación 10base-t: se usa cable de par trenzado apantallado aunque permite menor distancia, topología en estrella, debido al tipo de cable, las distancias máximas permitidas rondan los 100 metros.

4. Especificación 10 Ancha36: utiliza cable coaxial y banda ancha, cables de unos 2000 metros, modulación por desplazamiento de fase, codificación diferencial.

5. Especificación 10Base-F: fibra óptica, codificación Manchester.

Especificaciones IEEE 802.3 a 100 Mbps (Ethernet a alta velocidad)

Se utiliza MAC, dos enlaces físicos entre nodos (cada uno en una dirección), pares trenzados apantallados o no apantallados de alta calidad o fibra óptica, topología en estrella, codificación FDDI (Interfaz de Datos Distribuidos por Fibra).

Existe un tipo de red más ágil llamada Fast Ethernet (IEEE 802.3u), que aumentó la velocidad de 10Mbps a 100Mbps haciendo modificaciones mínimas en la red, pero se deben determinar el número de usuarios que necesitan esta velocidad para modificar los segmentos de troncal a 100BASE-T y seleccionar el hardware preciso para conectar los puntos de alta con los de baja velocidad.

Existen tres tipos de Fast Ethernet:

1. 100BASE-TX para usar con cable UTP CAT5 2. 100BASE-FX para usar con Fibra Óptica 3. 100BASE-T4 usa un par de cables mas para permitir uso de UTP CAT3

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Especificaciones IEEE 802.3 a 1000 Mbps (Gigabit Ethernet)

Conserva la tecnología CSMA/CD y soporta diferentes medios físicos con distintos valores de distancia, lo que lo hace compatible con las demás tecnologías de redes ethernet.

Los tipos de de Gigabit ethernet son:

1000Base-SX: con fibra multimodo, 850 nm. 1000Base-LX: puede usar los dos tipos de fibras a 1300nm. 1000Base-CX: usa cable de cobre (STP).

CSMA/CD

(Acceso Múltiple con Detección de Portadora y Detección de Errores), es la tecnología usada en el bus de protocolo Ethernet/IEEE 802.3 que controla la operación de la red; su objetivo principal es la detección de errores para contribuir con la disminución de colisiones en la red.

La función principal de este método de acceso es la de determinar si el canal por el que se va a transmitir está desocupado, esto se hace detectando la portadora, de ser así, el nodo puede enviar la información sin problemas. Otro caso que se puede presentar es que el canal esté desocupado y dos nodos empiecen a transmitir al mismo tiempo, ocasionando una colisión; en este caso los nodos paran por un tiempo aleatorio antes de volver a reactivar la transmisión.

Redes Industriales

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En una empresa se tienen equipos dedicados al control de máquinas o de procesos, generalmente se tienen autómatas programables, ordenadores de diseño y gestión, sensores y actuadores, entre otros. Con este fin se crearon las redes industriales para unirlos todos, aumentando el rendimiento e incluso proporcionando nuevas posibilidades.

Las principales ventajas de las redes industriales son:

 Visualización y supervisión de todo el proceso productivo.  Toma de datos del proceso más rápida o instantánea.  Mejora del rendimiento general de todo el proceso.  Posibilidad de intercambio de datos entre sectores del proceso y entre departamentos.  Programación a distancia, sin necesidad de estar a pie de fábrica.

Como se puede observar, aumenta el rendimiento y optimiza el sistema que use este tipo de red pero se debe hacer un cálculo de la inversión donde se vea reflejado si realmente es necesaria la esta implementación.

Lección 25: Niveles de una red industrial y redes LAN industriales

Niveles de una Red Industrial

Como es de esperarse, todos los equipos tienen una posición jerárquica dentro de la red para establecer conexiones adecuadas en cada área; resáltese que esta estructura no es universal, por lo tanto puede variar en la cantidad de niveles dependiendo directamente del tamaño del proceso y de la propia industria. Esta jerarquía está distribuida así:

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Nivel de Gestión

Es el nivel más alto y su función es integrar los niveles siguientes en una estructura de fábrica e incluso con otras fábricas. Las máquinas en este nivel suelen ser estaciones de trabajo que hacen de puente entre el proceso productivo y la planta de gestión, el cual supervisa ventanas, stocks, entre otras. Las redes usadas son LAN o WAN.

Nivel de Control

Está encargado de enlazar y dirigir las distintas zonas de trabajo. En este nivel se encuentran los sistemas autómatas de gama alta y los equipos dedicados al diseño, control de calidad, programación, entre otros. La red usada es LAN.

Nivel de Campo y Proceso

Aquí se integran los pequeños automatismos (autómatas compactos, multiplexores de E/S, controladores PID, etc). No es extraño encontrar autómatas modulares como maestros flotantes. Las redes usadas son las de buses de campo.

Nivel de Entrada/Salida

Es el nivel más cercano al proceso y es quien administra los sensores y actuadores, encargados del proceso productivo y tomar las medidas necesarias para la correcta automatización y supervisión.

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Figura 14. Jerarquía de las redes industriales

Estándares de redes LAN Industriales

Los estándares más conocidos y extendidos por las redes industriales son dos y se explican a continuación:

1. MAP (Manufacturing Automation Protocol), creada para entornos industriales por General Motors y normalizada por IEEE. No actúa a nivel de bus de campo pero tiene terminales para este fin. También permite integración de redes WAN.

2. Ethernet fue desarrollada por Xerox Corporation y registrada posteriormente con Digital e Intel. Compatible con las primeras tres capas del modelo OSI. Permite topologías en bus o en árbol con comunicación semidúplex. Maneja velocidades entre (10-100) Mbps de Fast-Ethernet. Ha sido uno de los estándares que más rápido ha evolucionado debido a su uso masivo en ofimática.

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Lección 26: Buses de campo y aplicaciones

Bus de Campo

El bus de campo constituye el nivel más simple y próximo al proceso dentro de la estructura de comunicaciones industriales. Se basa en procesadores simples y usa un protocolo pequeño para gestionar el enlace entre ellos. Los buses de campo más recientes permiten la comunicación con buses jerárquicamente superiores y más potentes.

Las partes principales de un bus de campo son:

Estándares de comunicación, cubren las primeras tres capas del modelo OSI (Físico, enlace y red).

Conexiones físicas: generalmente se admiten más de una conexión física. Las más comunes son semidúplex (comunicación de banda base de RS-485), RS-422 y conexiones de bucle de corriente.

Protocolo de acceso al medio (MAC) y de enlace (ILL): Define una serie de funciones y servicios de la red mediante códigos de operación estándar.

Nivel de aplicación: está enfocado al usuario usando las operaciones estándar del protocolo de acceso al medio para crear programas de gestión y presentación. La aplicación es del fabricante y permite finalmente la programación en un lenguaje estándar.

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Los buses de campo fueron normalizados por IEC (Comité TC65C-WG6), el cual define una serie de reglas genéricas:

 Nivel físico: Bus serie controlado por un maestro, comunicación semidúplex trabajando en banda base.  Velocidades: 1 Mbit/s para distancias cortas, o valores inferiores, entre (250 a 64) Kbits/s para distancias largas.  Longitudes: 40 m para la máxima velocidad y 350 m a velocidades más bajas.  Número de periféricos: 30 nodos como máximo, con posibles ramificaciones hasta un máximo de 60 elementos.  Tipo de cable: pares de cables trenzados y apantallados.  Conectores: bornes tipo industrial o conectores tipo D9 o D25.  Conexión/desconexión "on line": la conexión y/o desconexión de algún nodo no debe interferir el tráfico de datos.  Topología: bus físico con posibles derivaciones hacia los nodos o periféricos.  Longitud de ramificaciones: máxima longitud de las derivaciones de 10 m.  Aislamientos: 500 V CA permanentes entre elementos de campo y bus. Tensión de prueba 1500 V CA/1 minuto.  Seguridad intrínseca: opción a conectar elementos de campo con tensiones reducidas para atmósferas explosivas.  Alimentación: opción de alimentar los elementos de campo a través del bus.  Longitud de mensajes: mínimo 16 bytes por mensaje.  Transmisión de mensajes: posibilidad de diálogo entre cualquier par de nodos sin repetidor. Esto no excluye, sin embargo, la posibilidad de que la comunicación se haga a través de un maestro ni tampoco excluye el empleo de repetidores "transparentes" para incrementar las distancias de transmisión.

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 Maestro flotante: posibilidad de maestro flotante entre diversos nodos.  Implementación de protocolo: los circuitos integrados que implementen el protocolo deben estar disponibles comercialmente y ser de dominio público (no protegidos por patentes de exclusividad).

Las especificaciones de la norma IEC detallan la parte física de la red pero deja abiertos los niveles de enlace y aplicación, Por eso hay varios posibles candidatos a bus de campo estándar. Por tanto, se debe asegurar que todos los componentes de red siguen un mismo bus de campo, de lo contrario puede presentarse conflictos.

Buses de Campo más Usados

Existen muchos buses de campo según el fabricante, pero los más extendidos y mas usados son los siguientes:

 Modbus Modicon: marca registrada de GOULD INC. Define un protocolo de comunicación de topología maestro-esclavo. No está reconocido por ninguna normal internacional.

 BITBUS: marca registrada por Intel. De bajo coste y altas prestaciones. Intel cedió a dominio público el estándar, por lo que se considera un estándar abierto. Está reconocido por la normativa IEEE 1118. Se trata de un bus síncrono, cuyo protocolo se gestiona completamente mediante el microcontrolador 8044.

 Profibus: impulsado por los principales fabricantes alemanes. El protocolo es un subjuego de MINIMAP. Está impulsado por ser un estándar abierto y bajo norma DIN 19.245.

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 S-BUS: no es un bus de campo propiamente dicho, sino un sistema multiplexor/demultiplexor que permite la conexión de E/S remotas a través de dos pares trenzados.

 FIP (Factory Instrumentation Bus): impulsado por fabricantes y organismos oficiales franceses.

 MIL-STD-1553B: adoptado por algunos fabricantes en USA.3.

CAPÍTULO 6. REDES INALÁMBRICAS

Introducción

En este capítulo se definen las distintas redes inalámbricas, la evolución de las tecnologías que han sido desarrolladas hasta el momento, los protocolos que usan, las topologías existentes y el porqué de cada una de ellas; se divide las tecnologías según sus aplicaciones como lo son las redes privadas y públicas de telefonía y datos.

Lección 27: Definición, ventajas y desventajas, tipos y topologías de redes inalámbricas.

Definición de Redes Inalámbricas

Desde hace poco tiempo se está viviendo una revolución de las comunicaciones similar a la que produjo la Internet en su nacimiento; de alguna manera se ha tornado muy importante tener acceso a las redes de una empresa en cualquier

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lugar de la planta física, pero algunas veces no es posible con el cableado convencional.

Es ahí donde las redes inalámbricas o WN (Wrieless Networks) tienen su auge, debido a sus bajos costos y a la facilidad de tener un acceso en cualquier lugar siempre y cuando el radio de irradiación lo permita. Las aplicaciones son muchas, entre las más importantes es la disponibilidad a través de Internet.

Figura 15. Esquema de una red inalámbrica

Ventajas y desventajas de las redes inalámbricas

VENTAJAS



Libertad en los movimientos



Fácil reubicación de los terminales



Conexión con puntos de acceso donde no se puede llegar con cable



Costos de instalación disminuidos.



Escalabilidad

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DESVENTAJAS



No hay resultados sobre el efecto de las radiaciones sobre el cuerpo humano



Expuesto a ataques de la red.



División de ancho de banda para todos los usuarios.



Pérdida de velocidad y las posibles interferencias en el ambiente

Tipos de redes Inalámbricas

Las redes inalámbricas se clasifican según su alcance geográfico, lo que nos muestra que existen tres tipos.

Wireless WAN (Wide Area Network), son redes que cubren un territorio extenso para comunicar distintas edificaciones, estas conexiones se hacen generalmente por líneas telefónicas o líneas muertas. También usa como medios de transmisión las conexiones satelitales o antenas de radio microondas, haciendo que sean más económicas y fáciles de instalar.

Wireless LAN (Local Area Network), son redes locales pero inalámbricas, que permiten compartir archivos, recursos, impresoras, entre otros. Tienen un alcance desde los 10 m hasta los 300 m con señales que pueden pasar las paredes.

Wireless PAN (Personal Area Network), son aquellas que permiten hacer la interconexión de equipos en un radio pequeño donde se comunica y sincroniza la información, siendo Bluetooth la más usada.

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Topologías de Redes Inalámbricas

Las redes WLAN se basan sobre dos tecnologías básicas, las cuales son administradas y no administradas, aunque también se les conoce como “de infraestructura” y “Ad Hoc”. A continuación se explicará cada una.

WLAN Administrada; esta red se conecta de forma alámbrica a un dispositivo o una estación base inalámbrica llamada punto de acceso. Es este punto de acceso quien coordina la transmisión y la recepción de la información, teniendo en cuenta que la cantidad de equipos conectados depende del estándar de conexión y del fabricante del producto.

WLAN No Administrada; en este tipo de red cada equipo se conecta directamente con los demás sin la necesidad de pasar por un controlador central. Su uso es práctico en lugares donde se concentren grupos pequeños que no necesitan acceder a otra red.

Lección 28: Redes privadas de telefonía y datos (WiFi)

Redes Privadas

Las redes inalámbricas privadas son aquellas que tienen como fin de tener acceso a la información y por supuesto el de comunicar a los distintos usuarios que tienen acceso a estos recursos. Este tipo de redes se dividen en telefonía y datos los cuales se explican a continuación.

Redes Telefónicas Privadas

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Son conocidas como las redes inalámbricas de primera generación o 1G. Es un sistema monocélula o monousuario, es decir que se trata de una única estación base conectada a la red eléctrica para la alimentación DC y a la red pública. Esta estación se comunica con un teléfono portátil vía radio; esta tecnología se desarrolló para uso doméstico, lo que le permitía al usuario realizar una llamada desde cualquier lugar de la casa en un radio de 100 m a 200 m.

La tecnología CT0, es una norma publicada por la FCC (Comisión Federal de Comunicaciones), para teléfonos de primera generación donde se establecen dos frecuencias, una para enviar y la otra para recibir en la banda baja de VHF (46-48 MHz). Debido a esto, se presentaba interferencia por las pocas frecuencias disponibles, cualquier persona con radio podía escuchar las conversaciones haciendo que el sistema no fuera privado, pero lo que siempre lo caracterizó fue su bajo costo. En Europa se perfeccionó y ahora es uno de los teléfonos más usados a nivel mundial.

La tecnología CT1, fue desarrollada por la CEPT (Conferencia Europea de Administraciones de Correos y Telecomunicaciones). Con frecuencias de trabajo en la banda de UHF, usaba 40 canales con acceso por división de frecuentas (FDMA) con una separación de 1MHz y además asignaba dinámicamente el canal de comunicación a establecer. A diferencia de la tecnología anterior, esta tenía unos costos elevados y también genera conflictos porque trabaja en la misma frecuencia de GSM.

Redes de datos WiFi

Las redes WiFi (Wireless Fidelity), es un sistema que funciona usando ondas de radio que viajan a través del medio donde se encuentre. Para su funcionamiento, establece los niveles 1 y 2 del modelo OSi de tal forma que la capa física modula las ondas de radio e introduce la señalización; por otro lado la capa de enlace define la interfaz entre el bus del equipo y la capa física.

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Nace en 1999 con el nombre de WECA (Wireless Ethernet Compatibility Alliance) con el objetivo principal de garantizar la compatibilidad y la interoperabilidad de los productos WLAN para que cualquier persona pueda trabajar conjuntamente en la red sin tener limitantes por una marca específica.

En la actualidad las redes inalámbricas son muy usadas en sitios públicos como cafeterías, hoteles, aeropuertos, ambientes estudiantiles, entre otros, donde les facilitan a las personas el acceso a la información y por lo tanto a la Internet. Debido a la gran acogida por parte del público en general, se tiene en la actualidad la opción de Internet WiFi en el hogar ya sea por un servicio del proveedor de servicios o usando un Router Inalámbrico que tiene un bajo costo en el mercado.

Los estándares IEEE para redes WiFi más usados en esta tecnología son:

802.11; Con banda de operación de 2.4GHz y tenía velocidades entre 1 Mbps y 2Mbps. (Descontinuado).

802.11a; Banda de operación de 5GHz y con velocidades hasta de 54Mbps, aunque tuvo muchos problemas de compatibilidad con IEEE 802.11b

802.11b; creado en 1999, su banda de operación es de 2.4GHz y alcanza una velocidad máxima de 11Mbps.

802.11c; No usado por el público y era una mejora del 802.1d (estándar para puentes MAC), para combinarlo con dispositivos 802.11. 802.11d; Diseñado para internacionalizar las redes 802.11 permitiendo que se pueda intercambiar información en los rangos de frecuencia establecidos por el país de origen.

802.11e; Su fin principal es mejorar la capa de enlace de datos, definiendo los requerimientos de un paquete para ser transmitido (ancho de banda y retardo).

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802.11f; Este estándar permite que los usuarios cambien de punto de acceso basándose en la propiedad de itinerancia y usa el protocolo IIAP.

802.11g; fue creado en 2003, la banda de operación es de 2.4GHz, la diferencia está en que la velocidad máxima es de 54 Mbps.

802.11h; El objetivo de este estándar es unir a 802.11 con el Europeo (HyperLAN), cumpliendo con las regulaciones europeas con respecto a el uso de frecuencias y el rendimiento energético.

802.11i; Mejora la seguridad en la transferencia de datos basándose en el estándar AES (Advanced Encryption Standard). Puede cifrar transmisiones de los estándares 802.11 a, b y g.

802.11j; Cumple la misma función que la 802.11h pero para la regulación japonesa.

802.11n; es la creación mas reciente con una banda de operación entre los 2.5 GHz y los 5 GHz, y con una velocidad máxima de 600 Mbps aunque realmente se obtienen 100 Mbps.

802.11r; creado para usar señales infrarrojas pero debido a su tecnología se ha vuelto obsoleta.

Lección 29: Generaciones de la comunicación y WiMAX

Generaciones de la comunicación

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La generación 2G surge de la necesidad de incrementar la calidad de servicio debido a que el espectro de frecuencia de la generación 1G era insuficiente. Se caracterizó por implementar la digitalización del trayecto radioeléctrico eléctrico entre la base telefónica y el teléfono portátil; también con la tecnología TDMA (Time Divission Multiple Access) se logró tener hasta ocho usuarios con llamadas activas al mismo tiempo con una separación de frecuencia entre cada uno de 200MHz. Las bandas más usadas fueron las de 900MHz y posteriormente entre 1800 a 1900MHz.

La generación 2.5 G surge de las limitantes que tuvo la anterior con respecto al envío de información debido a la tendencia de la manipulación de ésta usando computadores portátiles y de la misma Internet. Lo más importante de esta generación fue el desarrollo de dos tecnologías llamadas GPRS y EDGE, las cuales serán explicadas posteriormente.

La generación 3G es la evolución de las anteriores, debido a que permite la transmisión de voz y de datos, y también la manipulación de información (correo electrónico, mensajes instantáneos, entre otros). Su desarrollo se basa en tres tecnologías llamadas UMTS, CDMA 2000 y TD-SCDMA.

WiMAX

WiMAX (Worldwide Interoperaability for Microwave Access) es la nueva tecnología en redes inalámbricas de largo alcance. Reconocida por IEEE como el estándar 802.16, ofrece un mayor ancho de banda (en casos especiales superando a la tecnología ADSL) y un radio de cobertura entre 30 y 50 KM sin línea de vista directa, aunque estas distancias pueden variar por la irregularidad del terreno. Es compatible con las redes WiFi.

En la actualidad, WiMAX es desarrollada por un conjunto de empresas denominado WiMax Forum, conformado por más de 250 empresas quienes

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cumplen su función de promotores, asegurando la compatibilidad y la interoperabilidad de los diferentes fabricantes. Entre las empresas, las más representativas son Intel y Nokia.

La tecnología WiMAX es una tecnología de fácil acceso y permite que los usuarios puedan usar aplicaciones como:



Solución de último kilómetro; reemplaza a los elementos actuales (coaxial, fibra óptica y LMDS) y ofrece mayores velocidades que los dispositivos xDSL.

Los dispositivos LMDS (Sistemas de Distribución Digital Multipunto) permiten distribuir de manera inalámbrica servicios de voz, datos y multimedia de baja demanda, pero con WiMAX se otorga mayor libertad en la ubicación de los terminales, usa menor potencia, tiene mayor inmunidad frente a la interferencia y resistencia a los efectos de multitrayecto.



Soporta servicios de paquetes como IP, VoIP, servicios de conmutación de circuitos, entre otros.



Radioenlaces entre puntos fijos de elevada capacidad.



Servicios especiales como localización, emergencia y mensajería



Infraestructura de red fija para tráfico en entornos de alto flujo de información.

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Figura 16. Ejemplo de una red WiMAX

Lección 30: Red de inalámbricas de telefonía pública y redes inalámbricas de datos

Redes inalámbricas de Telefonía Móvil

Son redes telefónicas completas que disponen de elementos de transmisión y conmutación; se les conoce como redes terrestres de móviles públicas PLMN. La finalidad de esta tecnología es que el usuario encuentre el servicio en cualquier lugar, en cualquier momento y de cualquier tipo tanto en forma estática como en movimiento.

Estas redes facilitan el acceso a los usuarios móviles, por lo tanto es necesario la distribución de muchas celdas en el territorio y cabe resaltar que todas no son del mismo tamaño, sino que dependiendo de la demanda en el lugar se diseña y puede interactuar con las otras sin ningún problema; aún así deben procesar una gran demanda de tráfico con un numero de frecuencias limitadas

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Las redes telefónicas móviles están divididas en dos tecnologías, las redes privadas donde se desarrolló el sistema DECT y las públicas, que hicieron lo propio con SMD. A continuación se explica cada una de ellas.

DECT

La tecnología DECT (Digital Enhanced Cordless Telecomunication), es una tecnología de radio que funciona con aplicaciones de voz, datos y red con un alcance hasta de 100 m11. Fue desarrollada en Europa para mejorar la transmisión. Consta de una base y puede tener varias estaciones a las que les llega la señal telefónica vía inalámbrica. Se pueden establecer llamadas entre estaciones y desde estas se puede llamar hacia la red pública.

Las frecuencias de operación se encuentran entre 1.88 a 1.90 GHz, garantizando que no va a existir interferencia entre esta tecnología y la WiFi ni la GSM.

DECT 6.0 es una tecnología que opera en una banda de frecuencia reservada (1910 a 1930 MHz), además aumenta la calidad de la voz, la seguridad en la información y el alcance aumenta.

SMD

El protocolo de comunicaciones del Sistema de Multiacceso Digital (SMD), se especificó y validó según Procol Meta Language (PROMELA).

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Tomado de http://guia.mercadolibre.com.ar/que-es-tecnologia-dect-60-telefonos-inalambricos-22883-VGP

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Es una tecnología que disminuye el costo de la red telefónica debido a que cambia la topología estrella actual y la reemplaza por una de anillo con líneas digitales con velocidades de 2Mbps, disminuyendo los costos. Los posibles abonados son aproximadamente 300 con una probabilidad de bloqueo del 0.1% utilizando dos pares telefónicos para la conexión entre el terminal de cualquiera de estos abonados y la red pública.

Redes Inalámbricas de Datos

Las redes de datos también conocidas como Sistemas de Despacho Computarizado, son las que intercambian información codificada de forma digital de extremo a extremo, dejando a un lado la comunicación fónica en algunas ocasiones como alarmas, emergencias, entre otras. Las redes existentes más comunes son:

GSM (Global System for Mobile Communications), es el sistema actual más usado en Europa para telefonía móvil digital. Está diseñado para soportar voz, datos, mensajes de texto, entre otros. Pertenece a la segunda generación y es la más difundida a nivel internacional.

GPRS (General Packet Radio Service) capaz de proporcionar una velocidad de transferencia de datos mayor que la GSM, utiliza el concepto de comunicación por paquetes, en vez de la tradicional por circuitos empleada en GSM. Mientras que en los circuitos se ocupa el recurso durante toda la comunicación, en paquetes sólo se requieren cuando algo que transmitir o recibir.

EDGE (Enhanced Data rates for GSM Evolution) o EGPRS (Enhanced GPRS), es un desarrollo que se hizo para que cumpla la función de puente entre la generación 2G y 3G; se le considera una evolución de GPRS porque mejoró

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notablemente la velocidad de transmisión de datos o navegación. Usado en transferencia de datos por conmutación de paquetes.

UMTS (Universal Mobile Telecomunications System) es un estándar usado en Europa y Asia que permite transmitir hasta 2Mbps. Surge a raíz del incremento de servicios de datos, video y multimedia, de ahí que su objetivo principal sea el de extender las tecnologías actuales.

CDMA 2000; es un estándar que pertenece a la generación 3G y que usa la tecnología CDMA para enviar voz, datos y señalización. Desde luego que tuvo sus evoluciones como la CDMA2000 1x, CDMA2000 1xEV-DO, y CDMA2000 1xEVDV, todos aprobados por ITU-IMT-2000 y finalmente fue estandarizado por 3GPP2 (3rd Generation Partnership Project).

TD-SCDMA; fue desarrollado por china después de entrar a formar parte de la WTO (World Trade Organization) debido a que las tecnologías de la generación 3G estaban por ingresar a su territorio. Teniendo en cuenta esto y para no depender de operadores extranjeros, la Academia China de Tecnología y telecomunicaciones junto a SIEMENS desarrolló este estándar que fue aceptado por ITU-IM-2000 y por 3GPP en el 2001.