DE DATOS Y SISTEMAS DE TELEFONÍA

INFRAESTRUCTURA DE REDES DE DATOS Y SISTEMAS DE TELEFONÍA Unidad 1 Redes de datos de área local CFGM Instalaciones de Tl Telecomunicaciones i

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Tema 1 Redes de datos de área local CONTENIDOS DEL TEMA 1. Redes de datos de área local Tipos de redes Pi Principios i i de funcionamiento i Topologías 2. Elementos de una red de datos de área local Medios de transmisión guiados Medios de transmisión no guiados Equipos de distribución Dispositivos o Electrónica de red

Según el lugar y el espacio que ocupan 1.- Tipos de redes WAN (red de área extensa). Es una red formada por equipos distribuidos por todo el mundo. Son utilizadas por las compañías multinacionales u organismos con sedes en todo el mundo, como por ejemplo bancos, empresas petrolíferas o de telecomunicaciones, etc. MAN (red de área metropolitana). Son típicas de empresas y organizaciones que poseen distintas oficinas repartidas en una misma área metropolitana, como por ejemplo en grandes centros comerciales, o entidades bancarias. Su extensión suele ser de unos diez kilómetros. LAN (red de área local). Son redes de ordenadores cuya extensión es de entre metros a un kilómetro. Se trata por tanto de pequeñas redes, habituales en oficinas, 3 colegios y empresas pequeñas. Aunque trabajemos con redes pequeñas, debemos saber que con frecuencia éstas se conectarán con redes de mayor tamaño, a como por ejemplo Internet.

1.- Redes de datos de área local Según la velocidad de transmisión en el Standard Ethernet La unidad que se utiliza al medir el caudal de datos transmitidos por las redes es el bit por segundo. Normalmente hablamos de Mbs o Mb/s (megabit por segundo), que son un millón de bits por segundo. Así, según la velocidad de transmisión de datos tenemos los siguientes tipos de redes: Ethernet Standard IEEE802.3 10Mbs. Fast Ethernet Standard IEEE802.3 100Mbs. Gigabit Ethernet Standard IEEE802.3 1000Mbs. Según la tecnología de transmisión Redes punto a punto. Cada ordenador puede actuar como cliente y como servidor. Las redes punto a punto permiten que el compartir datos y periféricos sea fácil para pequeños grupos de usuarios. Redes basadas en servidor. Este tipo de red puede tener uno o más servidores, dependiendo del volumen de tráfico, el númerodeperiféricos periféricos, etcétera. Son mejores para compartir recursos y datos. 4

1.- Redes de datos de área local Según el tipo de transferencia de datos Redes de transmisión simple. Son aquellas en las que los datos sólo se pueden transferir en un sentido. Redes half-duplex. Aquellas en las que los datos se pueden enviar en ambos sentidos, pero sólo en uno de ellos en un momento dado. Es decir, sólo puede haber transferencia en un sentido a la vez. Redes full-duplex. Aquellas en las que los datos pueden viajar en ambos sentidos a la vez. Son las que se utilizan actualmente porque mejoran el rendimiento de la comunicación, ya que los datos pueden entrar y salir simultáneamente. 5

1.- Redes de datos de área local. Según el medio de transmisión Redes cableadas. Emplean un medio físico (cables) para la interconexión de equipos. Este tipo de redes tiene la ventaja de ser más seguras y rápidas que las inalámbricas, porque no se alterna ni se interfiere la comunicación. Redes inalámbricas. Utilizan señales de radiofrecuencia para establecer la comunicación ió entre equipos. Tienen la ventaja de que no precisan instalación de cableado pero son más lentas, inseguras y pueden estar sujetas a interferencias. 7 El medio de transmisión inalámbrico permite movilidad a los usuarios.

1.2.- Redes de datos de área local. Principios de funcionamiento. El envío de datos en red La comunicación desde un equipo a otro no se establece como una serie continua de datos; éstos se fragmentan en paquetes pequeños y cada uno de ellos contiene la información necesaria para ir desde el origen hasta el destino. Trocear la información permite incrementar la velocidad de transmisión y aporta otras ventajas. El protocolo TCP/IP (Transfer Control Protocol/Internet Protocol) es un protocolo de transmisión de paquetes y es uno de los más usados en Internet y en la comunicación entre ordenadores. El modelo OSI El Modelo de Referencia de Interconexión de Sistemas Abiertos, conocido como modelo OSI, fue creado por la ISO (Organización Estándar Internacional). Este estándar, formado por siete capas, define las fases por las que deben pasar los datos para viajar de un dispositivo a otro en una red de 8 comunicaciones.

1.2.- Principios de funcionamiento. Esquema de Modelo OSI Hacer/Deshacer en paquetes 9

1.2.b.- Principios de funcionamiento. Esquema de Modelo OSI 9 Esquema del modelo OSI.

1.2.b.- Principios de funcionamiento. Esquema de Modelo OSI (GATEWAYS) ROUTERS ROUTER (BRIDGES)\SWITCH O CONMUTADOR Conectores, cableado, NIC, topología, tipo transmisión 11

1.2.c.- El método de acceso al medio Es el conjunto de reglas que definen la forma en que un equipo se conecta a la red y envía o recibe datos del sistema. Todos los equipos de una red Ethernet están conectados a la misma línea de transmisión, yla comunicación se lleva a cabo con la técnica CSMA/CD. Esta técnica se utiliza para evitar las colisiones que se producen cuando dos o más equipos acceden a la red. Actividad 1.3 10

1.2.d.- 1.1.- Redes Principios de datos de funcionamiento. de área local. Ethernet Ethernet (también conocido como estándar IEEE 802.3) es un estándar de transmisión de datos para redes de área local que se basa en el siguiente principio: todos los equipos en una red Ethernet están conectados a la misma línea de comunicación. Se distinguen diferentes variantes de tecnología Ethernet según el tipo de los cables utilizados: Actividad 1.2 y 4 11

12 Caso práctico 1,2 y 3 del libro.

1.3.- Topologías. Conexión en estrella. Es la que más se monta en pequeñas redes. Los equipos se conectan a través de un concentrador de cableado, generalmente un switch. Por él circula toda la información de la red. Conexión en bus. Con esta topología todos los equipos están conectados a la misma línea de transmisión mediante un cable, generalmente coaxial. Tiene la limitación de que no permite mucha velocidad (10 Mbs). Actualmente sólo se utiliza para algunas conexiones troncales. Conexión en anillo. Los ordenadores de la red se conectan entre sí formando un círculo. Las señales que transmiten los equipos van solamente en un sentido. Hoy en día casi no se utiliza. Malla Malla completa Actividad 1.2 y 4 Árbol, Estrella distribuida, árbol sin bucles o spanning tree : topología jerárquica Topología irregular 13 Malla completa Anillos interconectados (malla parcial) Estrella Anillo

1.3.- Niveles de estudio del ordenador en la clasificación de Levy.

2.- Elementos de una red de datos de área local. La ruta que toma un mensaje desde el origen hasta el destino puede ser tan sencilla como un solo cable que conecta una computadora con otra o tan compleja como una red que literalmente abarca el mundo. Esta infraestructura de red es la plataforma que da soporte a la red. Proporciona el canal estable y con fiable por el cual se producen las comunicaciones. i La infraestructura de red contiene tres categorías de componentes de red: Actividad id d 1.2 y 4

2.- Elementos de una red de datos de área local. Los diferentes tipos de medios de red tienen diferentes características y beneficios. No todos los medios de red tienen las mismas características ni son adecuados para el mismo fin. Los criterios para elegir medios de red son los siguientes: La L distancia i por la que los medios pueden transportar t una señal correctamente. t El entorno en el que se instalarán los medios. La cantidad de datos y la velocidad a la que se deben transmitir El costo del medio y de la instalación

2.- Elementos de una red de datos de área local. Existen dos tipos de diagramas de topología: Diagramas de topología física: identifican la ubicación física de los dispositivos intermediarios, los puertos configurados y la instalación de los cables. Diagramas de topología lógica: identifican dispositivos, puertos y el esquema de direccionamiento IP. Actividad 1.2 y 4

2.- Elementos de una red de datos de área local. Práctica 1

2.- Elementos de una red de datos de área local. Práctica 1

2.- Elementos de una red de datos de área local. Práctica 1

2.- Dispositivos y medios de una LAN.

2.1.- Medios guiados de una LAN. Están constituidos por cables (medios físicos). Sus principales características varían, y afectan a: La velocidad de transmisión. Las distancias máximas. La inmunidad frente a interferencias electromagnéticas. La capacidad de soportar diferentes tecnologías. Dentro de los medios de transmisión guiados se identifican tres tipos de cables: De pares trenzados. Coaxiales. Fibra óptica. 15

2.1.a.- Medios de transmisión guiados. No confundir CATEGORÍA con CLASE Los fabricantes de elementos de cableado estructurado certifican sus productos por categorías. t í Los instaladores de redes certifican su instalación por clases. 25

2.1.a.- Cables de pares trenzados Actividad id d 1.5 UTP Par trenzado sin apantallar (Unshilded Twisted Pair). Formado por un conjunto de cuatro pares de conductores trenzados entre si con densidades de trenzado diferentes. Por su bajo coste, este tipo de cable es el más utilizado, pero tiene algunos inconvenientes: Poca velocidad de transmisión. No admite grandes distancias. i Susceptible a ruidos e interferencias. STP Par trenzado apantallado (Shielded Twisted Pair). Formado por grupos de dos conductores aislados, trenzados entre sí y rodeados de una pantalla de material conductor, recubiertaasuvezpor un aislante. El conjunto total de todos los grupos se rodea de una malla conductora y una capa de aislante protector. 16

2.1.a.- Cables de pares trenzados Actividad 1.7

2.1.b.- Medios de transmisión guiados. Cables coaxiales. Cables coaxiales Están formados por un conductor interno recubierto de un aislante plástico (PVC), que a su vez se envuelve con una malla o lámina metálica. Todo el conjunto se recubre de una protección exterior aislante. 17

2.1.c.- Medios de transmisión guiados. Fibra óptica. a) Según su construcción. Las fibras ópticas se componen de un núcleo (core) rodeado de un revestimiento (cladding). El material con el que se fabrican puede ser fibra plástica o de óxido de silicio. El grosor de una fibra es tan pequeño que sus unidades d se miden en mm. Al la fibra se le añade un capa externa de color (coating) que sirve para identificarla en los cables, a la vez que la proteje. b) b) Según el modo de propagación. La luz puede viajar en el interior de la fibra siguiendo diferentes haces o modos, en función de las características del núcleo (diámetro y variación del índice de refracción) y de la longitud de onda de luz (ventanas). Estos datos nos permiten reconocer características de propagación como la atenuación (db) y el ancho de banda permitido (MHz) en función de la distancia. A las fibras se les agregan protecciones secundarias «apretadas» (tight buffer) que les confieren mayor resistencia mecánica y protección contra la humedad. Finalmente, las fibras se protegen con kevlar o aramida, y se recubre el conjunto con una cubierta plástica, con lo que tenemos el cable acabado. Sección de una fibra óptica. 18 Composición de un cable de fibra.

2.1.c.- Medios de transmisión guiados. Tipos de Fibra Óptica por el tipo de propagación. FIBRA MULTIMODO FIBRA MONOMODO 30

2.1.c.- Medios de transmisión guiados. Fibra óptica. Básicamente existen dos tipos de fibra óptica: Es totalmente insensible ante cualquier perturbación de origen electromagnético. Por lo que sólo se utiliza: En entornos donde los cables de cobre no pueden ser usados. Donde se requiere gran ancho de banda. Son idóneas en transmisiones digitales. Se encuentra en todos las redes y sistemas. Permiten alcanzar grandes distancias y transmitir elevadas tasas de bits. Su BW hasta varios Ghz. Cuanto menor es el diametro del núcleo => aumenta BW. Es definida como una guía de luz, siendo el núcleo o parte central de la fibra, a través de la cual se propaga de luz. El núcleo se halla rodeado de varias capas de protección. El cable está compuesto por otros cables protegidos por una cubierta exterior aislante que se unen al pin en el conector. Se trabaja en longitudes de onda de 850, 1300 ý 1550nm Repetidores cada: MULTIMODO cada 2 ó 3km. 31 Monomodo hasta los 40km.

2.1.c.- Medios de transmisión guiados. Fibra óptica. F.O. Multimodo Fue el 1º en fabricarse y comercializarse. Su nombre proviene del hecho de que transporta múltiples modos de forma simultanea, ya que se caracteriza por tener un diámetro del núcleo mayor que las fibras ópticas monomodo. El mayor diámetro del núcleo facilita el acoplamiento de la fibra, pero el principal inconveniente es que tiene un ancho de banda reducido, como consecuencia de la dispersión modal. FO F.O. Monomodo Tienen un diámetro del núcleo mucho menor, lo que permite que se transmita un único modo y se evite la dispersión multimodal. Se caracterizan por una menor atenuación (0,2 db/km) que los multimodo. Desventaja resulta mas complicado el acoplamiento de la luz y las tolerancias de los conectores y empalmes son mas estrictos. 32

2.1.c.- Medios de transmisión guiados. Fibra óptica. 33

2.1.c.- Clasificación de los medios de transmisión en función de la frecuencia empleada. 34

2.1.c.- Medios de transmisión guiados. Fibra óptica. DIAMETRO DEL NUCLEO DEL ORDEN A 10µm 35

2.1.c.- Medios de transmisión guiados. Fibra óptica. Tipos de fibra por la protección secundaria 10 10 36 ESTRUCTURA AJUSTADA ESTRUCTURA HOLGADA

2.1.c.- Medios de transmisión guiados. Fibra óptica. 37

2.1.c.- Conectores usados En la confección de estos latiguillos de FO, se puede emplear cualquier conector o combinación de los siguientes: ST, SC, SCD, FC, LC, LCD, MTRJ, SMA, ESCON... con cualquier tipo de pulido final: PC, SPC o APC cable coaxial. Conectores de FO Actividad 1.6 conector RJ45 19

ICT. Red de dispersión por la fachada. Instalación por fachada. Roseta Óptica (se instalan en el interior de las viviendas al realizarse las altas) Acometidas individuales de fibra óptica con alta (pasamuros hasta la Roseta Óptica) Caja Terminal Óptica con splitter 1:16 en la fachada del edificio 39 Práctica 2 Cable de 8 fibras por fachada Acometidas enrolladas en la fachada en la instalación inicial Acometidas a demanda

ICT. Red de dispersión por el interior. Instalación por zonas interiores. Cajas de segregación en cada planta Acometidas individuales de fibra óptica desde las cajas de segregación hasta las Rosetas Ópticas por tubo (se realizarán en el momento de dar el alta) Pasamuros Cable de 8 fibras Caja Terminal Óptica con dos splitters 1:16 en interior del edificio (RITI, garaje o planta baja) Roseta Óptica Cable fibras en vertical por tubo existente entre la Caja Terminal Óptica y las cajas de segregación de cada planta 40

Instalación domicilio del cliente. Tipo DUO. FO UTP wifi La fibra, ONU y pasarela se acerca a los Pc lo máximo posible 41

Instalación domicilio del cliente. Tipo TRIO Lan1 Lan 4 La fibra, ONU, pasarela y deco, cerca de la televisión 42

2.2.- Medios de transmisión no guiados. En los medios no guiados las señales no requieren de un medio físico. Utilizan el aire, el vacío o el mar como «soporte» para enviar la información. La transmisión de datos se realiza mediante ondas de radio, microondas o infrarrojos, siendo la antena el elemento final que radia la señal al aire. Fundamentalmente t existen dos tipos de transmisiones inalámbricas: Omnidireccionales. La antena del transmisor emite en todas las direcciones y la receptora recibe, igualmente, en cualquier dirección. Direccionales. La energía radiada se concentra en una dirección. Las antenas, emisora y receptora, deberán de estar 20 alineadas. Dispositivos que utilizan medios no guiados.

2.2.- Medios de transmisión no guiados. Antena parabólica para comunicaciones de radiofrecuencia. Para transmisiones por infrarrojos se utilizan focos de diodos leds emisores de infrarrojos. 21

2.2.- Principales tipos de redes no guiadas. Redes de telefonía. GPRS UMTS. Se aprovecha la gran cobertura de las redes de telefonía móvil para realizar transmisión de datos en modo paquete. Microondas terrestres. Se utilizan para unir dos puntos relativamente próximos sin necesidad de infraestructuras cableadas. Para conexiones a larga distancia son necesarios repetidores. Microondas por satélite. Se utilizan constelaciones de satélites que hacen de repetidores. Los satélites reciben las señales, las amplifican y las envían de nuevo a la Tierra. Sus principales aplicaciones son la difusión de TV, la telefonía, redes privadas, etcétera. Infrarrojos. Es una transmisión muy direccional. Los emisores y receptores de infrarrojos deben estar alineados, aunque también reciben la señal por reflexión de rayo en distintas superficies. 23

2.3.- Dispositivos y Equipos de distribución. Son los encargados de regular y repartir el tráfico de datos en la red. Los más utilizados son el switch (concentrador) y el router (encaminador). La infraestructura que se necesita para conectar los equipos de la red de distribución y los equipos entre sí se denomina cableado estructurado. Lo componen elementos pasivos: rosetas o tomas de usuario, cables de pares y fibra, armarios, paneles de parcheo y accesorios. 24

2.3.a.- Equipos de distribución. El armario rack es el elemento que sirve para alojar de forma flexible y segura los dispositivos electrónicos de distribución de la red, y centralizar las conexiones de los equipos. Armario de distribución de cableado de red tipo mural. Armario de distribución de cableado de red montado. 25 Actividad 1.6 Elementos accesorios en un patch panel.

2.3.a.- Equipos de distribución. Paneles de distribución de cableado Llamados patch panel, son elementos utilizados para conectar todos los cables de red. Se colocan en el rack. Todas las líneas de entrada y salida de los equipos (ordenadores, servidores, impresoras) se conectan a estos paneles. En una red LAN el patch panel conecta entre sí a los equipos de la red, y a su vez a líneas salientes que habilitan la LAN para conectarse a Internet o a otra red WAN. Las conexiones se realizan con patch cords o cables de parcheo que son los que interconectan en el panel a los diferentes equipos. Latiguillos de parcheo de varios colores. Actividad 1.6 26 Roseta F.O. para cliente residencial de Tyco Panel de parcheo (patch panel) de dos unidades de rack («2U»).

2.3.a.- Equipos de distribución. Instalaciones eléctricas dedicadas (I.E.D.) Son instalaciones de uso exclusivo para el equipamiento del sistema de cableado estructurado y los equipos de la red. Características: Dispondrán del sistema de protección y puesta a tierra de toda la infraestructura. No N comparte suministro i con otros circuitos it de la planta, como por ejemplo alumbrado o fuerza. La I.E.D. básica suministra energía a la electrónica de red del sistema cableado estructurado y a los servidores. La I.E.D. ampliada suministra también energía independiente a los puestos de trabajo. Se divide en dos circuitos: de corriente SAI o ininterrumpida y de corriente no-sai. Actividad 1.6 28

2.4.- Dispositivos o electrónica de una LAN. Son los encargados de regular y repartir el tráfico de datos en la red. Los más utilizados son el switch (concentrador) y el router (encaminador). La infraestructura que se necesita para conectar los equipos de la red de distribución y los equipos entre sí se denomina cableado estructurado. Lo componen elementos pasivos: rosetas o tomas de usuario, cables de pares y fibra, armarios, paneles de parcheo y accesorios. Actividad 1.6 14 Tarjeta de red Ethernet.

2.4.a.- Electrónica de red LAN. Switch El switch es el ldispositivo iti que interconecta t dos o más segmentos de la red que tengan la misma dirección IP y protocolo. Son los encargados de regular y repartir el tráfico de datos en la red. Los más utilizados son el switch (concentrador) y el router (encaminador). La infraestructura que se necesita para conectar los equipos de la red de distribución y los equipos entre sí se denomina cableado estructurado. Lo componen elementos pasivos: rosetas o tomas de usuario, cables de pares y fibra, armarios, paneles de parcheo y accesorios. Actividad 1.2-4-10 10 29 Switch de 24 puertos. Switch administrables 19 para rack. Switch de sobremesa.

2.4.b.- Dispositivos o electrónica de una LAN. Routers El router es un dispositivo de interconexión de redes, internas o externas. Asegura el direccionamiento de paquetes entre redes y determina la ruta que debe seguir el paquete de datos. Actividad 1.3 Router de sobremesa wifi. Router inalámbrico. 30

2.4.c.- Dispositivos o electrónica de una LAN. Puntos de acceso (AP) Puntos de acceso (AP) son los dispositivos que hacen de puente entre la red cableada y la red inalámbrica. Actividad id d 1.3 Punto de acceso para redes WiFi. Punto de acceso individual para redes WiFi con adaptador. 31