Redes de Computadoras - Dispositivos de Redes

•Componentes físicos de una red

•Las redes se construyen con dos tipos de elementos de hardware: nodos y enlaces.

•Los nodos: generalmente son computadores de propósito general (aunque los routers y switches utilizan hardware especial, los diferencia lo que hace el software).

•Los enlaces: se implementan en diversos medios físicos: par trenzado, coaxial, fibra óptica y el espacio (enlaces inalámbricos).

•Un nodo (una aproximaxión)

•El adaptador de red

•Network Adapter Card ó Network Interface Card (NIC)

•El adaptador de red

•Tarjeta de expansión que se instala en un computador para que éste se pueda conectar a una red.

–Proporciona una conexión dedicada a la red

–Debe estar diseñada para transmitir en la tecnología que utilice la LAN (Ethernet), debe tener el adaptador correcto para el medio (conector RJ45) y el tipo de bus del slot donde será conectada (PCI).

•Tarjetas 10Base ó 100BaseTX

•Cada tarjeta 10BaseT, o 100BaseTX (ó 10/100) está identificada con 12 dígitos hexadecimales (conocida como MAC address)

•Esta dirección es utilizada por la capa 2 (capa de enlace de datos: DLL) del modelo OSI para identificar el nodo destino y origen de los datos

•El adaptador de red sirve como interface entre el nodo y la red, por esto puede pensarse que tiene dos componentes:

–Una interface al BUS del computador que sabe como comunicarse con el host.

–Una interface al enlace (cable o antena) que habla de manera correcta el protocolo de la red.

•Debe existir una forma de comunicación entre estos dos componentes para que puedan pasar los datos que entran y salen del adaptador.

•El “driver” de la tarjeta

•La tarjeta de red requiere de un driver en software para poder comunicarse con el sistema operativo. Provee las siguientes funciones:

–Rutina de inicialización de la tarjeta

–Rutina de servicios de interrupción

–Procedimientos para transmitir y recibir frames de datos

–Procedimientos para el manejo de status, configuración y control de la tarjeta

•Cableado estructurado

•

•“Una red LAN nunca puede ser mejor

•que su sistema de cableado”

•Estándar EIA/TIA-568

•Especifica un sistema de cableado multiproposito independiente del fabricante

–Definido en julio de 1991, la última versión es la 568-B (1 de abril de 2001)

–Ayuda a reducir los costos de administración

–Simplifica el mantenimiento de la red y los movimientos, adiciones y cambios que se necesiten

–Permite ampliar la red

•ANSI/TIA/EIA-568-B.1

•Estándar para cableados de edificios comerciales (reemplazó a la 568-A de 1995). Incorpora

•TSB67 — Transmission Performance Spec for Field Testing of UTP Cabling System

•TSB72 — Centralized Optical Fiber Cabling

•TSB75 — Additional Horizontal Cabling Practices for Open Offices

•TSB95 — Additional Transmission Performance Guidelines for 4-pair Category 5 Cabling

•TIA/EIA-568-A-1 — Propagation Delay & Delay Skew

•TIA/EIA-568-A-2 — Connections & Additions to TIA/EIA-568-A

•TIA/EIA-568-A-3 — Addendum No. 3 to TIA/EIA-568-A

•TIA/EIA-568-A-4 — Production Modular Cord NEXT Loss Test Method and Requirements for UTP

•TIA/EIA-568-A-5 — Transmission Performance Specifications for 4-pair Category 5e Cabling

•TIA/EIA/IS-729 — Technical Spec for 100 . Screened Twisted-Pair Cabling

•ANSI/TIA/EIA-568-B.1

•La norma ANSI/TIA/EIA-568-A se reorganizó en trés estándares técnicos:

–568-B.1, General Requirements (Requerimientos del sistema)

–568-B.2, 100 Ohm Balanced Twisted-Pair Cabling Standard (cobre)

–568-B.3, Optical Fiber Cabling Component Standard (fibra óptica)

•Las especificaciones ofrecidas son para cableado categoría 5e (la categoría 5 no es tenida más en cuenta)

•En fibra óptica, las especificaciones son para fibra y cables 50/125 µm y conectores con diseños SFF (Small Form Factor) son permitidos, además de los conectores 568SC

•El término ‘telecommunications closet’ fue reemplazado por ‘telecommunications room’ y ‘permanent link’ fue reemplazado por ‘basic link’ como la configración de prueba

•Otras normas

•ANSI/TIA/EIA-569-A (febrero 1998): Estándar para trayetos (pathways) y espacios para edificios comerciales.

•ANSI/TIA/EIA-570-A (septiembre 1999): Estándar para cableados de edificios residenciales

•ANSI/TIA/EIA-606-A (mayo 2002): Estándar para administración de cableados

•ANSI/TIA/EIA-607 (agosto 1994): Puestas a tierra y uniones

•www.global.ihs.com

•www.tiaonline.org

•Subsistemas del cableado

•Estándar EIA/TIA-568 especifica seis subsistemas:

–Conexión del edificio al cableado externo (acometida del sistema de telecomunicaciones)

–Cuarto de equipos

–Cableado vertical (Backbone)

–Armario de Telecomunicaciones

–Cableado Horizontal

–Área de trabajo

•Conexiones del cableado

•Consejos para instalar un cableado

•De la tarjeta de red hasta la toma: patch cord máx. de 3 m

•De la toma hasta el patch panel (centro de cableado): 90 m

•Cableado vertical (entre centros de cableado)

–con fibra óptica multimodo : 2 Km (500mts)

–con UTP: 100 m

•Mínimo dos conectores por puesto de trabajo (voz y datos)

•Conector estándar: 4 pares (8 hilos), 100 ohmios, UTP

•Utilice el cable y los componentes de interconexión adecuados (entre más rapidez de transmisión necesite, mejores elementos debe comprar)

•Evite forzar el cable doblándolo en ángulos rectos o tensionandolo demasiado. No utilice empalmes en el cableado horizontal: está prohibido.

•Asegúrese que la puesta a tierra sea correcta

•Cableado Estructurado

•Especificaciones generales del cable UTP

•Unshielded Twisted-Pair

•El cable de par entorchado tiene uno o más pares “abrazados” uno a otro (esto ayuda a cancelar polaridades e intensidades opuestas).

•Shielded Twisted-Pair (STP) es blindado

• Unshielded Twisted-Pair (UTP) es no blindado

•Hilos del cable UTP

•Los hilos son referenciados con respecto a su grosor utilizando los números de American Wire Gauge

•Los alambres delgados tienen más resistencia que los gruesos

•Categorías del sistema de cableado para UTP

•Categoría 1: alambre sólido 22 ó 24 AWG (American Wire Gauge Standard): no se puede utilizar para transmisión de datos: 56 Kbps

•Categoría 2: alambre sólido 22 ó 24 AWG para teléfonos y sistemas de alarmas: 1 MHz

•Categoría 3: alambre sólido 24 AWG, 100 Ohmios, 16 MHz.

•Categoría 4: igual que la tres pero hasta 20 MHz

•Categoría 5: par trenzado de 22 ó 24 AWG, impedancia de 100 Ohmios, ancho de banda de 100 MHz (usa conector RJ45). Atenuación inferior a 24 dB y Next superior 27.1 dB para 100 MHz.

•Categoría 5e (enhanced): Par trenzado 22 ó 24 AWG, ancho de banda 100 MHz. Atenuación 24 dB. Next 30.1 dB

•Categoria 6 (TIA/EIA-568-B.2-1, junio 1, 2002): Hasta 200 MHz. Atenuación inferior a 21.7 dB y Next superior a 39.0 dB.

•Categoría 7 (propuesta): hasta 600 MHz.

•Atenuación

•La atenuación representa la perdida de potencia de señal a medida que esta se propaga desde el transmisor hacia el receptor. Se mide en decibeles.

Atenuación = 20 Log10(V. Trans./V. Rec.)

•Se puede medir en una vía o en doble vía (round trip)

•Una atenuación pequeña es buena

•Para reducir la atenuación se usa el cable y los conectores adecuados con la longitud correcta y ponchados de manera correcta

•Near End CrossTalk (NEXT)

•Interferencia electromagnética causada por una señal generada por un par sobre otro par resultando en ruido.

NEXT = 20 Log10(V. Trans./V. Acoplado.)

(V. Acoplado es el “ruido” en el segundo par.)

•Se mide en el extremo del transmisor (donde la señal es más fuerte)

•Un NEXT grande es bueno

•Cuando un sistema de cableado tiene problemas con el NEXT pueden ocurrir errores en la red.

•Para evitar el NEXT se usa el cable y los conectores adecuados ponchados de manera correcta.

•ACR (Attenuation-to-crosstalk ratio)

•También conocido como headroom. Es la diferencia, expresada en dB, entre la atenuación de la señal producida por un cable y el NEXT(near-end crosstalk).

•Para que una señal sea recibida con una tasa de errores de bit aceptable, la atenuación y el NEXT deben optimizarse. En la práctica la atenuación depende de la longitud y el diámetro del cable y es una cantidad fija. Sin embargo, el NEXT puede reducirse asegurando que el cable esté bien entorchado y no aplastado, y asegurando que los conectores estén instalados correctamente. El NEXT también puede ser reducido cambiando el cable UTP por STP.

•El ACR debe ser de varios decibeles para que el cable funcione adecuadamente. Si el ACR no es lo suficientemente grande, los errores se presentarán con frecuencia. Una pequeña mejora en el ACR reduce dramáticamente la tasa de errores a nivel de bit.

•Límites de Atenuación y NEXT

•Especificaciones conector RJ45

•Uso de los hilos

•Cableado Estructurado

•Especificaciones de la fibra óptica

•Cable de fibra óptica

•Transmite energía en forma de luz. Permite tener anchos de banda muy altos (billones de bits por segundo).

•En los sistemas de cableado, la fibra óptica puede utilizarse tanto en el subsistema vertical como en el horizontal.

•Cómo funciona la fibra óptica (1)

•Cómo funciona la fibra óptica (2)

•Tipos de fibra óptica

•Ancho de banda de la F.O.

•Los fabricantes de fibra multimodo especifican cuánto afecta la dispersión modal a la señal estableciendo un producto ancho de banda-longitud (o ancho de banda).

–Una fibra de 200MHz-km puede llevar una señal a 200 MHz hasta un Km de distancia ó 100 MHz en 2 km.

•La dispersión modal varía de acuerdo con la frecuencia de la luz utilizada. Se deben revisar las especificaciones del fabricante

–Un rango de ancho de banda muy utilizado en fibra multimodo para datos es 62.5/125 con 160 MHz-km en una longitud de onda de 850 nm

•La fibra monomodo no tiene dispersión modal, por eso no se especifica el producto ancho de banda-longitud.

•Atenuación en la F.O.

•La perdida de potencia óptica, o atenuación, se expresa en dB/km (aunque la parte de “km” se asume y es dada sólo en dB)

–Cuantos más conectores se tengan, o más largo sea el cable de fibra, mayor perdida de potencia habrá.

–Si los conectores están mál empatados, o si están sucios, habrá más perdida de potencia. (por eso se deben usar protectores en las puntas de fibra no utilizadas).

–Un certificador con una fuente de luz incoherente (un LED) muestra un valor de atenuación mayor que uno con luz de LASER (¡Gigabit utiliza LASER! Por eso la F.O. para gigabit debe certificarse con ese tipo de fuente de luz, no con el otro)

•El cable de fibra óptica

•Cables de fibra óptica

•Conectores de fibra óptica (FOC)

•Conector ST (Straight Through) - BFOC/2.5

–Presentado a comienzos del 85 por AT&T

–Utiliza un resorte y un seguro de acoplamiento.

•Conector SC (Single-fiber Coupling)

–Es más nuevo, desarrollado por Nippon Telegraph and Telephone Corporation

–Tiene menos perdida que otros conectores

•Conector MT-RJ

–Ocupa la mitad de espacio de un conector SC (es un conector SFF: “Small Form Factor”)

•Otras características de la F.O.

•En el subsistema de cableado horizontal el hilo transmisor en un extremo se conecta al extremo receptor del otra y viceversa. En el subsistema de cableado vertical se conecta uno a uno.

–Los equipos tienen un LED que indica si hay conexión, si este LED no se activa, se pueden intercanbiar las puntas del cable.

•Cuando se conecta una fuente LASER a fibra multimodo puede aparecer un fenómeno llamado Differential Mode Delay (DMD)... Es una pequeña variación en el indice de refracción de la F.O. que dificulta recibir bien la señal.

•Otros estándares

•EIA-569-A, EIA-606 y EIA-607

•ANSI/TIA/EIA-569-A

•Describe los elementos de diseño para trayectos (ducterías) y cuartos dedicados a equipos de telecomunicaciones.

–La ductería debe ser de 4” de diámetro, con una pendiente de drenaje de 12” por cada 100 pies (56 cm en 100 metros). Curvaturas de hasta 90o. No debe superar el 40% del diámetro usando 2 cables.

–Cuarto de equipos: altura de 2,50 metros. De acuerdo con el número de estaciones que albergará: hasta 100: 14 m2, entre 101 y 400: 37 m2, entre 401 y 800: 74 m2 y entre 801 y 1200: 111 m2. Ubicado lejos de fuentes electromagnéticas y fuentes de inundación. La norma especifica tamaño de las puertas (sencilla 0,91 m, doble 2 m), temperatura (64°-75°F), humedad relativa (30%-55%), iluminación (50-foot candles @ 1 m sobre el piso) y polvo en el medio ambiente (100 microgramos/m3 en un periódo de 24 horas).

•ANSI/TIA/EIA-606

•Esta norma establece las especificaciones para la administración de un cableado

•La administración de los cableados requiere una excelente documentación

–Debe permitir diferenciar por dónde viaja voz, datos, video, señales de seguridad, audio, alarmas, etcétera.

•La documentación puede llevarse en papel, pero en redes complejas es mejor asistirse con una solución computarizada

•Además, en ciertos ambientes se realizan cambios a menudo en los cableados, por esto la documentación debe ser fácilmente actualizable.

•Conceptos de administración

•Un sistema de administración de cableado normal debe incluir: registros, reportes, planos y órdenes de trabajo

–Identificadores: cada espacio, trayecto, punto de terminación de cableado y puesta a tierra debe recibir un identificador único (un número)

–Registros: se requiere como mínimo registro de cada cable, espacio, trayecto, puesta a tierra, terminación y ubicación del hardware. Estos registros deben tener referencia cruzada con los registros relacionados.

–Referencias opcionales: referencias a otro tipo de registros, como planos, registros del PBX, inventarios de equipos (teléfonos, PCs, software, LAN, muebles) e información de los usuarios (extensión, e-mail, passwords) permitirán generar otros reportes

•Conceptos de administración

•Un sistema de administración de cableado normal debe incluir: registros, reportes, planos y órdenes de trabajo

–Planos y diagramas: tanto conceptuales como a escala, incluyendo planos de planta y distribución de los racks.

–Ordenes de trabajo: las órdenes de trabajo están relacionadas con modificación/instalación de espacios físicos, trayectos, cables, empalmes, terminaciones o puestas a tierra (o una combinación). La orden de trabajo debe decir quién es el responsable de los cambios físicos al igual de quién es la persona responsable de actualizar la documentación.

–

•Formatos de identificación

•Elementos que se deben registrar

•Código de colores para las etiquetas

•Documentación del cableado

•Para cableados pequeños, mínimo un plano del piso con la ubicación del cableado y una hoja electrónica con una explicación de la marcación de los componentes

–Los cables deben ser identificados cuando estos sean instalados (una etiqueta en cada punta del cable) y de registrarse en la hoja electrónica.

•Para grandes cableados puede considerar adquirir un software de administración de cableados (toma más tiempo lograr que entre en funcionamiento)

•Marcar los cables y elaborar la documentación puede parecer trabajo extra, pero son una herramienta poderosa para la adminitración de la red.

–

•ANSI/TIA/EIA-607

•Esta norma especifican como se debe hacer la conexión del sistema de tierras (los sistemas de telecomunicaciones requieren puestas a tierra confiables).

–Los gabinetes y los protectores de voltaje son conectados a una barra de cobre (busbar) con “agujeros” (de 2” x 1/4”)

–Estas barras se conectan al sistema de tierras (grounding backbone) mediante un cable de cobre cubierto con material aislante (mínimo número 6 AWG, de color verde o etiquetado de manera adecuada)

–Este backbone estará conectado a la barra principal del sistema de telecomunicaciones (TMGB, de 4” x 1/4”) en la acometida del sistema de telecomunicaciones. El TMGB se conectará al sistema de tierras de la acometida eléctrica y a la estructura de acero de cada piso.

•ANSI/TIA/EIA-607

• Términos utilizados

–Telecommunications Main Grounding Busbar (TMGB)

–Telecom Bonding Backbone (TBB)

–Telecom Grounding Busbar (TGB)

–Telecom Bonding Backbone Interconnecting Bonding Conductor (TBBIBC)

•Tecnologías de acceso

•Enlace de último kilómetro

•Enlaces dedicados

•Para conectar dos redes a través de una ciudad o entre ciudades es mejor alquilar el servicio

•Ejemplos:

–DS1 (1544 Mbps) conocido como T1

•24 circuitos de voz, cada uno de 64Kbps

–DS3 (44736 Mbps) conocido también como T3

•30 DS1

–STS-1 (52840 Mbps) Synchronous Transport Signal, para fibra óptica. A veces también es llamado OC1 (optical carrier).

–STS-3 (155250 Mbps) el mismo OC3, STS-12 (622080 Mbps) OC12, STS-24 (1244160 Mbps) OC24, STS-48(2488320) OC48

•Enlace de último kilómetro

•Después que usted tenga una línea arrendada, debe conectar su red al proveedor... para esto se usa el enlace de último kilómetro o última milla.

–POTS (28.8-56 Kbps)

–ISDN (64-128 Kbps)

–xDSL (16 Kbps-55.2 Mbps)

–CATV (20-40 Mbps)

•Enlaces inalámbricos

•Generalidades

•Enlaces inalámbricos

•La comunicación inhalambrica es aquella en la cual las ondas electromagnéticas (sin ningún tipo de cable) transportan la señal.

•Ejemplos de equipos inalámbricos son:

–Telefonos celulares, Beepers, GPSs (Global Positioning Systems) Periféricos de compuatdor sin cables (mouse, teclados, impresoras), LANs inalambricas, GSM (Global System for Mobile Communication: sistema de telefonía móvil), GRPS (General Packet Radio Service: servicio de comunicación inalámbrico para conectarse a Internet), EDGE (Enhanced Data GSM Environment: una versión rápida de GSM), UMTS (Universal Mobile Telecommunications System: un sistema broadband, basado en paquetes para telefonía y datos), WAP (Wireless Application Protocol: un conjunto de protocolos de comunicación para estádarizar la forma en que los dispositivos inalámbricos pueden acceder Internet), i-Mode (un teléfono inteligente para navegar en Internet, ofrece video y colores en el aparato etelfónico)

•Espectro electromagnético

•Clasificación de los sistemas inalámbricos

•Sistemas inalámbricos fijos: dispositivos o sistemas inalámbricos en oficinas y hogares, en particular equipos conectados a Internet mediante modems especiales. Incluye sistemas satelitales y de micro-ondas terrestres.

•Sistemas inalámbricos móviles: Uso de dispositivos inalámbricos a bordo de vehículos en movimiento.

•Sistemas inalámbricos portátiles: dispositivos inalámbricos autónomos alimentados con batería o sistemas fuera de vehículos, oficina o el hogar.

•Sistemas inalámbricos infrarrojos: dispositivos que emplean radiación infraroja, empleados en sistemas de control y comunicaciones de alnace limitado.

•Un sitio para visitar: http://www.wow-com.com/

•Algunas ventajas y desventajas

•Ventajas

–Movilidad

–Facilidad de instalación

–Flexibilidad

•Desventajas

–Limitaciones de distancia

–Ancho de banda reducido

–Latencia

•Enlaces inalámbricos

•Sistema celular

•CDPD

•CDPD (Cellular Digital Packet Data) es una especificación para soportar acceso inalámbrico a Internet y otras redes públicas de conmutación de paquetes sobre un sistema de telefonía celular.

•Con un modem CDPD se puede tener acceso a Internet a una velocidad de 19.2 Kbps .

•CDPD soporta IP y CLNP (ISO Connectionless Network Protocol). CDPD también soporta IP multicast e IPv6.