Ethernet...

Ethernet:
Es el nombre de una tecnología de redes de computadoras de área local (LANs) basada en tramas de datos. El nombre viene del concepto físico de ether. Ethernet define las características de cableado y señalización de nivel fisico y los formatos de trama del nivel de enlace de datos del modelo OSI. Ethernet se refiere a las redes de área local y dispositivos bajo el estándar IEEE 802.3 que define el protocolo CSMA/CD, aunque actualmente se llama Ethernet a todas las redes cableadas que usen el formato de trama descrito más abajo, aunque no tenga CSMA/CD como método de acceso al medio


En ethernet tenemos un medio "único" y compartido por todas las estaciones. Este medio es el cable coaxial tenemos terminadores para cerrar las líneas de cableado coaxial y cada ordenador esta conectado al cable (para así formar la red) mediante un conector tipo vampiro (es un tipo de adaptador que penetra el cable coaxial (un extremo lateral) y asi mismo toca el filamento de cobre lo cual permite crear una extensión hacia un ordenador) el acceso a la red para el envió de tramas obviamente implementa en CSMA/CD que explicaran a continuación
Ethernet es la capa física más popular de la tecnología LAN usada actualmente es popular porque permite un buen equilibrio entre velocidad, costo y facilidad de instalación. Estos puntos fuertes, combinados con la amplia aceptación en el mercado y la habilidad de soportar virtualmente todos los protocolos de red populares, hacen a Ethernet la tecnología ideal para la red de la mayoría de los usuarios de la informática actual. Su protocolo tiene las características siguientes:

• Es fácil de entender, de poner en ejecución, de manejar, y de mantener
• Permite las puestas en práctica baratas de la red
• Proporciona la flexibilidad topológica extensa para la instalación de la red
• Garantiza la interconexión y la operación acertadas de productos estándar-obedientes, sin importar fabricante

Codificación de Manchester:
La codificación Manchester es un método de codificación eléctrica de una señal binaria en el que en cada tiempo de bits hay una transición entre dos niveles de señal. Es una codificación auto sincronizada, ya que en cada bit se puede obtener la señal de reloj, lo que hace posible una sincronización precisa del flujo de datos

Para poder sincronizar algo se debe trabajar con periodos de tiempo que varíen aleatoriamente y para ello implementamos una señal de clock. Las señales de los datos ya las sabemos debido a que son el resultado de lo que deseamos enviar el protocolo de Manchester lo que hace es que sincroniza el envió de datos con el clock de tal manera que no haya adelantos y retrasos en los envíos dentro de la transmisión

• Descripción
 Las señales de datos y de reloj, se combinan en una sola que auto-sincroniza el flujo de datos.
 Cada bit codificado contiene una transición en la mitad del intervalo de duración de los bits.
 La primera mitad es el verdadero valor del bit, y la segunda es información que no es necesaria, y simplemente se pone para completar el bit

• Desventajas del uso de la codificación Manchester
Una consecuencia de las transiciones para cada bit es que el requerimiento del ancho de banda para la codificación Manchester es el doble comparado en las comunicaciones asíncronas, y el espectro de la señal es considerablemente mas ancho. Sin embargo la codificación Manchester es una forma de codificación altamente fiable, pero el ancho de banda es visto como una gran desventaja. La mayoría de los sistemas modernos de comunicación están hechos con protocolos con líneas de codificación que persiguen las mismas metas, pero optimizan mejor el ancho de banda, haciéndolo menor. Una consideración a tener en cuenta en la codificación Manchester es la sincronización entre el transmisor y el receptor. A primera vista podría parecer que un periodo de error de medio bit conduciría a una salida invertida en el extremo receptor, pero una consideración más cuidadosa revela que para datos típicos esto llevaría a violaciones de código. El hardware usado puede detectar esas violaciones de código, y usar esta información para sincronizar adecuadamente en la interpretación correcta de los datos.

(CSMA/CD)

Técnicas de Acceso al Medio

Las estaciones detectan lo que están haciendo las demás estaciones y adaptan su comportamiento con base en ello.

Los protocolos en que las estaciones detectan una portadora (es decir, una transmisión) y actúan de acuerdo con ello se llaman protocolos de detección de portadora.
Existen diferentes tipos.



• CSMA persistente-1

Se llama persistente-1 por que la estación transmite con una probabilidad de 1 cuando encuentra que el canal esta inactivo.

Si el canal está ocupado, la estación espera hasta que se desocupa. Cuando la estación detecta un canal en reposo, transmite un marco. Si ocurre una colisión, la estación espera una cantidad aleatoria de tiempo y comienza de nuevo. El protocolo se llama persistente-1 porque la estación transmite con una probabilidad de 1 cuando encuentra en reposo el canal.

El retardo de propagación tiene un efecto importante en el desempeño del protocolo. Hay una pequeña posibilidad de que, justo después de que una estación comienza a transmitir, otra estación está lista para enviar y detectar el canal. Si la señal de la primera estación no ha llegado aún a la segunda, esta ultima detectará un canal inactivo y comenzará a enviar también, resultan¬do una colisión. Cuanto mayor sea el tiempo de propagación, más importante será este efecto, y peor el desempeño del protocolo.

Aun si el retardo de propagación es de cero, habrá colisiones. Si dos estaciones quedan listas a la mitad de la transmisión de una tercera, ambas esperarán respetuosamente hasta el fin de la transmisión y entonces comenzarán a transmitir simultáneamente, resultando una colisión. Si no fueran tan impacientes, habría menos colisiones. Aun así, este protocolo es mucho mejor que el ALOHA puro, ya que ambas estaciones tienen la decencia de desistir a interferir el marco de la tercera estación. Intuitivamente, esto conducirá a un mejor desempeño que el de ALOMA puro. Ocurre exactamente lo mismo con el ALOHA ranurado.

El retardo de propagación tienen un efecto importante en el desempeño del protocolo
hay pequeña posibilidad de que, justo después de que una estación empiece a transmitir, otra estación empiece a enviar y detectar el canal.
si la señal de la primera no ha llegado a la segunda, esta última detectará un canal inactivo y comenzará a transmitir también, resultando en una colisión
Se está escuchando y en cuanto se detecta que la línea está libre se emite. La colisión ocurre siempre que haya dos o más nodos en espera al final del mensaje que se está transmitiendo en ese momento. La línea puede estar desaprovechada todo el tiempo que dure el mensaje más largo de los que se envían simultáneamente. El rendimiento es sólo del 50 %.


• CSMA no persistente

Se hace un intento consciente de ser menos egoísta que en el previo.

Antes de enviar una estación detecta el canal
si nadie esta transmitiendo, la estación empieza a hacerlo
si el canal ya está en uso, la estación no observa continuamente el canal a fin de tomarlo de inmediato al detectar el final de la transmisión previa
espera un periodo de tiempo aleatorio y repite el algoritmo
Intuitivamente este algoritmo deberá conducir a un mejor uso del canal y a mayores retardos que CSMA-1

• CSMA persistente-p

El último protocolo es el CSMA persistente-p, que se aplica a canales ranurados y funciona como sigue.

Cuando una estación está lista para enviar, escucha el canal.

Sí el canal está en reposo, la estación transmite con una probabilidad p.

Con una probabilidad q = 1 - p, se espera hasta la siguiente ranura.

Si esa ranura también está en reposo, la estación transmite o espera nuevamente, con probabilidades p y q.

Este proceso se repite hasta que el marco ha sido transmitido o hasta que otra estación ha comenzado a transmitir.

En el segundo caso, la estación actúa como si hubiera habido una colisión (es decir, espera un tiempo aleatorio y comienza de nuevo). Si la estación detecta inicialmente que el canal está ocupado, espera hasta la siguiente ranura y aplica el algoritmo anterior.

Por medio de cálculos se establece la probabilidad de que un nodo comience a transmitir una vez que la línea está libre. Cálculos matemáticos permiten la optimización en cada caso dependiendo del número de estaciones y el rendimiento puede elevarse por encima del 80%.

El problema de CSMA era que si se producía una colisión, el medio quedaba indisponible durante todo el tiempo de transmisión de las tramas que colisionaban.

Esto se podría solucionar si las estaciones no solo escucharan el medio al iniciar la transmisión, sino también durante la transmisión.

• (CSMA/CD)

Acceso múltiple sensible a la portadora con detección de colisiones (CSMA/CD, Carriers Sense Múltiple Access with Colusión Detection).

CS: Detección de Portadora. ¨Escuchar antes de Hablar¨.
MA: ¨Todos pueden hablar...mientras la red esté libre¨.
CD: ¨Todos los dispositivos son informados de que hay una colisión¨.

Se emite un paquete y se escucha simultáneamente. Si lo que se escucha no coincide con lo que se transmite significa que hubo una colisión y se deja de emitir inmediatamente. El tiempo de espera una vez detectada la colisión es aleatorio. Como máximo, será proporcional al número de colisiones que se han producido al intentar enviar el mensaje. Con esto se consigue que cuando hay pocas colisiones se reintente inmediatamente, pero que si la línea está muy cargada los reintentos se vayan distanciando para evitar muchas colisiones. Este método de acceso es utilizado por la red Ethernet y el rendimiento es del 90%.
Como podemos observar, el método más efectivo es CSMA/CD. Con una elevada velocidad de transmisión y en un canal suficientemente ancho, se puede hablar de que cada nodo tiene prácticamente en todo momento el acceso a la red.

Bit Error Rate (BER):

Bit Error Rate (BER)
Es la que mide la tasa de errores de un medio de Transmisión.

La forma más común de medir la tasa de errores de un sistema de comunicaciones es mediante el BER (Bit Error Rate), que se define como:

Ber = bits erroneos / bits transmitidos

Un sistema que disponga de un BER de 10-6 se caracteriza por transmitir erróneamente, de media, un bit de cada millón. Evidentemente, cuanto menor sea el BER, mejor es el sistema. Sin embargo, esta figura está íntimamente relacionada con la velocidad de transmisión, ya que un sistema que transmita a 1 Gbps y muestre un BER de 10-6 sufrirá, de media, un error cada milésima de segundo. Por tanto, a mayor velocidad del sistema, menor debe ser la tasa de errores para mantener una buena calidad. En los sistemas actuales, se considera que una cifra de 10-12 es muy buena.

Hay formas estándar internacional para la realización de medidas de BER. Es decir, regulan cómo se deben diseñar los medidores de BER en función de la velocidad de trabajo. Existen equipos comerciales para realizar estas medidas, pero su alto precio difícilmente justifica su compra para dotar un laboratorio ti pico.

Las medidas se pueden realizar en una configuración punto a punto o en bucle.


La configuración en bucle permite que el probador esté ubicado en un sólo equipo, facilitando su diseño.
En cambio, la configuración punto a punto permite probar sistemas ya instalados en los que ambos puntos no se encuentran cerca, como puede ser el caso de un cable de fibra óptica de varios cientos de kilómetros. En esos casos se recurre a dividir el probador en dos equipos: un generador de patrones y el medidor de BER. La única vía de comunicación que existirá entre ambos componentes será el sistema a probar, por lo que debe de haber un consenso sobre qué patrones se van a enviar.





La misión del probador es la de transmitir una serie de patrones de bits y mantener dos
contadores: uno con el número total de bits recibidos y otro con el número de errores. El patrón de bits a transmitir debe ser conocido para que el receptor pueda comparar los bits recibidos con el patrón y decida si está recibiendo el bit correcto o no. Sin embargo, no se puede transmitir una secuencia cualquiera, ya que, además se requiere que simule un tráfico normal.


Medio físico BER
típico
Fibras ópticas < 10-12
LANs de cobre. Radioenlaces fijos (microondas) <10-8
Enlaces telefónicos, satélite, ADSL, CATV <10-5
GSM >10-15



Topologías de red

Las redes de computadoras surgieron como una necesidad de interconectar los diferentes host de una empresa o institución para poder así compartir recursos y equipos específicos. Pero los diferentes componentes que van a formar una red se pueden interconectar o unir de diferentes formas, siendo la forma elegida un factor fundamental que va a determinar el rendimiento y la funcionalidad de la red. La disposición de los diferentes componentes de una red se conoce con el nombre de topología de la red. La topología idónea para una red concreta va a depender de diferentes factores, como el número de máquinas a interconectar, el tipo de acceso al medio físico que deseemos, etc.
Podemos distinguir tres aspectos diferentes a la hora de considerar una topología:

 La topología física, que es la disposición real de las máquinas, dispositivos de red y cableado (los medios) en la red.

 La topología lógica, que es la forma en que las máquinas se comunican a través del medio físico. Los dos tipos más comunes de topologías lógicas son broadcast (Ethernet) y transmisión de tokens (Token Ring).


 La topología matemática, mapas de nodos y enlaces, a menudo formando patrones.

La topología de broadcast simplemente significa que cada host envía sus datos hacia todos los demás hosts del medio de red. Las estaciones no siguen ningún orden para utilizar la red, sino que cada máquina accede a la red para transmitir datos en el momento en que lo necesita. Esta es la forma en que funciona Ethernet.
En cambio, la transmisión de tokens controla el acceso a la red al transmitir un token eléctrico de forma secuencial a cada host. Cuando un host recibe el token significa que puede enviar datos a través de la red. Si el host no tiene ningún dato para enviar, transmite el token hacia el siguiente host y el proceso se vuelve a repetir.


Modelos de topología

Las principales modelos de topología son:


• Topología de bus:

La topología de bus tiene todos sus nodos conectados directamente a un enlace y no tiene ninguna otra conexión entre nodos. Físicamente cada host está conectado a un cable común, por lo que se pueden comunicar directamente, aunque la ruptura del cable hace que los hosts queden desconectados.




La topología de bus permite que todos los dispositivos de la red puedan ver todas las señales de todos los demás dispositivos, lo que puede ser ventajoso si desea que todos los dispositivos obtengan esta información. Sin embargo, puede representar una desventaja, ya que es común que se produzcan problemas de tráfico y colisiones, que se pueden paliar segmentando la red en varias partes. Es la topología más común en pequeñas LAN, con hub o switch final en uno de los extremos.


• Topología de anillo:

Una topología de anillo se compone de un solo anillo cerrado formado por nodos y enlaces, en el que cada nodo está conectado solamente con los dos nodos adyacentes. .





Los dispositivos se conectan directamente entre sí por medio de cables en lo que se denomina una cadena margarita. Para que la información pueda circular, cada estación debe transferir la información a la estación adyacente.

• Topología en anillo doble:

Una topología en anillo doble consta de dos anillos concéntricos, donde cada host de la red está conectado a ambos anillos, aunque los dos anillos no están conectados directamente entre sí. Es análoga a la topología de anillo, con la diferencia de que, para incrementar la confiabilidad y flexibilidad de la red, hay un segundo anillo redundante que conecta los mismos dispositivos. La topología de anillo doble actúa como si fueran dos anillos independientes, de los cuales se usa solamente uno por vez.

• Topología en estrella:

La topología en estrella tiene un nodo central desde el que se irradian todos los enlaces hacia los demás nodos. Por el nodo central, generalmente ocupado por un hub, pasa toda la información que circula por la red. .




La ventaja principal es que permite que todos los nodos se comuniquen entre sí de manera conveniente. La desventaja principal es que si el nodo central falla, toda la red se desconecta.





• Topología en estrella extendida:

La topología en estrella extendida es igual a la topología en estrella, con la diferencia de que cada nodo que se conecta con el nodo central también es el centro de otra estrella. Generalmente el nodo central está ocupado por un hub o un switch, y los nodos secundarios por hubs. La ventaja de esto es que el cableado es más corto y limita la cantidad de dispositivos que se deben interconectar con cualquier nodo central. La topología en estrella extendida es sumamente jerárquica, y busca que la información se mantenga local. Esta es la forma de conexión utilizada actualmente por el sistema telefónico.

• Topología en árbol

La topología en árbol es similar a la topología en estrella extendida, salvo en que no tiene un nodo central. En cambio, un nodo de enlace troncal, generalmente ocupado por un hub o switch, desde el que se ramifican los demás nodos.




El enlace troncal es un cable con varias capas de ramificaciones, y el flujo de información es jerárquico. Conectado en el otro extremo al enlace troncal generalmente se encuentra un host servidor.







• Topología en malla completa

En una topología de malla completa, cada nodo se enlaza directamente con los demás nodos. Las ventajas son que, como cada todo se conecta físicamente a los demás, creando una conexión redundante, si algún enlace deja de funcionar la información puede circular a través de cualquier cantidad de enlaces hasta llegar a destino. Además, esta topología permite que la información circule por varias rutas a través de la red.




La desventaja física principal es que sólo funciona con una pequeña cantidad de nodos, ya que de lo contrario la cantidad de medios necesarios para los enlaces, y la cantidad de conexiones con los enlaces se torna abrumadora.


Trama de Ethernet:
El corazón del sistema Ethernet es el Frame Ethernet (bloque o trama de Ethernet) utilizado para llevar datos entre los computadores. Este “frame” está compuesto por una serie de bits organizados en varios campos. Estos campos, a su vez, incluyen las direcciones físicas de las interfaces, un campo variable de datos y un campo para el chequeo de errores. Entre los campos, podemos destacar los siguientes:

Principalmente, está el Preámbulo que es un campo de 7 bytes (56 bits) que abarca una serie de bits usada para sincronizar y estabilizar el medio físico antes de iniciar la transmisión de datos. Generalmente, se toma como un patrón para el preámbulo, lo siguiente:
10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010 10101010
Esta cantidad de bits se transmiten en orden de izquieda a derecha y en la codificación binaria de Manchester representan una forma de onda periódica.
En segundo lugar, tenemos el SOF (Start Of Frame) “Inicio de Trama o Marco”, que es un campo de 1 byte (8 bits) que posee un patrón de bits de 0 y 1 alternados consecutivamente, y que termina con dos 1 seguidos; estaría entonces representado de la siguiente forma:
10101011
Así haya una colisión o choque durante las dos etapas antes mencionadas (Preámbulo y SOF), el emisor deberá enviar todos los bit de ambas etapas (Preámbulo y SOF) hasta que finalice el SOF.

En tercer lugar, tenemos la Dirección de destino, comprende un campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la dirección MAC de tipo EUI-48 hacia la que se envía la trama. La dirección a la que se envía la trama, indistintamente podría ser de una estación cualquiera, multicast o dirección broadcast de la red. En cada caso de estación, ésta debe verificar esta Dirección de destino para decidir si se debe aceptar el paquete entrante o no.
En cuarto lugar está la Dirección de origen, el cual posee un campo de 6 bytes (48 bits) que especifica la dirección MAC de tipo EUI-48 desde la que se envía la trama. El equipo o estación de destino que debe recibir los paquetes conoce de este modo, la dirección de la estación de origen para así poder intercambiar los datos.
Como siguiente tenemos el Tipo, un campo de 2 bytes (16 bits). Este campo es el encargado de identificar el protocolo de red de alto nivel adjunto con el paquete, de la misma manera podría especificar la longitud del campo de los datos. Esta información es asimilada en la capa de enlace de datos.

A continuación están los Datos, este campo es el más amplio de todos, es un campo que posee de 46 a 1500 Bytes de longitud. Cada Byte posee arbitrariamente una serie de valores. Este campo representa la información recibida del nivel de red (la carga útil). Recordemos también que en este campo se incluyen las cabeceras (H3 y H4) de los niveles 3 y 4 que vienen de los niveles superiores.

Como séptimo y último, pero no menos importante, está el FCS (Frame Check Sequence) ó Secuencia de Verificación de Trama, este campo es de 32 bits (4 bytes) que contiene un valor de verificación CRC (Control de Redundancia Cíclica, el cual trabaja con una especie de polinomios distintos el cual compara con unos patrones y determina si hay errores o no en la transmisión). El CRC lo aplica el emisor en toda la trama y luego el receptor calcula ese valor de nuevo y comparando con el emisor determina si hay errores o no.
A modo de resumen, tenemos la siguiente tabla:

Preámbulo SOF Destino Origen Tipo Datos FCS
7 bytes
(56 bits).
Sincroniza y Estabiliza el medio físico. 1 byte
(8bits).
Inicio de la trama. 6 bytes
(48 bits).
Dirección hacia donde se envía la trama. 6 bytes
(48 bits).
Dirección de quien recibe la trama. 2 bytes
(16 bits).
Identifica el protocolo del paquete. 46 a 1500 bytes.
Representa la carga útil. 4 bytes
(32 bits).
Control de errores.



Medios de Transmisión (Cables y Fibras):

El medio de transmisión constituye el soporte físico a través del cual emisor y receptor pueden comunicarse en un sistema de transmisión.

Los medios de transmisión pueden ser guiados y no guiados. En ambos la transmisión se realiza por medio de ondas electromagnéticas.

En un medio guiado las ondas son conducidas (guiadas) a través de un camino físico, mientras que en uno no guiado el medio solo proporciona un soporte para que las ondas se transmitan, pero no las guia.

Como ejemplo de medios guiados tenemos el cable coaxial, la fibra óptica y los cables de pares.

Entre los no guiados tenemos el aire y el vacío.
Dependiendo de la naturaleza del medio, las características y la calidad de transmisión se verán limitadas de forma distinta. Así en un medio guiado será de éste del que dependerán, principalmente, la velocidad de transmisión, el ancho de banda y el espaciado entre repetidores. Sin embargo, en el caso de un medio no guiado resulta más determinante el espectro de frecuencias de la señal transmitida que el propio medio de transmisión en sí mismo.

• Cable Coaxial:

El cable coaxial es un cable formado por dos conductores concéntricos:
Un conductor central o núcleo, formado por un hilo sólido o trenzado de cobre (llamado positivo o vivo), Un conductor exterior en forma de tubo o vaina, y formado por una malla trenzada de cobre o aluminio o bien por un tubo, en caso de cables semirígidos. Este conductor exterior produce un efecto de blindaje y además sirve como retorno de las corrientes.

El primero está separado del segundo por una capa aislante llamada dieléctrico. De la calidad del dieléctrico dependerá principalmente la calidad del cable.
Todo el conjunto puede estar protegido por una cubierta aislante.

Existen múltiples tipos de cable coaxial, cada uno con un diámetro e impedancia diferentes. El cable coaxial no es habitualmente afectado por interferencias externas, y es capaz de lograr altas velocidades de transmisión en largas distancias. Por esa razón, se utiliza en redes de comunicación de banda ancha (cable de televisión) y cables de banda base (Ethernet).

El cable coaxial se reemplaza por la fibra óptica en distancias superiores a varios kilómetros, porque el ancho de banda de esta última es muy superior, lo que justifica su mayor costo y su instalación más delicada.



• Tipos de cable coaxial

Los dieléctricos utilizados para separar el conductor central de la vaina externa definen de manera importante el coeficiente de velocidad, y por lo tanto, la calidad del cable. Entre los materiales más comunes utilizados se encuentran:
Cable coaxial con dieléctrico de aire: se diferencian dos tipos, en unos se utiliza de soporte y de separación entre conductores una espiral de polietileno y en otros existen unos canales o perforaciones a lo largo del cable de modo que el polietileno sea el mínimo imprescindible para la sujeción del conductor central. Son cables que presentan unas atenuaciones muy bajas.
Cable dieléctrico de polietileno celular o esponjoso: presenta más consistencia que el anterior pero también tiene unas pérdidas más elevadas.
Cable coaxial con dieléctricos de polietileno macizo: de mayores atenuaciones que el anterior y se aconseja solamente para conexiones cortas (10-15 m aproximadamente).
Cable con dieléctrico de teflón: tiene pocas pérdidas y se utiliza en microondas.
En redes de área local bajo la norma 10Base2, prácticamente caída en desuso a fines de la década de 1990, se utilizaban dos tipos de cable coaxial: fino y grueso.
Se puede conseguir anchos de banda comprendidos entre corriente contínua (Transportan modos TEM, que no tienen frecuencia de corte inferior) y más de 40 GHz, dependiendo del tipo de cable.
Un ejemplo habitual de su uso para corriente contínua es la alimentación de los amplificadores de antena, compartiendo el cable con la señal de RF.
Los cables coaxiales más comunes son el RG-58 (impedancia de 50 Ohm, fino) y el RG-59 (impedancia de 75 Ohm, fino). El primero es sumamente utilizado en equipos de radioaficionados y CB, el segundo entre las antenas Yagi de recepción de televisión, y el televisor.
 Cable UTP:

Del inglés: Unshielded Twisted Pair, par trenzado sin blindaje o no apantallado) es un tipo de conductor utilizado, principalmente para comunicaciones. Se encuentra normalizado de acuerdo a la norma TIA/EIA-568-B.

Es un cable de cobre, y por tanto conductor de electricidad, que se utiliza para telecomunicaciones y que consta de uno o más pares, ninguno de los cuales está blindado (apantallado). Cada par -Pair- es un conjunto de dos conductores aislados con un recubrimiento plástico; este par se trenza -Twisted- para que la señales transportadas por ambos conductores (de la misma magnitud y sentido contrario) no generen interferencias ni resulten sensibles a emisiones. La U de UTP significa 'sin blindaje' ó 'no apantallado' (Unshielded en su original inglés). Esto quiere decir que este cable no incorpora ninguna malla metálica que rodee ninguno de sus elementos (pares) ni el cable mismo. Esta ausencia tiene ventajas y desventajas. Entre las primeras: el cable es más económico, flexible, delgado y fácil de instalar. Además no necesita mantenimiento, ya que ninguno de sus componentes precisa ser puesto a tierra.

Entre las desventajas: presenta menor protección frente a interferencias electromagnéticas, pero la que ofrece es suficiente para la mayoría de instalaciones.

Se utiliza en telefonía y redes de ordenadores, por ejemplo en LAN Ethernet (10BASE T) y Fast Ethernet (100 BASE TX); actualmente ha empezado a usarse también en redes Gigabit Ethernet. Emplea conectores especiales, denominados RJ (Registered Jack), siendo los más comúnmente utilizados los RJ-11, RJ-12 (ambos de 4 patillas) y RJ-45 (de 8 patillas).
En EE.UU, ocupa el 99% del mercado ya que sus normativas no admiten el cableado blindado. Otra manera de ver los cables UTP: Son unos conductores de información, generalmente en una red LAN. Se puede emplear distintos tipos de trenzados, dependiendo de la manera en que se la quiera realizar.

 Estándares de Cables UTP/STP :

Cat 1: Actualmente no reconocido por TIA/EIA. Previamente usado para comunicaciones telefónicas POTS, ISDN y cableado de timbrado.
Cat 2: Actualmente no reconocido por TIA/EIA. Previamente fue usado con frecuencia en redes token ring de 4 Mbit/s.
Cat 3: Actualmente definido en TIA/EIA-568-B, usado para redes de datos usando frecuencias de hasta 16 MHz. Historicamente popular (y todavía usado) para redes ethernet de 10 Mbit/s.
Cat 4: Actualmente no reconocido por TIA/EIA. Posee performance de hasta 20 MHz, y fue frecuentemente usado en redes token ring de 16 Mbit/s.
Cat 5: Actualmente no reconocido por TIA/EIA. Posee performance de hasta 100 MHz, y es frecuentemente usado en redes ethernet de 100 Mbit/s ethernet networks. Es posible usarlo para ethernet de gigabit 1000BASE-T.
Cat 5e: Actualmente definido en TIA/EIA-568-B. Posee performance de hasta 100 MHz, y es frecuentemente usado tanto para ethernet 100 Mbit/s como para ethernet 1000 Mbit/s (gigabit).
Cat 6: Actualmente definido en TIA/EIA-568-B. Posee performance de hasta 250 MHz, más del doble que las categorías 5 y 5e. Usado principalmente para Gigabit
Cat 6a: Especificacíon futura para aplicaciones de 10 Gbit/s.
Cat 7: Nombre informal aplicado a cableado de clase F de ISO/IEC 11801. Este estándar especifica 4 pares blindados individualmente dentro de otro blindaje. Diseñado para transmisión a frecuencias de hasta 600 MHz.
Existen varias opciones para el estándar 802,3 que se diferencian por velocidad, tipo de cable y distancia de transmisión.
10Base-T: Cable de par trenzado con una longitud aproximada de 500 mts, a una velocidad de 10 mbps.
1Base-5: Cable de par trenzado con una longitud extrema de 500 mts, a una velocidad de 1 mbps.
100Base-T: (Ethernet Rápida) Cable de par trenzado, nuevo estándar que soporta velocidades de 100 mbps que utiliza el método de acceso CSMA/CD.
100VG AnyLan: Nuevo estándar Ethernet que soporta velocidades de 100 mbps utilizando un nuevo método de acceso por prioridad de demandas sobre configuraciones de cableado par trenzado.



 Cable STP:

STP, acrónimo de Shielded Twisted Pair o Par Trenzado Apantallado. El cable de par trenzado apantallado es justamente lo que su nombre implica: cables de cobre aislados dentro de una cubierta protectora, con un número específico de trenzas por pie. STP se refiere a la cantidad de aislamiento alrededor del conjunto de cables y, por lo tanto, a su inmunidad al ruido al contrario que UTP (Unshielded Twisted Pair, "Par trenzado sin apantallar") que no dispone de dicho aislamiento.
Se emplea en redes de ordenadores como Ethernet o Token Ring. Es más caro que la versión no apantallada, UTP




 Concepto de Fibra Óptica
Los circuitos de fibra óptica son filamentos de vidrio (compuestos de cristales naturales) o plástico (cristales artificiales), del espesor de un pelo (entre 10 y 300 micrones). Llevan mensajes en forma de haces de luz que realmente pasan a través de ellos de un extremo a otro, donde quiera que el filamento vaya (incluyendo curvas y esquinas) sin interrupción.
Las fibras ópticas pueden ahora usarse como los alambres de cobre convencionales, tanto en pequeños ambientes autónomos (tales como sistemas de procesamiento de datos de aviones), como en grandes redes geográficas (como los sistemas de largas líneas urbanas mantenidos por compañías telefónicas).




 ¿Cómo funciona la Fibra Óptica?

En un sistema de transmisión por fibra óptica existe un transmisor que se encarga de transformar las ondas electromagnéticas en energía óptica o en luminosa, por ello se le considera el componente activo de este proceso.
Una vez que es transmitida la señal luminosa por las minúsculas fibras, en otro extremo del circuito se encuentra un tercer componente al que se le denomina detector óptico o receptor, cuya misión consiste en transformar la señal luminosa en energía electromagnética, similar a la señal original. El sistema básico de transmisión se compone en este orden, de señal de entrada, amplificador, fuente de luz, corrector óptico, línea de fibra óptica (primer tramo ), empalme, línea de fibra óptica (segundo tramo), corrector óptico, receptor, amplificador y señal de salida.

En resumen, se puede decir que este proceso de comunicación, la fibra óptica funciona como medio de transportación de la señal luminosa, generado por el transmisor de LED’S (diodos emisores de luz) y láser.

Los diodos emisores de luz y los diodos láser son fuentes adecuadas para la transmisión mediante fibra óptica, debido a que su salida se puede controlar rápidamente por medio de una corriente de polarización. Además su pequeño tamaño, su luminosidad, longitud de onda y el bajo voltaje necesario para manejarlos son características atractivas.

 COMPONENTES Y TIPOS DE FIBRA ÓPTICA

Componentes de la Fibra Óptica

• El Núcleo: En sílice, cuarzo fundido o plástico - en el cual se propagan las ondas ópticas. Diámetro: 50 o 62,5 um para la fibra multimodo y 9um para la fibra monomodo.

• La Funda Óptica: Generalmente de los mismos materiales que el núcleo pero con aditivos que confinan las ondas ópticas en el núcleo.

• El revestimiento de protección: por lo general esta fabricado en plástico y asegura la protección mecánica de la fibra.



Tipos de Fibra Óptica:

• Fibra Monomodo:

Potencialmente, esta es la fibra que ofrece la mayor capacidad de transporte de información. Tiene una banda de paso del orden de los 100 GHz/km. Los mayores flujos se consiguen con esta fibra, pero también es la más compleja de implantar. El dibujo muestra que sólo pueden ser transmitidos los rayos que tienen una trayectoria que sigue el eje de la fibra, por lo que se ha ganado el nombre de "monomodo" (modo de propagación, o camino del haz luminoso, único). Son fibras que tienen el diámetro del núcleo en el mismo orden de magnitud que la longitud de onda de las señales ópticas que transmiten, es decir, de unos 5 a 8 m m. Si el núcleo está constituido de un material cuyo índice de refracción es muy diferente al de la cubierta, entonces se habla de fibras monomodo de índice escalonado. Los elevados flujos que se pueden alcanzar constituyen la principal ventaja de las fibras monomodo, ya que sus pequeñas dimensiones implican un manejo delicado y entrañan dificultades de conexión que aún se dominan mal.


• Fibra Multimodo de Índice Gradiante Gradual:

Las fibras multimodo de índice de gradiente gradual tienen una banda de paso que llega hasta los 500MHz por kilómetro. Su principio se basa en que el índice de refracción en el interior del núcleo no es único y decrece cuando se desplaza del núcleo hacia la cubierta. Los rayos luminosos se encuentran enfocados hacia el eje de la fibra, como se puede ver en el dibujo. Estas fibras permiten reducir la dispersión entre los diferentes modos de propagación a través del núcleo de la fibra.
La fibra multimodo de índice de gradiente gradual de tamaño 62,5/125 m (diámetro del núcleo/diámetro de la cubierta) está normalizado, pero se pueden encontrar otros tipos de fibras:

Multimodo de índice escalonado 100/140 mm.
Multimodo de índice de gradiente gradual 50/125 m m.




• Fibra Multimodo de índice escalonado:

Las fibras multimodo de índice escalonado están fabricadas a base de vidrio, con una atenuación de 30 dB/km, o plástico, con una atenuación de 100 dB/km. Tienen una banda de paso que llega hasta los 40 MHz por kilómetro. En estas fibras, el núcleo está constituido por un material uniforme cuyo índice de refracción es claramente superior al de la cubierta que lo rodea. El paso desde el núcleo hasta la cubierta conlleva por tanto una variación brutal del índice, de ahí su nombre de índice escalonado.




• ¿ Qué tipo de conectores usa ?

Con la Fibra Óptica se puede usar Acopladores y Conectores:

Acopladores:

Un acoplador es básicamente la transición mecánica necesaria para poder dar continuidad al paso de luz del extremo conectorizado de un cable de fibra óptica a otro. Pueden ser provistos también acopladores de tipo "Híbridos", que permiten acoplar dos diseños distintos de conector, uno de cada lado, condicionado a la coincidencia del perfil del pulido.


Conectores:

 Se recomienda el conector 568SC pues este mantiene la polaridad. La posición correspondiente a los dos conectores del 568SC en su adaptador, se denominan como A y B. Esto ayuda a mantener la polaridad correcta en el sistema de cableado y permite al adaptador a implementar polaridad inversa acertada de pares entre los conectores.

 Sistemas con conectores BFOC/2.5 y adaptadores (Tipo ST) instalados pueden seguir siendo utilizados en plataformas actuales y futuras.
Identificación: Conectores y adaptadores Multimodo se representan por el color marfil Conectores y adaptadores Monomodo se representan por el color azul.

Para la terminación de una fibra óptica es necesario utilizar conectores o empalmar Pigtails (cables armados con conector) por medio de fusión. Para el caso de conectorización se encuentran distintos tipos de conectores dependiendo el uso y l normativa mundial usada y sus características.

ST conector de Fibra para Monomodo o Multimodo con uso habitual en Redes de Datos y equipos de Networking locales en forma Multimodo.


FC conector de Fibra Óptica para Monomodo o Multimodo con uso habitual en telefonía y CATV en formato Monomodo y Monomodo Angular.-


SC conector de Fibra óptica para Monomodo y Multimodo con uso habitual en telefonía en formato monomodo.


• VENTAJAS Y DESVENTAJAS DE LA FIBRA ÓPTICA

VENTAJAS
La fibra óptica hace posible navegar por Internet a una velocidad de dos millones de bps.
Acceso ilimitado y continuo las 24 horas del día, sin congestiones.
Video y sonido en tiempo real.
Fácil de instalar.
Es inmune al ruido y las interferencias, como ocurre cuando un alambre telefónico pierde parte de su señal a otra.
Las fibras no pierden luz, por lo que la transmisión es también segura y no puede ser perturbada.
Carencia de señales eléctricas en la fibra, por lo que no pueden dar sacudidas ni otros peligros. Son convenientes para trabajar en ambientes explosivos.
Presenta dimensiones más reducidas que los medios preexistentes.
El peso del cable de fibras ópticas es muy inferior al de los cables metálicos, capaz de llevar un gran número de señales.
La materia prima para fabricarla es abundante en la naturaleza.
Compatibilidad con la tecnología digital.

DESVENTAJAS
Sólo pueden suscribirse las personas que viven en las zonas de la ciudad por las cuales ya esté instalada la red de fibra óptica.
El coste es alto en la conexión de fibra óptica, las empresas no cobran por tiempo de utilización sino por cantidad de información transferida al computador, que se mide en megabytes.
El coste de instalación es elevado.
Fragilidad de las fibras.
Disponibilidad limitada de conectores.
Dificultad de reparar un cable de fibras roto en el campo.


• APLICACIONES DE LA FIBRA ÓPTICA

 Internet
El servicio de conexión a Internet por fibra óptica, derriba la mayor limitación del ciberespacio: su exasperante lentitud. El propósito del siguiente artículo es describir el mecanismo de acción, las ventajas y sus desventajas.
Para navegar por la red mundial de redes, Internet, no sólo se necesitan un computador, un módem y algunos programas, sino también una gran dosis de paciencia. El ciberespacio es un mundo lento hasta el desespero. Un usuario puede pasar varios minutos esperando a que se cargue una página o varias horas tratando de bajar un programa de la Red a su PC.
Esto se debe a que las líneas telefónicas, el medio que utiliza la mayoría de los 50 millones de usuarios para conectarse a Internet, no fueron creadas para transportar videos, gráficas, textos y todos los demás elementos que viajan de un lado a otro en la Red.

Pero las líneas telefónicas no son la única vía hacia el ciberespacio. Recientemente un servicio permite conectarse a Internet a través de la fibra óptica.
La fibra óptica hace posible navegar por Internet a una velocidad de dos millones de bps, impensable en el sistema convencional, en el que la mayoría de usuarios se conecta a 28.000 0 33.600 bps.

 Redes

La fibra óptica se emplea cada vez más en la comunicación, debido a que las ondas de luz tienen una frecuencia alta y la capacidad de una señal para transportar información aumenta con la frecuencia. En las redes de comunicaciones se emplean sistemas de láser con fibra óptica. Hoy funcionan muchas redes de fibra para comunicación a larga distancia, que proporcionan conexiones transcontinentales y transoceánicas. Una ventaja de los sistemas de fibra óptica es la gran distancia que puede recorrer una señal antes de necesitar un repetidor para recuperar su intensidad. En la actualidad, los repetidores de fibra óptica están separados entre sí unos 100 km, frente a aproximadamente 1,5 km en los sistemas eléctricos. Los amplificadores de fibra óptica recientemente desarrollados pueden aumentar todavía más esta distancia.
Otra aplicación cada vez más extendida de la fibra óptica son las redes de área local. Al contrario que las comunicaciones de larga distancia, estos sistemas conectan a una serie de abonados locales con equipos centralizados como ordenadores (computadoras) o impresoras. Este sistema aumenta el rendimiento de los equipos y permite fácilmente la incorporación a la red de nuevos usuarios. El desarrollo de nuevos componentes electroópticos y de óptica integrada aumentará aún más la capacidad de los sistemas de fibra.
Red de área local o LAN, conjunto de ordenadores que pueden compartir datos, aplicaciones y recursos (por ejemplo impresoras). Las computadoras de una red de área local (LAN, Local Area Network) están separadas por distancias de hasta unos pocos kilómetros, y suelen usarse en oficinas o campus universitarios. Una LAN permite la transferencia rápida y eficaz de información en el seno de un grupo de usuarios y reduce los costes de explotación.
Otros recursos informáticos conectados son las redes de área amplia (WAN, Wide Area Network) o las centralitas particulares (PBX). Las WAN son similares a las LAN, pero conectan entre sí ordenadores separados por distancias mayores, situados en distintos lugares de un país o en diferentes países; emplean equipo físico especializado y costoso y arriendan los servicios de comunicaciones. Las PBX proporcionan conexiones informáticas continuas para la transferencia de datos especializados como transmisiones telefónicas, pero no resultan adecuadas para emitir y recibir los picos de datos de corta duración empleados por la mayoría de las aplicaciones informáticas.
Las redes de comunicación públicas están divididas en diferentes niveles; conforme al funcionamiento, a la capacidad de transmisión, así como al alcance que definen. Por ejemplo, si está aproximándose desde el exterior hacia el interior de una gran ciudad, se tiene primeramente la red interurbana y red provicional, a continuación las líneas prolongadas aportadoras de tráfico de más baja capacidad procedente de áreas alejadas (red rural), hacia el centro la red urbana y finalmente las líneas de abonado. Los parámetros dictados por la práctica son el tramo de transmisión que es posible cubrir y la velocidad binaria específica así como el tipo de fibra óptica apropiado, es decir, cables con fibras monomodo ó multimodo.

 Telefonía

Con motivo de la normalización de interfaces existentes, se dispone de los sistemas de transmisión por fibra óptica para los niveles de la red de telecomunicaciones públicas en una amplia aplicación, contrariamente para sistemas de la red de abonado (línea de abonado), hay ante todo una serie de consideraciones.
Para la conexión de un teléfono es completamente suficiente con los conductores de cobre existentes. Precisamente con la implantación de los servicios en banda ancha como la videoconferencia, la videotelefonía, etc, la fibra óptica se hará imprescindible para el abonado. Con el BIGFON (red urbana integrada de telecomunicaciones en banda ancha por fibra óptica) se han recopilado amplias experiencias en este aspecto. Según la estrategia elaborada, los servicios de banda ancha posteriormente se ampliarán con los servicios de distribución de radio y de televisión en una red de telecomunicaciones integrada en banda ancha (IBFN).

Elementos componentes de la arquitectura de Ethernet:

• 10Base-5

10 Mbit/s sobre cable coaxial grueso (thicknet). Longitud máxima del segmento 500 metros.
También conocida como Thick Ethernet (Ethernet grueso), es la Ethernet original. Fue desarrollada originalmente a finales de los años 1970 pero no se estandarizó oficialmente hasta 1983. Utiliza una topología en bus, con un cable coaxial que conecta todos los nodos entre sí. En cada extremo del cable tiene que llevar un terminador. Cada nodo se conecta al cable con un dispositivo llamado transceptor.

El término transceptor se aplica a un dispositivo que realiza, dentro de una misma caja o chasis, funciones tanto de transmisión como de recepción, utilizando componentes de circuito comunes para ambas funciones. Dado que determinados elementos se utilizan tanto para la transmisión como para la recepción, la comunicación que provee un transceptor solo puede ser semiduplex, lo que significa que pueden enviarse señales entre dos terminales en ambos sentidos, pero no simultáneamente.

El cable usado es relativamente grueso (10mm) y rígido. Sin embargo es muy resistente a interferencias externas y tiene pocas pérdidas. Se le conoce con el nombre de RG8 o RG11 y tiene una impedancia de 50 ohmios. Se puede usar conjuntamente con el 10Base2.






• 10Base-2

10 Mbit/s sobre coaxial fino (thinnet o cheapernet). Longitud máxima del segmento 185 metros.

Es una de las variantes de Ethernet, en algunos textos referenciado como thinnet debido al uso de cable coaxial delgado (RG-58). La tecnología 10Base-2 se introdujo en 1985. La instalación fue más sencilla debido a su menor tamaño y peso, y por su mayor flexibilidad. Todavía existen en redes de este tipo, como 10BASE5, la cual no es recomendable para la instalación de redes hoy en día. Tiene un costo bajo y carece de la necesidad de hubs. Además, las NIC son difíciles de conseguir para este medio.
10BASE2 usa la codificación Manchester también. Los computadores en la LAN se conectaban entre sí con una serie de tendidos de cable coaxial sin interrupciones. Se usaban conectores BNC para unir estos tendidos a un conector en forma de T en la NIC.

10BASE2 tiene un conductor central trenzado. Cada uno de los cinco segmentos máximos de cable coaxial delgado puede tener hasta 185 metros de longitud y cada estación se conecta directamente al conector BNC con forma de "T" del cable coaxial.

Sólo una estación puede transmitir a la vez, de lo contrario, se produce una colisión. 10BASE2 también usa half-duplex. La máxima velocidad de transmisión de 10BASE2 es de 10 Mbps.
Puede haber hasta 30 estaciones en cada segmento individual de 10BASE2. De los cinco segmentos consecutivos en serie que se encuentran entre dos estaciones lejanas, sólo tres pueden tener estaciones conectadas.

• 10Base-T

10 Mbit/s sobre par trenzado (UTP). Longitud máxima del segmento 100 metros.
Son las LAN más comunes hoy en día. Mediante este sistema se palían los conocidos defectos de las redes 10Base2 y 10Base5, entre ellos, la mala detección de derivaciones no deseadas, de rupturas y de conectores flojos. Como desventaja la instalación conectada mediante hubs pueden resultar cara y complicarse bastante para redes complejas.


De su nombre 10BASE-T se extraen varias características de este medio, 10 indica la velocidad de transmisión en Megabits por segundo (Mb/s), BASE es la abreviatura de banda base y la T por utilizar cables de par trenzado. Concretamente el cable utilizado, UTP de categoría 3 (25 MHz en longitudes de 100 m.), consta de cuatro pares trenzados sin apantallamiento, de los cuales al menos un par se utilizará para transmisión y otro para recepción.

La máxima longitud del dominio de colisión (con repetidores) alcanza hasta 2500m usando un backbone coaxial y el máximo número de estaciones en el dominio de colisión aceptadas es de 1024. El cable se conecta mediante un conector RJ-45 a la tarjeta de red en el PC. Cada estación está conectada con un hub o concentrador central siguiendo una topología de estrella o estrella extendida, aunque funciona como un bus lógico. Existen hubs con diferentes configuraciones, con 4, 8, 12, 15 o 24 puertos RJ-45, e incluso la posibilidad de conectar cable de tipo Ethernet 10Base2 u otros.
• 10Base-F

10 Mbit/s sobre fibra óptica. Longitud máxima del segmento 1000 metros.
10BaseF utiliza fibra óptica como medio de transmisión para redes Ethernet a una velocidad de 10 Mbps.

El número 10 hace referencia a la velocidad de transmisión, la palabra base hace referencia al método de transmisión (banda base), y la letra 'F' hace referencia al medio de transmisión (fibra óptica).

• 100Base-TX

Fast Ethernet a 100 Mbit/s con auto-negociación de velocidad. 100Base-TX es la forma predominante de Fast Ethernet a 100Mbit/s.
La configuración de las redes 100Base-TX es muy similar a la 10Base-T. Cuando se usa para crear una red de área local, los dispositivos de la red (computadoras, impresoras, etc.) suelen conectarse a un hub o a un switch, formando así una red en topología de estrella. También pueden conectarse dos dispositivos directamente utilizando un cable de cruce.

Utiliza cables de cat5 con dos pares de hilos. Los pares adecuados son el naranja y el verde (segundo y tercer par) en los estándares y terminaciones TIA/EIA-568-B T568A o T568B. Estos pares usan los pines 1, 2, 3 y 6. En el T568A y T568B, los hilos están en el orden 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 en cada extremo.el orden de colores será verde/blanco, verde, naranja/blanco, azul, azul/blanco, naranja, marrón/blanco y marrón para el T568A, y naranja/blanco, naranja, verde/blanco, azul, azul/blanco, verde, marrón/blanco y marrón para el T568B. cada segmento de la red puede tener una longitud máxima de 100 metros.
• 100Base-FX:

 100BASE-FX es una versión de Fast Ethernet sobre fibra óptica. Utiliza dos filamentos de fibra óptica multi-modo para recepción y transmisión. También se le conoce como la versión en fibra óptica del 100BASE-TX. La longitud máxima es de 400 metros para las conexiones half-duplex (para asegurarse de que las colisiones son detectadas) o 2 kilómetros para full-duplex. 100base-fx no es compatible con 10BASE-FL, la versión de 10 Mbit/s sobre fibra óptica. Utiliza una longitud de onda de luz infrarroja cercano a los 1.3 micrómetros.

 100BASE-FX: Especificación Fast Ethernet de banda base de 100 Mbps que usa dos hebras de cable de fibra óptica multimodo por enlace. Para garantizar una temporización de señal adecuada, el enlace 100BASE-FX no puede exceder una longitud de 400 metros. Basado en el estándar IEEE 802.3.

• 1000Base-T:

Es un estándar para redes de área local del tipo Gigabit Ethernet sobre cable de cobre trenzado sin apantallamiento. Fue aprobado por el IEEE 802.3 en 1999.
A diferencia de 10Base-T o 100Base-TX, emplea todos los cuatro pares de hilos del cable, transmitiendo simultáneamente en ambos sentidos y por cada uno de ellos. Se multiplica así por ocho la velocidad de modulación, a costa de aplicar un sistema electrónico de cancelación de eco. Puede funcionar sobre cable de categoría 5 mejorado (UTP 5e) o superior.

Conforme a las normas de cableado estructurado (ISO/IEC 11801), cada segmento de red puede tener una longitud máxima de 100 m, repartidos entre la instalación fija (hasta 90 m de cable rígido) y las conexiones al ordenador, o en el rack o panel de distribución (10 m de latiguillos, de cable flexible).

Emplea una modulación por amplitud de pulsos con señales de 5 niveles denominada PAM-5 para alcanzar la velocidad de 1 Gb/s en modo full duplex.
La secuencia de bits procedente de la subcapa MAC se aleatoriza y se codifica con un sistema de corrección automática de errores FEC, obteniendo los grupos de símbolos PAM5 que se envían sobre los 4 pares simultáneamente. En cada par, cuatro de los cinco símbolos representan 2 bits de datos; el quinto contiene la información FEC y permite recuperar pérdidas de información causadas por ruido.
Las Tarjetas de Red

Las tarjetas de red Ethernet utilizan conectores RJ-45 (10/100/1000) BNC (10), AUI (10), MII (100), GMII (1000). El caso más habitual es el de la tarjeta o placa madre con un conector RJ-45, aunque durante la transición del uso mayoritario de cable coaxial (10 Mbps) a par trenzado (100 Mbps) abundaron las tarjetas con conectores BNC y RJ-45 e incluso BNC / AUI / RJ-45 (en muchas de ellas se pueden ver serigrafiados los conectores no usados). Con la entrada de las redes Gigabit y el que en las casas sea frecuente la presencias de varios ordenadores comienzan a verse tarjetas y placas base con 2 y hasta 4 puertos RJ-45, algo antes reservado a los servidores.

Pueden variar en función de la velocidad de transmisión, normalmente 10 Mbps ó 10/100 Mbps. Actualmente se están empezando a utilizar las de 1000 Mbps, también conocida como Gigabit Ethernet y en algunos casos 10 Gigabit Ethernet, utilizando también cable de par trenzado, pero de categoría 6, 6e y 7 que trabajan a frecuencias más altas.

• Puente de red (Bridge)

Un puente o bridge es un dispositivo de interconexión de redes de ordenadores que opera en la capa 2 (nivel de enlace de datos) del modelo OSI. Este interconecta dos segmentos de red (o divide una red en segmentos) haciendo el pasaje de datos de una red para otra, con base en la dirección física de destino de cada paquete.
Un bridge conecta dos segmentos de red como una sola red usando el mismo protocolo de establecimiento de red.

Funciona a través de una tabla de direcciones MAC detectadas en cada segmento a que está conectado. Cuando detecta que un nodo de uno de los segmentos está intentando transmitir datos a un nodo del otro, el bridge copia la trama para la otra subred. Por utilizar este mecanismo de aprendizaje automático, los bridges no necesitan configuración manual.
La principal diferencia entre un bridge y un hub es que el segundo pasa cualquier trama con cualquier destino para todos los otros nodos conectados, en cambio el primero sólo pasa las tramas pertenecientes a cada segmento. Esta característica mejora el rendimiento de las redes al disminuir el tráfico inútil. Para hacer el bridging o interconexión de más de 2 redes, se utilizan los switches.


• Conmutador (Switch)

Un switch (en castellano "conmutador") es un dispositivo electrónico de interconexión de redes de ordenadores que opera en la capa 2 (nivel de enlace de datos) del modelo OSI (Open Systems Interconnection). Un conmutador interconecta dos o más segmentos de red, funcionando de manera similar a los puentes (bridges), pasando datos de un segmento a otro, de acuerdo con la dirección MAC de destino de los datagramas en la red.

Los conmutadores se utilizan cuando se desea conectar múltiples redes, fusionándolas en una sola. Al igual que los puentes, dado que funcionan como un filtro en la red, mejoran el rendimiento y la seguridad de las LANs (Local Area Network- Red de Área Local).

Interconexión de conmutadores y puentes: Los puentes (bridges) y conmutadores (switches) pueden ser conectados unos a los otros, pero existe una regla que dice que sólo puede existir un único camino entre dos puntos de la red. En caso de que no se siga esta regla, se forma un bucle en la red, que produce la transmisión infinita de datagramas de una red a otra.
• Concentrador (Hub)
Un concentrador es un dispositivo que permite centralizar el cableado de una red. También conocido con el nombre de hub.

Un concentrador funciona repitiendo cada paquete de datos en cada uno de los puertos con los que cuenta, excepto en el que ha recibido el paquete, de forma que todos los puntos tienen acceso a los datos. También se encarga de enviar una señal de choque a todos los puertos si detecta una colisión. Son la base para las redes de topología tipo estrella. Como alternativa existen los sistemas en los que los ordenadores están conectados en serie, es decir, a una línea que une varios o todos los ordenadores entre sí, antes de llegar al ordenador central. Llamado también repetidor multipuerto, existen 3 clases:

 Pasivo: No necesita energía eléctrica.
 Activo: Necesita alimentación.
 Inteligente: También llamados smart hubs son hubs activos que incluyen microprocesador.



Dentro del modelo OSI el concentrador opera a nivel de la capa física, al igual que los repetidores, y puede ser implementado utilizando únicamente tecnología analógica. Simplemente une conexiones y no altera las tramas que le llegan.

Visto lo anterior podemos sacar las siguientes conclusiones:
El concentrador envía información a ordenadores que no están interesados. A este nivel sólo hay un destinatario de la información, pero para asegurarse de que la recibe el concentrador envía la información a todos los ordenadores que están conectados a él, así seguro que acierta.

Este tráfico añadido genera más probabilidades de colisión. Una colisión se produce cuando un ordenador quiere enviar información y emite de forma simultánea con otro ordenador que hace lo mismo. Al chocar los dos mensajes se pierden y es necesario retransmitir. Además, a medida que añadimos ordenadores a la red también aumentan las probabilidades de colisión.

Un concentrador funciona a la velocidad del dispositivo más lento de la red. Si observamos cómo funciona vemos que el concentrador no tiene capacidad de almacenar nada. Por lo tanto si un ordenador que emite a 100 megabit/segundo le trasmitiera a otro de 10 megabit/segundo algo se perdería del mensaje. En el caso del ADSL los routers suelen funcionar a 10 megabit/segundo, si lo conectamos a nuestra red casera, toda la red funcionará a 10 megabit/segundo, aunque nuestras tarjetas sean 10/100 megabit/segundo.

Un concentrador es un dispositivo simple, esto influye en dos características. El precio es barato. Un concentrador casi no añade ningún retardo a los mensajes.
Los concentradores fueron muy populares hasta que se abarataron los switch que tienen una función similar pero proporcionan más seguridad contra programas como los sniffer. La disponibilidad de switches ethernet de bajo precio ha dejado obsoletos, pero aún se pueden encontrar en instalaciones antiguas y en aplicaciones especializadas.






Velocidades de Trabajo:

Esencialmente las redes Ethernet se dividen en 3 categorías y las velocidades de cada una son las siguientes:

• Ethernet a 10 Mbps

La red Ethernet es una especificación de LAN banda base inventada por la empresa Xerox Corp., que opera a 10 Mbps y utiliza CSMA/CD (Método de Acceso Múltiple con Detección de Portadora) a través de cable coaxial. Ethernet fu

• Ethernet a 100 Mbps

También conocida como Fast Ethernet, que opera a 100 Mbps a través de cable de par trenzado. Es una tecnología LAN a alta velocidad, que ofrece un ancho de banda adicional a los usuarios de computadoras de escritorio en el centro de cableado, así como a servidores y grupos de servidores (a los cuales se suele llamar granjas de servidores), en los centros de datos.

El grupo de estudio de la red Ethernet a alta velocidad del IEEE se formó para estudiar la factibilidad de operar Ethernet a velocidades de 100 Mbps. El grupo de estudio estableció varios objetivos para esta nueva red Ethernet de alta velocidad, pero no llegó a un acuerdo en cuanto a el método de acceso. Uno de los principales problemas fue determinar si esta nueva red Ethernet, más rápida, soportaría el método CSMA/CD u otro método de acceso.

• Ethernet a 1000 Mbps

Es una sola especificación LAN, también conocida como Gigabit Ethernet, que opera a 1000 Mbps (1 Gbps) a través de cables de fibra óptica y de par trenzado.
Gigabit Ethernet es una extensión del estándar de Ethernet IEEE 802.3. Opera a 1000 Mbps netos de ancho de banda para datos, a la vez que conserva la compatibilidad con los dispositivos de red de Ethernet y Fast Ethernet. La red Ethernet Gigabit ofrece nuevos modos de operación dúplex total para conexiones switch a switch y switch a estación terminal. Asimismo, permite modos de operación semidúplex para conexiones compartidas utilizando repetidores y CSMA/CD. Además la red Ethernet Gigabit utiliza el mimso formato y tamaño de trama y los mismos objetos de administración que se utilizan en las redes IEEE 802.3 existentes. En general, se espera que opere inicialmente a través de cableado de fibra óptica, sin embargo, se implementará con cable UTP (Par Trenzado Sin Blindaje) categoría 5 y también cable coaxial.

Una empresa que produce artículos electrónicos está planificando la producción televisores, radios y walkman para el próximo mes. Un televisor necesita 5 horas de tiempo de producción
Seguridad
Esta es un tema interesante para la discusión. En el caso de la seguridad Ethernet existen muy pocos artículos o comentarios a cerca de esto. Muchos se preguntarán el porque de esto, pero es sencillamente debido a que el Ethernet es una red realizada a través de cable, es una red cableada que según su tipo puede ser LAN, WAN, etc, por lo tanto, obviamente, la Ethernet será segura en la medida que la capa física (el cable propiamente dicho), este fuera del alcance de los invasores.


















Bibliografía

www.google.com
http://wikipedia.org
Consultamos el libro:
• Redes de computadoras Andrew S. Tanenbaum