Una red de área amplia puede ser descripta como un grupo de redes individuales conectadas a través de extensas distancias geográficas.
- Dos o más redes de área local (LANs) independientes.
- Routers conectados a cada LAN
- Dispositivos de acceso al enlace (Link access devices, LADs) conectados a cada router.
- Enlaces inter-red de área amplia conectados a cada LAD
La inter-red combinada con las LANs crea la WAN.
Un dispositivo de acceso al enlace (LAD) es necesario para convertir las señales para ser transmitidas desde la LAN en un formato compatible con el tipo de enlace de área amplia inter-red utilizado.
Las conexiones entre LADs pueden ser punto a punto o a través de la red intermedia de un proveedor de servicios de red.
Nota: Una red intermedia se define como una red utilizada para conectar dos o más redes.
En un enlace punto a punto, los LADs se comunican directamente entre sí sobre un circuito de telecomunicaciones. Este circuito puede ser temporal, como el de una red conmutada de telefonía pública, o permanente, por ejemplo una línea de datos dedicada contratada a un proveedor.
Algunos ejemplos de LAD incluyen:
- Data service unit/channel service unit (DSU/CSU).
- Terminal adapter (TA).
- Packet assembler/disassembler (PAD).
- Frame Relay access device (FRAD).
En un enlace de red intermedia, los LAD son conectados una red de transporte de datos, controlada y administrada por uno o más proveedores de servicios de red. Las conexiones al proveedor de servicios de red son realizadas usando enlaces punto a punto temporales o permanentes. Una vez que los datos son recibidos por el proveedor de servicios de red, son transferidos hasta la LAN de destino a través de una red de área amplia inter-red dedicada.
Los proveedores de servicio de red reciben múltiples flujos de datos en forma simultánea desde varias organizaciones. Todos los datos son transferidos un paquete a la vez por la red del proveedor de servicios, potencialmente con cada paquete tomando un camino diferente. El enrutamiento se basa en la información de direccionamiento incluida en el paquete.
Existen muchas conexiones y rutas posibles en la topología en forma de malla de la red del proveedor. Varias tecnologías de enrutamiento y conmutación a alta velocidad son utilizadas por el proveedor de servicios de red para dirigir los paquetes hasta su destino. Dado que existen múltiples caminos, un paquete puede ser enrutado para evitar cualquier falla o área congestionada de la red, el enrutamiento del paquete es dinámico.
Cuando se usan las redes de alta velocidad de un proveedor de servicos de red como enlaces de red intermedios, no existe un circuito predefinido de extremo a extremo entre las LAN comunicadas; es por ello que las tasas de transmisión de la inter-red pueden ser aumentadas o disminuidas según se requiera mediante acuerdos con el proveedor de servicios de red.
Internet es la red intermedia global más grande. Otros ejemplos incluyen redes satelitales y de relevo de tramas (Frame Relay).
Modos de transmisión de datos
La comunicación en los medios informáticos se realiza de dos maneras
Paralelo
Todos los bits se transmiten simultáneamente, existiendo luego un tiempo antes de la transmisión del siguiente boque.
Este tipo de transmisión tiene lugar en el interior de una maquina o entre maquinas cuando la distancia es muy corta. La principal ventaja de esto modo de transmitir datos es la velocidad de transmisión y la mayor desventaja es el costo.
También puede llegar a considerarse una transmisión en paralelo, aunque se realice sobre una sola línea, al caso de multiplexación de datos, donde los diferentes datos se encuentran intercalados durante la transmisión.
Serie
En este caso los n bits que componen un mensaje se transmiten uno detrás de otro por la misma línea.
A la salida de una maquina los datos en paralelo se convierten los datos en serie, los mismos se transmiten y luego en el receptor tiene lugar el proceso inverso, volviéndose a obtener los datos en paralelo. La secuencia de bits transmitidos es por orden de peso creciente y generalmente el último bit es de paridad.
In aspecto fundamental de la transmisión serie es el sincronismo, entendiéndose como tal al procedimiento mediante el cual transmisor y receptor reconocen los ceros y unos de los bits de igual forma.
El sincronismo puede tenerse a nivel de bit, de byte o de bloque, donde en cada caso se identifica el inicio y finalización de los mismos.
Dentro de la transmisión serie existen dos formas:
Transmisión asincrónica
Es también conocida como Stara/stop. Requiere de una señal que identifique el inicio del carácter y a la misma se la denomina bit de arranque. También se requiere de otra señal denominada señal de parada que indica la finalización del carácter o bloque.
Generalmente cuando no hay transmisión, una línea se encuentra en un nivel alto. Tanto el transmisor como el receptor, saben cual es la cantidad de bits que componen el carácter (en el ejemplo son 7).
Los bits de parada son una manera de fijar qué delimita la cantidad de bits del carácter y cuando e transmite un conjunto de caracteres, luego de los bits de parada existe un bit de arranque entre los distintos caracteres.
A pesar de ser una forma comúnmente utilizada, la desventaja de la transmisión asincrónica es su bajo rendimiento, puesto que como en el caso del ejemplo, el carácter tiene 7 bits pero para efectuar la transmisión se requieren 10. O sea que del total de bits transmitidos solo el 70% pertenecen a datos.
Transmisión sincrónica
En este tipo de transmisión es necesario que el transmisor y el receptor utilicen la misma frecuencia de clock en ese caso la transmisión se efectúa en bloques, debiéndose definir dos grupos de bits denominados delimitadores, mediante los cuales se indica el inicio y el fin de cada bloque.
Este método es más efectivo por que el flujo de información ocurre en forma uniforme, con lo cual es posible lograr velocidades de transmisión más altas.
Para lograr el sincronismo, el transmisor envía una señal de inicioi de transmisión mediante la cual se activa el clock del receptor. A partir de dicho instante transmisor y receptor se encuentran sincronizados.
Otra forma de lograr el sincronismo es mediante la utilización de códigos auto sincronizantes los cuales permiten identificar el inicio y el fin de cada bit.
Canal de Comunicación
Se denomina así al recurso físico que hay que establecer entre varios medios de transmisión para establecer la comunicación.
Al canal de comunicación también se lo denomina vínculo o enlace.
Tipos de comunicación
En los canales de comunicación existen tres tipos de transmisión.
Simplex
En este caso el transmisor y el receptor están perfectamente definidos y la comunicación es unidireccional. Este tipo de comunicaciones se emplean usualmente en redes de radiodifusión, donde los receptores no necesitan enviar ningún tipo de dato al transmisor.
Duplex o Semi-duplex
En este caso ambos extremos del sistema de comunicación cumplen funciones de transmisor y receptor y los datos se desplazan en ambos sentidos pero no simultáneamente. Este tipo de comunicación se utiliza habitualmente en la interacción entre terminales y un computador central.
Full Duplex
El sistema es similar al duplex, pero los datos se desplazan en ambos sentidos simultáneamente. Para ello ambos transmisores poseen diferentes frecuencias de transmisión o dos caminos de comunicación separados, mientras que la comunicación semi-duplex necesita normalmente uno solo.
Para el intercambio de datos entre computadores este tipo de comunicaciones son más eficientes que las transmisiones semi-duplex.
REDES INALAMBRICAS LASER
Redes inalámbricas ópticas Free Space Optics (FSO)
La tecnología óptica láser punto a punto se utiliza para conectar redes en áreas metropolitanas densamente pobladas. Permite conectar redes que se encuentran separadas desde unos pocos metros hasta 4 o 5 kilómetros. Esta tecnología utiliza el espectro no licenciado mediante rayos de luz infrarroja y se pueden alcanzar velocidades de hasta 1500 Mbps.
Un inconveniente es la necesidad de los equipos cuenten con una línea de visión directa entre ellos, es decir no puede haber otros edificio, arboles u otras estructuras que bloqueen la línea de visión entre ellos. Pero esto se compensa con el hecho de que no es necesario negociar o pagar derechos por la utilización de la azotea ya que puede instalarse detrás de una ventana.
Otras ventajas de esta tecnología incluyen el hecho de que no hay que tirar ningún cable o fibra óptica ni contratar enlaces a las empresas de telecomunicaciones. Es relativamente fácil de instalar y, a diferencia de las microondas, no requiere una licencia por el uso del una radiofrecuencia. Es inmune a interferencias o saturaciones.
La señalización óptica con láseres es inherentemente unidireccional, de manera que cada edificio necesita su propia unidad inalámbrica óptica cada una de las cuales constan de un transceptor óptico con un transmisor (láser) y un receptor (fotodetector) para proveer una comunicación bidireccional o full-duplex . Este esquema ofrece un ancho de banda muy alto y un costo muy bajo. La ventaja del láser, un haz muy estrecho, es aquí también una debilidad. Apuntar un rayo láser de 1 mm de anchura a un blanco de 1 mm a 500 metros de distancia requiere mucha puntería y precisión en la instalación. Por lo general, se añaden lentes al sistema para desenfocar ligeramente el rayo.
Inconvenientes
Uno de los principales problemas de los sistemas de comunicación basados en tecnología óptica es la niebla densa. La lluvia y la nieve tienen poco efecto sobre estos sistemas, pero la niebla es diferente. La niebla esta compuesta por pequeñas gotas de agua suspendidas, que solo poseen unos pocos cientos de micrones de diámetro, pero pueden cambiar las características de la luz o impedir su pasaje completamente a través de una combinación de absorción, dispersión y reflexión. La solución para este problema es disminuir la distancia de los enlaces e incluir redundancia. Por ejemplo existen productos que poseen hasta cuatro transmisores láser y cuatro receptores que aumentan notablemente la confiabilidad de la comunicación.
Con respecto a la seguridad, estos dispositivos utilizan tecnología láser para realizar las transmisiones, lo cual plantea principalmente un posible inconveniente. Este es la exposición directa de los ojos a los rayos de luz, sin embargo los láseres utilizados trabajan a una longitud de onda segura, por ejemplo 850 nm con clasificación de tipo Class 1 de la IEC/CDRH.
Fibra óptica
El primer intento de utilizar la luz como soporte para una transmisión fue realizado por Alexander Graham Bell, en el año 1880. Utilizó un haz de luz para llevar información, pero se evidenció que la transmisión de las ondas de luz por la atmósfera de la tierra no es práctica debido a que el vapor de agua, oxigeno y partículas en el aire absorben y atenúan las señales en las frecuencias de luz.
Se ha buscado entonces la forma de transmitir usando una línea de transmisión de alta confiabilidad que no reciba perturbaciones desde el exterior, una guía de fibra llamada Fibra óptica la cual transmite información lumínica.
La fibra óptica puede decirse que fue obtenida en 1951, con una atenuación de 1000 dB/Km. (al incrementar la distancia 3 metros la potencia de luz disminuía ½), estas perdidas restringía, las transmisiones ópticas a distancias cortas. En 1970, la compañía de CORNING GLASS de Estados Unidos fabricó un prototipo de fibra óptica de baja perdida, con 20 dB/Km. Luego se consiguieron fibras de 7 dB/Km. (1972), 2.5 dB/Km. (1973), 0.47 dB/Km. (1976), 0.2 dB/Km. (1979). Por tanto a finales de los años 70 y a principios de los 80, el avance tecnológico en la fabricación de cables ópticos y el desarrollo de fuentes de luz y detectores, abrieron la puerta al desarrollo de sistemas de comunicación de fibra óptica de alta calidad, alta capacidad y eficiencia. Este desarrollo se vio apoyado por diodos emisores de luz LEDs, Fotodiodos y LASER (amplificación de luz por emisión estimulada de radiación).
La Fibra Óptica es una varilla delgada y flexible de vidrio u otro material transparente con un índice de refracción alto, constituida de material dieléctrico (material que no tiene conductividad como vidrio o plástico), es capaz de concentrar, guiar y transmitir la luz con muy pocas pérdidas incluso cuando esté curvada. Está formada por dos cilindros concéntricos, el interior llamado núcleo (se construye de elevadísima pureza con el propósito de obtener una mínima atenuación) y el exterior llamado revestimiento que cubre el contorno (se construye con requisitos menos rigurosos), ambos tienen diferente índice de refracción ( n2 del revestimiento es de 0.2 a 0.3 % inferior al del núcleo n1 ).
El diámetro exterior del revestimiento es de 0.1 mm . aproximadamente y el diámetro del núcleo que transmite la luz es próximo a 10 ó 50 micrómetros. Adicionalmente incluye una cubierta externa adecuada para cada uso llamado recubrimiento.
Redes Virtuales VLANs
Una red de área local (LAN) esta definida como una red de computadoras dentro de un área geográficamente acotada como puede ser una empresa o una corporación. Uno de los problemas que nos encontramos es el de no poder tener una confidencialidad entre usuarios de la LAN como pueden ser los directivos de la misma, también estando todas las estaciones de trabajo en un mismo dominio de colisión el ancho de banda de la misma no era aprovechado correctamente. La solución a este problema era la división de la LAN en segmentos físicos los cuales fueran independientes entre si, dando como desventaja la imposibilidad de comunicación entre las LANs para algunos de los usuarios de la misma.
La necesidad de confidencialidad como así el mejor aprovechamiento del ancho de banda disponible dentro de la corporación ha llevado a la creación y crecimiento de las VLANs.
Una VLAN se encuentra conformada por un conjunto de dispositivos de red interconectados (hubs, bridges, switches o estaciones de trabajo) la definimos como como una subred definida por software y es considerada como un dominio de Broadcast que pueden estar en el mismo medio físico o bien puede estar sus integrantes ubicados en distintos sectores de la corporación.
