Ondas infrarrojas

¿Qué es?

La radiación infrarroja, o radiación IR es un tipo de radiación electromagnética y térmica, de mayor longitud de onda que la luz visible, pero menor que la de las microondas. Consecuentemente, tiene menor frecuencia que la luz visible y mayor que las microondas.



Ventajas y desventajas

Ventajas:

1. Circuito de bajo costo: $2-5$ por todo el circuito de codificado/decodificado
2. Requerimientos de bajo voltaje por lo tanto es ideal para Laptops, teléfonos, asistentes personales digitales.
3. Circuiteria simple: no requiere hardware especial, puede ser incorporado en el circuito integrado de un producto.
4. Alta seguridad: Como los dispositivos deben ser apuntados casi directamente alineados (capaces de verse mutuamente) para comunicarse.

Desventajas:

1. Se bloquea la transmisión con materiales comunes: personas, paredes, plantas, etc.
2. Corto alcance: la performance cae con distancias mas largas.
3. Sensible a la luz y el clima. Luz directa del sol, lluvia, niebla, polvo, polución pueden afectar la transmisión.
4. Velocidad: la transmisión de datos es más baja que la típica transmisión cableada.

Historia

Los infrarrojos fueron descubiertos en 1800 por William Herschel un astrónomo inglés de origen alemán. Herschel colocó un termómetro de mercurio en el espectro obtenido por un prisma de cristal con el fin de medir el calor emitido por cada color. Descubrió que el calor era más fuerte al lado del rojo del espectro y observó que allí no había luz. Esta es la primera experiencia que muestra que el calor puede transmitirse por una forma invisible de luz. Herschel denominó a esta radiación "rayos calóricos", denominación bastante popular a lo largo del siglo XIX que, finalmente, fue dando paso al más moderno de radiación infrarroja.

Los primeros detectores de radiación infrarroja eran bolómetros, instrumentos que captan la radiación por el aumento de temperatura producido en un detector absorbente.

Microondas

¿Qué es la radiocomunicación por microondas?

La radiocomunicación por microondas se refiere a la transmisión de datos o voz a través de radiofrecuencias con longitudes de onda en la región de frecuencias de microondas.

Se describe como microondas a aquellas ondas electromagnéticas cuyas frecuencias van desde los 300 MHz hasta los 300 GHz o aún más. Por consiguiente, las señales de microondas, a causa de sus altas frecuencias, tienen longitudes de onda relativamente pequeñas, de ahí el nombre de “microondas“. Así por ejemplo la longitud de onda de una señal de microondas de 100 GHz es de 0.3 cm., mientras que la señal de 100 MHz, como las de banda comercial de FM, tiene una longitud de 3 metros. Las longitudes de las frecuencias de microondas van de 1 a 60 cm., un poco mayores a la energía infrarroja.



¿Cómo se ponen las antenas y torres de microondas?

La distancia cubierta por enlaces microondas puede ser incrementada por el uso de repetidoras, las cuales amplifican y redireccionan la señal, es importante destacar que los obstáculos de la señal pueden ser salvados a través de reflectores pasivos.

La señal de microondas transmitidas es distorsionada y atenuada mientras viaja desde el transmisor hasta el receptor, estas atenuaciones y distorsiones son causadas por una perdida de poder dependiente a la distancia, reflexión y refracción debido a obstáculos y superficies reflectoras, y a pérdidas atmosféricas.



Usos:

En telecomunicaciones, las microondas son usadas en radiodifusión, ya que estas pasan fácilmente a través de la atmósfera con menos interferencia que otras longitudes de onda mayores. También hay más ancho de banda en el espectro de microondas que en el resto del espectro de radio. Usualmente, las microondas son usadas en programas informativos de televisión para transmitir una señal desde una localización remota a una estación de televisión mediante una camioneta especialmente equipada. Protocolos 802.11g y b también usan microondas en la banda ISM, aunque la especificación 802.11a usa una banda ISM en el rango de los 5 GHz. La televisión por cable y el acceso a Internet vía cable coaxial usan algunas de las más bajas frecuencias de microondas. Algunas redes de telefonía celular también usan bajas frecuencias de microondas.

Ondas de radio

¿Cómo viajan las ondas de radio alrededor del mundo?

Las ondas de radio siguen la curva de la superficie de la Tierra. Se podría pensar que esa señal de radio se dispararía de manera recta hacia arriba al espacio ultraterrestre. Y así sería, si no fuera por el efecto de espejo de la ionosfera.

La ionosfera constituye una gran parte de la atmósfera terrestre a partir de los 80 hasta los 320 kilómetros sobre el nivel del mar. La ionosfera tiene un espesor de 80 a 180 km y está llena de átomos con carga eléctrica conocidos como iones. Estos iones son los que rebotan las señales de radio a la Tierra.

Una señal de radio rebota entre la Tierra y la ionosfera, mientras viaja alrededor del mundo.

¿A qué velocidad viajan?

Las ondas de radio son un tipo de radiación electromagnética con longitudes de onda en el espectro electromagnético más largo que la luz infrarroja. Las ondas de radio se propagan desde frecuencias de 10 THz hasta 10 kHz, cuyas correspondientes longitudes de onda son desde los 100 micrómetros (0.0039 pulgadas) hasta los 100 kilómetros (62 millas). Como todas las ondas electromagnéticas si viajan por el vacío o por el aire, las ondas radio viajan a la velocidad de la luz. Las ondas radio pueden ser creadas de manera natural por fenómenos naturales tales como relámpagos, o por objetos astronómicos. También pueden ser generadas de manera artificial y son utilizadas para comunicaciones radio fija y móvil, radiodifusión, radar y otros sistemas de navegación, satélites de comunicaciones, redes telemáticas y otras muchas aplicaciones. Las onda radio están generadas por transmisores radio y son recibidas por receptores radio. Por otra parte, tienen características de propagación diferentes en función de la frecuencia. Esto significa que pueden difractarse alrededor de obstáculos como montañas y seguir el contorno de la tierra (ondas de superficie), las ondas más cortas pueden refractarse en la ionosfera y alcanzar puntos más allá del horizonte (ondas ionosféricas), mientras que longitudes de onda mucho más cortas se difractan muy poco y viajan en línea recta. Esto se conoce como propagación en línea de vista, así que sus distancias de propagación están limitadas al horizonte visual.

¿Para qué se usan?

Se usan para la televisión y emisiones de radio FM y AM, comunicaciones militares, teléfonos celulares, radioaficionados, redes inalámbricas de computadoras, y otras numerosas aplicaciones de comunicaciones.

¿Como fueron las primeras transmisiones?

La Nochebuena de 1906, utilizando el principio heterodino, Reginald Aubrey Fessenden transmitió desde Brant Rock Station (Massachusetts) la primera radiodifusión de audio de la historia. Así, buques en el mar pudieron oír una radiodifusión que incluía a Fessenden tocando al violín la canción O Holy Night y leyendo un pasaje de la Biblia.

Las primeras transmisiones para entretenimiento regulares comenzaron en 1920 en Argentina. El día 27 de agosto desde la azotea del Teatro Coliseo de Buenos Aires, la Sociedad Radio Argentina transmitió la ópera de Richard Wagner Parsifal, comenzando así con la programación de la primera emisora de radiodifusión en el mundo.1 Su creador, organizador y primer locutor del mundo fue el Dr. Enrique Telémaco Susini. Para 1925 ya había doce estaciones de radio en esa ciudad y otras diez en el interior del país. Los horarios eran breves y muchas veces entrecortados, desde el atardecer hasta la medianoche.

La primera emisora de carácter regular e informativo es la estación 8MK (hoy día WWJ) de Detroit, Míchigan (Estados Unidos), perteneciente al diario The Detroit News, que comenzó a operar el 20 de agosto de 1920 en la frecuencia de 1500 kHz., aunque muchos autores opinan que es la KDKA de Pittsburg, que comenzó a emitir en noviembre de 1920, porque obtuvo una licencia comercial antes que aquella.

En 1922, en Inglaterra, la estación de Chelmsford, perteneciente a la Marconi Wireless, emitía dos programas diarios, uno sobre música y otro sobre información. El 4 de noviembre de 1922 se fundó en Londres la British Broadcasting Corporation (BBC) que logró acaparar las ondas inglesas.

Ese mismo año, la radio llega a Chile, con la Primera Transmisión Radial que la Universidad de Chile realizó desde el Diario El Mercurio de Santiago.

¿Como viajan las ondas de radio por el espacio?

Pueden viajar sin ningún medio, es decir, que pueden propagarse por el vacío (por eso podemos ver la luz de las estrellas o comunicarnos con las sondas que enviamos a Marte), y que todas ellas viajan a la velocidad de la luz: 300.000 km/s.

Fibra Óptica

Una fibra óptica se puede definir como fibra o varilla de vidrio u otro material transparente con un índice de refracción alto que se emplea para transmitir luz. Cuando la luz entra por uno de los extremos de la fibra, se transmite con muy pocas pérdidas incluso aunque la fibra esté curvada.

La fibra óptica son filamentos de vidrio de alta pureza extremadamente compactos, el grosor de una fibra es similar a la de un cabello humano. Fabricadas a alta temperatura con base en silicio, su proceso de elaboración es controlado por medio de computadoras, entre sus principales características se puede mencionar que son compactas, ligeras, con bajas pérdidas de señal, amplia capacidad de transmisión y un alto grado de confiabilidad debido a que son inmunes a las interferencias electromagnéticas de radio-frecuencia.

Originalmente, la fibra óptica fue propuesta como medio de transmisión debido a su enorme ancho de banda; sin embargo, con el tiempo se ha planteado para un amplio rango de aplicaciones además de la telefonía, automatización industrial, computación, sistemas de televisión por cable y transmisión de información de imágenes astronómicas de alta resolución entre otros 

Tipos de Fibras

Tipos básicos de fibras ópticas, cabe mencionar que existen mas tipos pero estos son los mas usados actualmente:

• Multimodales
• Multimodales con índice graduado
• Monomodales

Fibra Multimodal

En este tipo de fibra viajan varios rayos ópticos reflejándose a diferentes ángulos los diferentes rayos ópticos recorren diferentes distancias y se separan al viajar dentro de la fibra. Por esta razón, la distancia a la que se puede trasmitir esta limitada.

Fibra multimodal con índice graduado

En este tipo de fibra óptica el núcleo esta hecho de varias capas concéntricas de material óptico con diferentes índices de refracción. La propagación de los rayos en este coso siguen un patrón similar. En estas fibras él numero de rayos ópticos diferentes que viajan es menor y, por lo tanto, sufren menos el severo problema de las multimodales.

Fibra Monomodal

Esta fibra óptica es la de menor diámetro y solamente permite viajar al rayo óptico central. No sufre del efecto de las otras dos pero es más difícil de construir y manipular. Es también más costosa pero permite distancias de transmisión mayores.

Ventajas De La Fibra Óptica

Capacidad de transmisión: La idea de que la velocidad de transmisión depende principalmente del medio utilizado, se conservo hasta la llegada de las fibras ópticas, ya que ellas pueden transmitir a velocidades mucho más altas de lo que los emisores y transmisores actuales lo permiten, por lo tanto, son estos dos elementos los que limitan la velocidad de transmisión. 

• Mayor capacidad debido al ancho de banda mayor disponible en frecuencias ópticas.
• Resistencia a extremos ambientales. Son menos afectadas por líquidos corrosivos, gases y variaciones de temperatura.
• La seguridad en cuanto a instalación y mantenimiento. Las fibras de vidrio y los plásticos no son conductores de electricidad, se pueden usar cerca de líquidos y gases volátiles.

Desventajas de la Fibra Óptica

Algunas desventajas del servicio de fibra óptica son: la limitación para conectarse a Internet desde más de un lugar, el costo inicial y una cuota mensual más alta. Además de:

• Fragilidad de las fibras.
• Disponibilidad limitada de conectores.
• Dificultad de reparar un cable de fibras roto en el campo.

Aplicaciones

• Internet, el servicio de conexión a Internet por fibra óptica, es sin lugar a dudas una herramienta muy rápida para navegar.
• 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. 
• 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.
• Otras aplicaciones, las fibras ópticas también se emplean en una amplia variedad de censores, que van desde termómetros hasta giroscopios. Portadores comunes telefónicos y no telefónicos, Televisión por cable, Enlaces y bucles locales de estaciones terrestres, Automatización industrial, Controles de procesos, Aplicaciones de computadora y Aplicaciones militares.

Cable coaxial

El cable coaxial es otro medio típico de transmisión. Este cable tiene mejor blindaje que el par trenzado, por b que puede alcanzar velocidades de transmisión mayores y los tramos entre repetidores o estaciones pueden ser más largos.

El cable coaxial consta de un alambre de cobre duro en su parte central por donde circula la señal, el cual se encuentra rodeado por un material aislante. Este material está rodeado por un conductor cilíndrico presentado como una malla de cobre trenzado que hace de masa. El conductor externo está cubierto por una capa de plástico protector. Esta construcción le confiere un elevado ancho de banda y excelente inmunidad al ruido.

La imagen muestra de forma esquemática la estructura de un cable coaxial. La velocidad de transmisión de este cable depende de su longitud y en cables de 1 km es posible entre 1 y 2 Gbps. Los cables coaxiales solían utilizarseen el sistema telefónico como conexiones de gran capacidad y largo recorrido para soportar multitud de comunicaciones simultáneas, pero ahora se les ha reemplazado por fibra óptica en esas conexiones. Sin embargo, el cable coaxial todavía se utiliza para la televisión por cable y para acceso a redes de área extensa.

Hay dos tipos fundamentales de cable coaxial: el cable coaxial de banda base (para transmisión digital) y el cable coaxial de banda ancha (utilizado para transmisión analógica), cuyas características son las siguientes:

• Coaxial de banda base: se utiliza en la transmisión digital. El ancho de banda máximo que se puede obtener depende de la longitud del cable; para cables de 1 km, por ejemplo, es factible obtener velocidades de transmisión de datos de hasta 10 Mbps y, en cables de longitudes menores, es posible obtener velocidades superiores. Los cables coaxiales se emplean ampliamente en redes de área local y para transmisiones de largas distancias, aunque utilizar cables de mayor longitud hace reducir la velocidad de transmisión. Existen dos tipos:

1. Coaxial grueso: comenzó a utilizarse en redes locales y hoy en día sólo se emplea pala realizar la estructura troncal de distribución de la red. Hay dos tipos: • RG-100: es el más utilizado. Su núcleo es de 2,6 mm, mientras que la malla es de 9,5 mm (dando lugar a un cable de 1 cm de diámetro aproximadamente). • RG-150: posee una secuencia de capas trenzadas que protegen mejor de las interferencias electromagnéticas. Su núcleo es de 3,7 mm, mientras que la malla es de 13,5 mm (dando lugar a un cable de 1,5 cm de diámetro). 
2. Coaxial fino: dada su flexibilidad es más fácil de instalar, aunque es más caro y posee menor inmunidad frente a interferencias. Posee un núcleo de 1,2 mm y una malla de 4,4 mm, lo que hace un cable de aproximadamente 0.5 cm. Existen varios tipos de cables coaxiales finos, pero el más utilizado es el RG-58 (en España se llama RG-58/U).

1. 

• Coaxial de banda ancha: se utiliza para transmisión analógica, comúnmente para el envío de la señal de televisión por cable. Dado que las redes de banda ancha utilizan la tecnología patrón para envio de señales de televisión por cable, tos cables pueden emplearse para aplicaciones que realicen transmisiones de hasta 100 km de distancia, gracias a la naturaleza analógica de la señal (es menos crítica que la digital). Un cable que funcione a 300 MHz de frecuencia, por lo general. puede mantener velocidades de transmisión ríe datos de hasta 150 Mbps.

Par trenzado

El par trenzado comiste en dos cables de cobre aislados, normalmente de 1 mm de espesor, enlazados de dos en dos de forma helicoidal, semejante a la estructura del ADN. La forma trenzada del cable se utiliza para reducir la interferencia eléctrica con respecto a los pares cercanos y a otras interferencias procedentes del exterior.

En un par trenzado, normalmente uno de los cables está marcado con una linea longitudinal que indica que se utiliza corno masa. Esto es debido a que, a diferencia del cable paralelo, el cable de par trenzado se utiliza también para transmisión digital, y es necesario seguir el orden en ellos cuando se engasta al conector.

Los pares trenzados suelen agnparse en cables de mayor grosor. recubiertos pa un material aislante, ya que su transmisión suele ser símplex. Dependiendo de la forma en la que se agrupan estos pares. tenemos varios tipos:

• Pares trenzados no apantallados (UTP o Unshielded Twisied Pair): son los más simples y no tienen ningún Upo de pantalla conductora. Por esta razón, son muy flexibles, pero son muy sensibles a interferencias. El par trenzado UTP de categoría 5 está recubierto de una malla de teflon.
• Pares trenzados apantallados individualmente (STP o Shielded Twisred hit): son iguales que los anteriores. peto en este caso se rodea a cada par de una malla conductora, que se correcta a las diferentes tornas de tierra de los equipos. Gracias a esta comtrucción, paseen una gran inmunidad al mido.

• Pares trenzados apantallados individualmente con malla global (S/STP o Screened Shieldetl Twisted Pais): son iguales que los anteriores, pero alladiendo una pantalla global a todos los cables. Son los que poseen una mayor inmunidad al mito. 

• Pares trenzados totalmente apantallados (FTP o Fallir Shielded Twisted Pan): son unos cables de pares que poseen una pantalla conductora global en forma trenzada. Mejora la protección frente a interferencias con respecto a los cables UTP, aunque su coste es inferior a los cables STP. También se conocen como 5/UTP (Pares Trenzados noApantallados con Malla Global o Sneened Unshkided Twisted Pais) o S/FTP (Pares Trenzados Totalmente Apantallados con Malta Global o Scteened Fully Shielded Twisted

Dependiendo del número de pares que tenga un cable, el número devueltas por metro que posee su trenzado y los materiales utilizados, los estándares de tableado estructurado clasifican a los tipos de pares trenzados por categorías: categoría 1 (cable paralelo), categoría 2, categoría 3, categoría 4, categoría 5, categoría 5e, categoría 6 y categoría 7. Para más información sobre las característicasde estascategorías, sepuede consultare' apartado 5.2 del capítulo 5, dedicado a explicar los conceptos de tableado estructurado.

Par sin trenzar

Este medio de transmisión está formado por dos hilos de cobre paralela recubiertos de un material aislante (plástico). Este tipo de cableado ofrece muy poca protección frente a interferencias. Normalmente se utiliza como cable telefónico para transmitir iroz analógica y las conexiones se realizan mediante un conector denominado RJ-11. Es un medio sernidtiplex ya que la información circula en los dos sentidos por el mismo cable pero no se realiza al mismo tiempo.

El cable paralelo se utiliza fundamentalmente en tendido eléctrico de alta tensión y también para transmisión de datos a corta distancia (apenas unos metros), ya que las interferencias afectan mucho a este tipo de tyansmisiones. El cable paralelo, en bus' se utiliza comúnmente dentro del ordenador para comunicar entre si los diferentes elementos internos de él, ya que la distancia que los separa es muy corta y, por lo tanto, no es malaria la protección frente al ruido. También se utiliza en los cables sesie, paralelo y cables telefónicos que conectan el terminal a la caja de conexiones del usuario. Según los estándares de cableado estructurado, a este tipo de cable también se le conoce como cable de categoría 1.

Medios guiados y no guiados

El medio de transmisión constituye el soporte físico a través del cual emisor y receptor pueden comunicarse en un sistema de transmisión de datos. Distinguimos dos tipos de medios: guiados y no guiados. En ambos casos, la transmisión se realiza por medio de ondas electromagnéticas. Los medios guiados conducen las ondas a través de un campo físico (cables). Los medios no guiados proporcionan un soporte para que las ondas se transmitan, pero no las dirigen (como es el aire).

La naturaleza del medio, junto con la de la señal que se transmite a través de él, constituye un factor determinante de las características y la calidad de la transmisión. En el caso de medios guiados, es él mismo el que determina las limitaciones de la transmisión. Así, cada uno de los medios que se verán en los apartados siguientes cumple unas determinadas características en cuanto a:
✓ Velocidad de transmisión de los datos.
✓ Ancho de banda que puede soportar.
✓ Espacio entre repetidores.
✓ Fiabilidad en la transmisión.
✓ Coste.
✓ Facilidad de instalación.

Sin embargo, a la hora de obtener la velocidad de transmisión máxima que puede soportar un medio no guiado, resulta más determinante el espectro de frecuencia de la señal utilizado que las características del propio medio (aunque también están muy influenciados por las condiciones atmosféricas).

Puesto que existen muchas formas de instalar redes locales en organizaciones y universidades, y todo depende del cableado que se utilice, ios conectores, la forma en la que se interconectan los dispositivos, etc., para ayudar a tomar todas esas decisiones, existen varios estándares de cableado estructurado. La más utilizada es la EINTIA-568, desarrollada por la Asociación de Industrias de Electrónica y la Asociación de Industrias de Telecomunicaciones, aunque existen otras muy importantes como EN 50173 y ISO/IEC-1 l 80f.

Power Line Communications, también conocido por sus siglas PLC, es un término inglés que puede traducirse por comunicaciones mediante línea de potencia y que se refiere a diferentes tecnologías que utilizan las líneas de transmisión energía eléctrica convencionales para transmitir señales con propósitos de comunicación. La tecnología PLC aprovecha la red eléctrica para convertirla en una línea digital de alta velocidad de transmisión de datos, permitiendo, entre otras cosas, el acceso a Internet mediante banda ancha. 

En el caso de cableado para redes caseras, los dispositivos PLC se utilizan como sustitutivos de las redes Ethernet.¹ Concretamente, el uso de varios dispositivos PLC equivale a una conexión Ethernet con medio de acceso compartido, esto es, es como si estuviéramos conectando los ordenadores a un concentrador en vez de a un conmutador, por lo que las comunicaciones son half-duplex. De aquí se deduce que los anunciados 200Mbps de muchos kits de PLC terminen en torno a los 80-100Mbps efectivos.

Por lo tanto, al existir un dominio de colisión común por compartir el mismo segmento de cableado, es fácil deducir que cuantos más dispositivos de PLC transmitan, la velocidad se verá repartida entre todos ellos sin que tenga que ser equitativamente, en función de la cantidad de datos que transmitan, aunque no se comuniquen con el mismo terminal PLC. Es por ello que se recomienda utilizar el sistema PLC para unir dos segmentos de red.

La forma de transmitir los datos es similar al funcionamiento de las líneas ADSL (que separa la voz de los datos). Primero se filtran las frecuencias, para poder separar la información digital y el ruido de la señal eléctrica, de los datos.

Así, la tecnología PLC abre un amplio abanico de posibilidades en la comunicación de dispositivos tecnológicos:

• Ordenadores de sobremesa y portátiles
• Televisores con acceso a la red (Smart TV)
• Sistemas de sonido
• Videoconsolas
• Centros multimedia (reproductores de red o streaming)

BPL es una tecnología que permite el envío y recepción de señales de telecomunicaciones, con altas velocidades de transmisión y comunicaciones de banda ancha a través de las redes eléctricas y los sistemas de distribución de bajo y medio voltaje. Mediante este servicio se provee la transmisión de datos a través de la interconexión de hogares o empresas entre sí o de éstas con Internet a través de la red metropolitana de energía eléctrica, evitando la necesidad de cables o enlaces adicionales de última milla y alcanzando un amplio cubrimiento mediante la utilización de la infraestructura instalada. En la Ilustración 1 se esquematiza la estructura de una red eléctrica. En ella se pueden distinguir cuatro segmentos de interés:

·         Red de alto voltaje: transporta la energía desde los centros de generación hasta las grandes áreas de consumo. Las distancias de transporte son grandes, lo que implica altos voltajes para minimizar las pérdidas (una región, un país, entre países).

·         Red de medio voltaje: distribuye la energía dentro de un área de consumo determinada (una ciudad, una comarca).

·         Red de bajo voltaje: distribuye la energía a los locales de usuario final, a los voltajes de utilización final (110V-220V-380V).

·         Red de distribución doméstica: comprende el cableado de energía y las tomas dentro de los locales del usuario final.

Redes privadas virtuales (VPN):

Una red privada virtual o VPN (Virtual Private Netwurk) se utiliza para imerconectar varias redes locales utilizando una red de área extensa corno Internet (véase la figura 2.14). Las VPN reducen enormemente los costes de conexión de las distintas redes locales, ya que sus propietarios no tienen que disponer de enormes presupuestos para instalar sus propias redes de área extensa. Para evitar que otras personas ajenas puedan acceder a cualquiera de las redes locales conectadas, una VPN ofrece mecanismos de seguridad y protección avanzados.

Esquema de una red virtual:

El nombre de red privada virtual viene de la existencia de una comunicación virtual entre las redes que conecta. Esto quiere decir que no existe realmente una conexión directa entre ellas, sino que está simulada. Todo ello hace que los usuarios que trabajan en las distintas redes locales tengan la sensación de que no existe esa VPN, sino que todas las redes son en realidad una única red local. Por ejemplo, un usuario de una red local puede compartir sus carpetas y archivos con otros usuarios de su misma red local o con los usuarios de otra red local conectada por VPN.

100VG-AnyLAN

Es una nueva tecnología para transmitir información con estructura Ethernet y Token Ring a 100 Mbit/s. Consiste en un hub o repetidor central de nivel 1 o raíz con un enlace a cada nodo, creándose así una topología en estrella.

100VG-AnyLAN usa un método de acceso llamado Prioridad por Demanda. Esto se da cuando los hubs realizan continuas búsquedas de los nodos que quieren enviar datos. Si dos dispositivos coinciden en querer enviar al mismo tiempo, la petición de más alta prioridad será la atendida en primer lugar, a menos que las prioridades sean iguales en cuyo caso las peticiones son atendidas a la vez (alternando tramas). El hub sólo sabe de dispositivos conectados y de otros repetidores así que la comunicación está únicamente dirigida a ellos antes que hacer broadcast a todos los dispositivos de un dominio (que podrían ser cientos de ellos). Los paquetes de datos son direccionados solo a su puerto destino deseado. Este técnica aporta las siguientes características:

·           Desde que ninguna otra estación en la red ve el paquete de datos, esta técnica estructurada conmutando ofrece un nivel de Enlace Privado o seguridad que no ofrecen las redes Ethernet, Token Ring o FDDI existentes hoy en ida.

·           Así mismo por el hecho de que el esquema arbitrario round-robin utilizado por la Demand Priority sea determinístico, también va a ser determinístico el retardo en la red visto por un paquete de información.

·           Comparado con las redes basadas en Token Ring, este esquema arbitrario round-robin de los hubs con Demand Priority hace que fracase el proceso de paso de testigo en su propia operación de hub, eliminando los retardos de rotación de testigo y reduciendo la espera para estaciones en otro tipo de redes.

·           Además, la Demand Priority suaviza los limites en el numero de estaciones en anillos

pequeños o subredes.

·           El hecho de poner prioridades en el trafico de red aporta ventajas al flujo natural de control en las redes con Demand Priority, 100VG-AnyLAN esta capacitado para garantizar banda ancha en aplicaciones especificas indiferentes a cualquier otro trafico en la red.

Se da sobre UTP de cuatro pares, con señalización a 25 MHz, permitiendo recibir y enviar al mismo tiempo.. El cable más largo es de 250m.

Token Ring

Token Ring es una arquitectura de red desarrollada por IBM en los años 1970 con topología física en anillo y técnica de acceso de paso de testigo, usando un frame de 3 bytes llamado token que viaja alrededor del anillo. Token Ring se recoge en el estándar IEEE 802.5. En desuso por la popularización de Ethernet; actualmente no es empleada en diseños de redes.

Características principales:

• Utiliza una topología lógica en anillo, aunque por medio de una unidad de acceso de estación múltiple (MSAU o MAU), la red puede verse como si fuera una estrella. Tiene topología física estrella y topología lógica en anillo.
• Utiliza cable especial apantallado, aunque el cableado también puede ser par trenzado.
• La longitud total de la red no puede superar los 366 metros.
• La distancia entre una computadora y el MAU no puede ser mayor que 100 metros (por la degradación de la señal después de esta distancia en un cable de par trenzado).
• A cada MAU se pueden conectar ocho computadoras.
• Estas redes alcanzan una velocidad máxima de transmisión que oscila entre los 4 y los 16 Mbps.
• Posteriormente el High Speed Token Ring (HSTR) elevó la velocidad a 110 Mbps pero la mayoría de redes no la soportan.

¿Cómo funciona?

Token Ring esta basado en una teoria MAC (media access control) denominada Token Passing -paso de testigo-. El protocolo define tanto el formato de las tramss como las reglas de operación del anillo . L a idea basicadel protocolo es muy simple, una trama MAC especial denominada testigo circula de estacion en estacion, cuando una estacion tiene que transmitir informacion captura el testigo y crea una trama que tiene la direccion de destino de la estacion receptora de datos y la envia a la siguiente estacion de anillo (los testigos y los datos los recibe cada estacion de su predecesora y los envia a una sucesora).

En el modo normal de operación la informacion pasa por todas las estaciones del anillo, por lo que una de las tareas del adaptador token ring, de cada estacion es actuar como un repetidor transmitiendo a la siguiente estacion del anillo los datos que va a recibir.

El tiempo que una estacion puede mantener el testigo es decir el permiso de la transmision esta limitado por lo que cada estacion tiene oprtunidad de comunicar dentro de un periodo de tiempo predecible (protocolo deterministico).

En las redes token ring no se producen coliisones hgabia cuenta de que o bien circula un testigo o bien una trama de informacion por la red. Algunos anillos soportan una modalidad denominada :”early token release” en la que la estacion emisora pone en la red un testigo tras enviar su trama de informacion con lo que se aumentan el rendimiento de la red. Al recibir una trama la estacion debe tomar la decision de copiar kla informacion a su memoria o retransmitirla.

Ethernet

Es un estándar de redes de área local para computadores con acceso al medio por detección de la onda portadora y con detección de colisiones (CSMA/CD). Ethernet define las características de cableado y señalización de nivel físico y los formatos de tramas de datos del nivel de enlace de datos del modelo OSI.

Estándares de red:
802.1: Definición Internacional de Redes. Define la relación entre los estándares 802 del IEEE y el Modelo de Referencia para Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI) de la ISO (Organización Internacional de Estándares)

802.2: Control de Enlaces Lógicos.Define el protocolo de control de enlaces lógicos (LLC) del IEEE, el cual asegura que los datos sean transmitidos de forma confiable por medio del enlace de comunicación.

802.3: Redes CSMA/CD. El estándar 802.3 del IEEE (ISO 8802-3), que define cómo opera el método de Acceso Múltiple con Detección de Colisiones (CSMA/CD) sobre varios medios.

802.4: Redes Token Bus.  El estándar token bus define esquemas de red de anchos de banda grandes, usados en la industria de manufactura.

802.5: Redes Token Ring. También llamado ANSI 802.1-1985, define los protocolos de acceso, cableado e interface para la LAN token ring. IBM hizo popular este estándar.

802.6: Redes de Área Metropolitana (MAN). Define un protocolo de alta velocidad donde las estaciones enlazadas comparten un bus dual de fibra óptica usando un método de acceso llamado Bus Dual de Cola Distribuida (DQDB).

802.7: Grupo Asesor Técnico de Anchos de Banda. Este comité provee consejos técnicos a otros subcomités en técnicas sobre anchos de banda de redes.

802.8: Grupo Asesor Técnico de Fibra Óptica. Provee consejo a otros subcomités en redes por fibra óptica como una alternativa a las redes basadas en cable de cobre. Los estándares propuestos están todavía bajo desarrollo.

802.9: Redes Integradas de Datos y Voz. El grupo de trabajo del IEEE 802.9 trabaja en la integración de tráfico de voz, datos y vídeo para las LAN 802 y Redes Digitales de Servicios Integrados (ISDN's).

802.10: Grupo Asesor Técnico de Seguridad en Redes. Este grupo esta trabajando en la definición de un modelo de seguridad estándar que opera sobre una variedad de redes e incorpora métodos de autenticación y encriptamiento.

802.11: Redes Inalámbricas. Este comité esta definiendo estándares para redes inalámbricas. Esta trabajando en la estandarización de medios como el radio de espectro de expansión, radio de banda angosta, infrarrojo, y transmisión sobre líneas de energía. Dos enfoques para redes inalámbricas se han planeado.

802.12: Prioridad de Demanda (100VG-ANYLAN). Este comité está definiendo el estándar Ethernet de 100 Mbits/seg. Con el método de acceso por Prioridad de Demanda propuesto por Hewlett Packard y otros vendedores.

Internet

Internet es una gran red mundial de ordenadores formada por multitud de pequeñas redes y de ordenadores individuales conectados unos con otros de forma que sea posible el intercambio de información entre ellos. El éxito de Internet se basa en que se puede considerar como una única entidad, es decir, que es posible tomar información de otros sistemas como si estuviesen al lado. Las redes de Internet pueden divertirse en tres clases:

• Redes de tránsito o transporte internacional: garantiza la interconexión de las diferentes redes de proveedores de la conexión.
• Redes regionales y de proveedores de conexión: garantiza la conectividad entre el usuario final y las redes de tránsito.
• Redes de usuario final: van desde una simple conexión de un ordenador hasta redes corporativas privadas de una empresa(LAN)

Red Microsoft

La arquitectura de red patentada por Microsoft está diseñada con el objetivo de permitir la coexistencia e integración con otras arquitecturas de red como TCP/IP o Novell. En el modelo de redes Microsoft se pueden añadir los distintos protocolos existentes para que realicen el transporte de la información.

El protocolo NetBIOS fue diseñado por IBM. El envío de la información de administración y recursos compartidos se realiza por difusión.
SMB es un protocolo a nivel de aplicación usado en redes Microsoft que permite convertir las peticiones del estilo "crear archivo", "copiar archivo", etc. en llamadas a servicios del protocolo NetBIOS.
El protocolo NetBEUI es una extensión del protocolo NetBIOS que trabaja a nivel de red y nivel de transporte en estaciones de trabajo con sistema operativo windows. Este protocolo es bastante sencillo y está optimizado para su funcionamiento en LAN.
El protocolo NetBIOS puede funcionar sobre NetBEUI, TCP/IP o SPX (en una red Novell), dependiendo de los que se encuentren instalados y de la configuración seleccionada por el usuario. Lo normal es que NetBIOS funcione sobre TCP/IP (a esta pila se le llama NetBT), ya que el protocolo NetBEUI ha dejado de utilizarse en las versiones más recientes de Windows. En caso de que la estación tenga acceso a Internet, será necesario usar forzosamente TCP/IP bajo NetBIOS o utilizar algún dispositivo adaptador de protocolos (pasarela). También puede resultar útil en determinadas circunstancias el funcionamiento de NetBIOS sobre IPX/SPX, mecanismo denominado NWLink.