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TUTORIAL DE REDES.

Qué es una red?
Una red consiste en dos o más computadoras unidas que comparten recursos como archivos, cd-roms o impresoras y que son capaces de realizar comunicaciones electrónicas. Las redes están unidas por cable, líneas telefónicas, radiofrecuencias, etc.

Clasificación básica de redes.

Red De Área Local LAN

Red De Área Metropolitana MAN

Redes De Área Extensa WAN

Topología de red.
Se refiere al arreglo u organización de computadoras, cables y otros componentes en la red:

Topología de Bus.- Las computadoras están conectadas en una fila con un segmento de cable.

Topología de Estrella.- Las computadoras están conectadas a segmentos de cable que se unen en un mismo punto o concentrador.

Topología de Anillo.- La computadoras están conectadas a un cable y forman un anillo.

Tecnología de Redes.

Ethernet.
En 1973, en el Centro de Investigación Palo Alto de Xerox Corporation (mejor conocido como PARC), el investigador Bob Metcalfe diseño y probó la primera red Ethernet. Mientras trabajaba en un manera de conectar una computadora Alto de Xerox hacia una impresora, Metcalfe desarrollo el método físico de cableado que conecta dispositivos a una red ethernet así como el estándar para la comunicación por cable. Ethernet desde entonces se ha convertido en la tecnología de red más ampliamente desarrollada y popular en el mundo.

El estándar Ethernet ha ido creciendo para abarcar las nuevas tecnologías de redes que han ido madurando, pero los mecanismos de operación para cada red Ethernet actual parten del diseño original de Metcalfe. La red Ethernet original describe la comunicación sobre un cable sencillo compartido por todos los dispositivos conectados a la red. Una vez que un dispositivo se agrega a este cable, este tiene la habilidad de comunicarse con cualquier otro dispositivo conectado a la red. Esto permite a la red expandirse para dar cabida a nuevos dispositivos sin requerir alguna modificación en aquellos dispositivos que ya están en la red.

Ethernet es una tecnología de área local, para redes que operan tradicionalmente dentro de un solo edificio, con dispositivos conectados en proximidades cercanas. Como máximo, los dispositivos Ethernet podrían tener solo unos pocos cientos de metros de cable entre ellos, haciendo impractico el conectar locaciones dispersas geográficamente. Los adelantos tecnológicos han incrementado estas distancias considerablemente, permitiendo a las redes Ethernet extenderse por decenas de kilómetros.

Protocolos.
En redes, el termino protocolo se refiere a el conjunto de reglas que gobiernan las comunicaciones. Los protocolos son para las computadoras lo que el lenguaje es para los humanos. Debido a que esta investigación esta escrita en español, para entenderla se debe saber español. De manera similar, para que dos dispositivos en una red puedan comunicarse exitosamente, ambos deben entender el mismo protocolo.

Terminología Ethernet.
Ethernet sigue un simple conjunto de reglas que gobiernan su operación básica. Para entender mejor estas reglas, es importante conocer la terminología básica de Ethernet.
* Medio. Los dispositivos ethernet se conectan a un medio común que proporciona una ruta a través de la cual las señales electrónicas viajarán. Históricamente, este medio ha sido el cable coaxial de cobre, pero hoy en día es más común el cable par cruzado o fibra óptica.
* Segmento. Nos referimos a un solo medio compartido como un segmento Ethernet.
* Nodo. Los dispositivos que se conectan a ese segmento son estaciones o nodos.
* Frame. Los nodos se comunican en pequeños mensajes llamados frames, los cuales son pedazos de información en tamaños variables.

Los frames son análogos a las sentencias en el lenguaje humano. En el español, tenemos reglas para construir nuestras sentencias. Sabemos que cada sentencia debe contener un sujeto y un predicado. El protocolo ethernet especifica un conjunto de reglas para la construcción de frames. Hay mínimos y máximos explícitos para las longitudes de los frames. Cada frame debe incluir, por ejemplo, ambas una dirección destino y una dirección origen, las cuales identifican el receptor y el emisor de el mensaje. Las direcciones identifican los nodos, así como un nombre identifica a un persona en particular. Dos dispositivos ethernet no deben tener jamás la misma dirección.

Debido a que una señal en el medio ethernet llega a cada nodo conectado, la dirección destino es critica para identificar a el receptor pretendido de el frame. Por ejemplo en la figura de arriba, cuando la computadora B transmite a la impresora C, las computadoras A y D recibirán y examinarán el frame. Sin embargo, cuando una estación recibe un frame, primero checa la dirección destino para ver si el frame es para esta estación. Si no lo es, la estación descarta el frame sin examinar inclusive su contenido.

Algo interesante acerca de el direccionamiento ethernet es la implementación de un broadcast address (dirección transmisora). Un frame con una dirección destino igual a el broadcast address (simplemente llamado broadcast, para simplificar) es enviado a cada nodo en la red, y cada nodo recibirá y procesará este tipo de frame.

CSMA/CD. Este acrónimo significa Carrier-Sense Múltiple Acces with Collision Detection y describe cómo el protocolo de ethernet regula las comunicaciones entre nodos. Mientras el término podría parecer intimidante, si se descompone este en partes se verá que esto describe las reglas muy similar a aquellas que las personas usan en una conversación cortés. Para ayudar a ilustrar la operación de ethernet, se usará la analogía de una conversación en una mesa para cenar.

Representemos nuestro segmento ethernet como una mesa para cenar, y las diferentes personas en la mesa que participan en la conversación representan nodos. El término Múltiple Access cubre lo que ya discutimos arriba: cuando una estación ethernet transmite, todas las estaciones en el medio escuchan la transmisión, como cuando una persona en la mesa habla, todos los presentes pueden escuchar lo que el o ella dicen.

Ahora imaginemos que alguien en la mesa tiene algo que decir. En ese momento, sin embargo, otra persona esta hablando. Debido a que se trata de una conversación cortes, la persona que desea decir algo debería esperar hasta que la persona que esta hablando termine de hacerlo antes de comenzar a hablar. Este es el mismo concepto descrito en el protocolo ethernet llamado Carrier Sense. Antes que una estación transmita, esta escucha el medio para determinar si otra estación esta transmitiendo. Si el medio esta en silencio, la estación reconoce que este es un tiempo apropiado para transmitir.

Carrier Sense Múltiple Access es un buen inicio en la regulación de las conversaciones, pero hay un escenario más. Regresando a la analogía de la mesa para cenar, hay un calma momentánea en la conversación. Dos personas tienen algo que decir, ambas personas reconocen el Sense Carrier basado en el silencio, así que comienzan a hablar aproximadamente al mismo tiempo. En la terminología ethernet, una colisión ocurre cuando ambas personas intentan hablar a la vez.

En nuestra conversación, se puede manejar esta situación elegantemente. Ambas personas escuchan al otro hablar al mismo tiempo, así que se detienen para dar a la otra persona oportunidad de continuar. Los nodos Ethernet también escuchan el medio mientras están transmitiendo para asegurarse que son los únicos que están transmitiendo en ese momento. Si las estaciones escuchan su propia transmisión en una forma confusa, como sucedería si alguna otra estación comenzó a transmitir su propio mensaje al mismo tiempo, entonces saben que ocurrió una colisión. Un segmento sencillo Ethernet es algunas veces llamado un dominio de colisión por que dos estaciones en el segmento no pueden transmitir al mismo tiempo sin causar una colisión. Cuando las estaciones detectan una colisión, cesan la transmisión, esperan una cantidad de tiempo aleatoria e intentan transmitir cuando detectan silencio otra vez en el medio.

La pausa aleatoria y reintento es una parte importante de el protocolo. Si dos estaciones chocan cuando trasmiten a la vez, entonces ambas necesitaran transmitir otra vez. En la oportunidad apropiada siguiente, ambas estaciones envueltas en la colisión previa tendrán información lista para transmitir. Si ellas transmiten otra vez en la primera oportunidad, probablemente podrían chocar otra vez y otra vez indefinidamente, En vez de esto, la pausa aleatoria hace improbable que dos estaciones cualquiera choquen mas de unas pocas veces.

Limitaciones de Ethernet.
Un solo cable compartido puede servir como base para una red ethernet completa, lo cual se discutió con anterioridad. Sin embargo, hay límites prácticos en el tamaño de una red ethernet. Una preocupación primaria es la longitud de el cable compartido.

Las señales eléctricas se propagan muy rápido a lo largo de un cable, pero se van debilitando en el viaje, y la interferencia eléctrica de dispositivos vecinos (luces fluorescentes, por ejemplo) pueden revolver la señal. Un cable de red debe ser lo suficientemente corto para que los dispositivos en el extremo opuesto puedan recibir las señales de cada uno de los otros dispositivos claramente y con un mínimo retraso. Esto pone una limitante en la distancia máxima de separación entre dos dispositivos (llamado diámetro de red) en una red ethernet. Adicionalmente, puesto que en CSMA/CD solo un dispositivo puede transmitir en un momento dado, hay límites prácticos para el número de dispositivos que pueden coexistir en una sola red. Conectar demasiados dispositivos a un solo segmento compartido, aumentará la contienda por el medio. Cada dispositivo tendría que esperar un desmesurado tiempo antes de detectar una oportunidad para transmitir.

Ingenieros han desarrollado un número de dispositivos de red que mitigan estas dificultades. Varios de estos dispositivos no son específicos para ethernet, pero juegan roles similares en otras tecnologías de redes.

Repetidores.
El primer medio popular ethernet fue un cable coaxial de cobre conocido como thicknet. La máxima longitud de un cable thicknet fue de 500 metros. En edificios grandes o instalaciones en campus, un cable de 500 metros podría no siempre alcanzar cada dispositivo en la red. Un repetidor se dirige a este problema.

Los repetidores conectan múltiples segmentos ethernet, escuchando en cada segmento y repitiendo la señal escuchada en uno de los segmentos sobre cada uno de los otros segmentos conectados a el repetidor. Tendiendo múltiples cables y uniéndolos con repetidores, puede significativamente incrementar el diámetro de red.

Puentes y Segmentación.
En nuestra analogía de la mesa para cenar, tenemos solo unas pocas personas en la mesa llevando la conversación, restringir a que solo una persona pueda hablar en un momento dado no sería una barrera significativa de comunicación. Pero que pasaría si hubieran varias personas en la mesa y sólo fuera permitido hablar en algún tiempo dado?.

En la práctica, sabemos que la analogía se viene abajo en circunstancias como estas. Con grupos más grandes de personas, es común que diferentes conversaciones ocurran simultáneamente. Si solo una persona en un cuarto con una multitud o en un banquete pudiera hablar a la vez, mucha gente podría terminar frustrada de esperar una oportunidad para hablar. Para los humanos, el problema se autocorrige: las voces solo son escuchadas por la oreja adecuada al recibir esta sólo una conversación en particular de todo los sonidos alrededor. Esto hace fácil para los humanos tener varios grupos de conversación en un mismo cuarto, pero como los cables de red llevan señales rápida y efectivamente sobre largas distancias, es natural que esta segregación de conversaciones no ocurra.

Las redes ethernet enfrentan más problemas de congestión como van creciendo en tamaño. Si un gran número de estaciones estan conectadas a el mismo segmento y cada una genera una cuantiosa cantidad de traficó, muchas estaciones podrían intentar transmitir cuando quiera que hubiera una oportunidad. Bajo estas circunstancias, las colisiones se presentarían más frecuentemente y podrían comenzar a afectar a las transmisiones exitosas, a las cuales les tomaría una gran cantidad de tiempo completarse. Una manera de reducir las congestiones sería divdir un segmento en múltiples segmentos, y así crear múltiples dominios de colisión. Esta solución crea un problema diferente, ahora estos dos segmentos separados no pueden compartir información entre ellos.

Para aminorar este problema, las redes ethernet implementarón los puentes (bridges). Los puentes pueden conectar dos o más segmentos de red, incrementando el diámetro de red como el repetidor lo hace, aunque los puentes también ayudan a regular el tráfico. Pueden enviar y recibir transmisiones como cualquier otro nodo, sin embargo no funcionan como un nodo normal. El puente no origina tráfico por el mismo; al igual que el repetidor, este solo hace eco de lo que escucha de otras estaciones (esto último no es enteramente exacto, ya que los puentes crean un frame ethernet especial que les permite comunicarse con otros puentes, pero esto queda fuera de el alcance de esta investigación sobre redes).

El múltiple acceso y el medio compartido de ethernet significa que cada estación en el cable recibe cada transmisión para determinar si es la que debe o no recibir determinado frame. Los puentes hacen uso de esta característica para transmitir el tráfico entre segmentos, en la figura anterior, el puente conecta el segmento 1 con el segmento. Si la estación A o B fueran a transmitir el puente recibiría en el segmento 1. Cómo debe el puente de responder a este tráfico? podría automáticamente transmitir el frame en el segmento 2, como un repetidor, pero eso no relevaría la congestión, así que la red se comportaría como un sólo gran segmento.

Una meta de los puentes es reducir el tráfico innecesario en ambos segmentos. Esto lo consigue examinando la dirección destino de el frame antes de decidir como manejarlo. Si la dirección destino es la de la estación A o B, entonces no hay necesidad de que el frame aparezca en el segmento 2. En este caso, el puente no hace nada. Podemos decir que el puente filtra el frame. Si la dirección destino es la de la estación Co D, o si es la dirección broadcast, entonces el puente transmitirá o pasará el frame a el segmento 2. Con la transmisión de paquetes o frames, el puente permite a cualquiera de los cuatro dispositivos en la figura comunicarse. Adicionalmente, con la filtración de paquetes o frames, el puente hace posible que la estación A transmita a la estación B al mismo tiempo que la estación C transmita hacia la estación D, permitiendo que dos conversaciones ocurran simultáneamente.

Los switches son la moderna contraparte de los puentes, su funcionamiento es similar pero ofrecen un segmento dedicado para cada nodo en la red (los switches serán discutidos más adelante).

Ruteadores (routers): Segmentación Lógica.
Los puentes pueden reducir la congestión permitiendo a múltiples conversaciones ocurrir simultáneamente en diferentes segmentos, pero tienen sus limitantes en la segmentación de tráfico.

Una característica importante de los puentes es que ellos transmiten los mensajes broadcast a todos los segmentos conectados. Este comportamiento es necesario, ya que este tipo de mensajes están destinados para cada uno de los nodos en la red, pero esto puede generar problemas en redes con puentes que han crecido demasiado. Cuando un gran número de estaciones reciben mensajes broadcast en una red con puentes, la congestión puede ser tan dañina como si todos esos dispositivos estuvieran en un sólo segmento.

Los ruteadores son componentes de red avanzados que pueden dividir una red en dos redes lógicas separadas. Mientras que los mensajes broadcast cruzan los puentes en su intento de encontrar cada nodo en la red, estos mensajes no pasan por lo ruteadores ya que son un límite lógico en la red.

Los ruteadores operan basados en protocolos que son independientes a la tecnología de red, como ethernet o token-ring (la tecnología token-ring se discutirá más adelante). Esto permite a los ruteadores interconectar fácilmente varias tecnologías de red, tanto redes de área local LAN como de área amplia WAN, y han conducido su expansión hacia la conexión de dispositivos alrededor del mundo como parte de la Internet.

Ethernet hoy en día.
Las implementaciones modernas Ethernet no se parecen en nada a sus contrapartes históricas. En lugar de los largos cables de coaxial que brindaban conexiones para múltiples estaciones en las primeras ethernet, la modernas redes usan cables de par cruzado o fibras ópticas para conectar estaciones en diseños radiales. Las primeras ethernet transmitían la información a 10 megabits por segundo (Mbps), las modernas redes pueden operar en 100 Mbps o inclusive 1000 Mbps.

Tal vez el más notables avance en las redes ethernet contemporáneas es el uso de el switch ethernet. Las redes con switches reemplazan el medio compartido de las primeras ethernet con un segmento dedicado para cada estación. Estos segmentos se conectan a el switch, el cual actúa muy parecido a un puente ethernet, pero puede conectar muchos de estos segmentos dedicados de estación. Algunos de los switches hoy en día puede soportar cientos de segmentos dedicados. Debido a que los únicos dos dispositivos en el segmento son el switch y la estación, el switch recoge cada transmisión antes de que esta alcance otro nodo. El switch entonces transmite el frame hacia el segmento apropiado, al igual que un puente, pero ya que cualquier segmento solo contiene un solo nodo, el frame sólo alcanza el receptor al que va dirigido el mensaje. Esto permite que multiples conversaciones ocurran simultáneamente en una red con switchs.

El empleo de switchs en redes ethernet lograron otro avance, full-duplex ethernet. Full-duplex es un término de comunicación de información que se refiere a la habilidad de enviar y recibir información al mismo tiempo. Las primeras ethernet son half-duplex, es decir la información puede moverse en una sola dirección a la vez. En una red totalmente “switcheada”, los nodos solo se comunican con el switch y nunca con otro nodo directamente. Las redes “switcheadas” también emplean par cruzado o fibra óptica en el cableado, en ambos se usan conductores separados para enviar y recibir información. En este tipo de ambiente, las estaciones ethernet pueden olvidarse de el proceso de detección de colisión, ya que ellas son los únicos dispositivos potenciales que pueden accesar el medio. Esto permite a las estaciones transmitir hacia el switch al mismo tiempo que el switch transmite hacia ellas, logrando un ambiente libre de colisiones.

Ethernet o 802.3?
Probablemente se ha escuchado el termino 802.3 usado en lugar o en conjunción con el término ethernet. “Ethernet” originalmente se refiere a la implementación de redes estandarizada por Digital, Intel y Xerox (por esta razón también es conocido como el estándar DIX).

En febrero de 1980, el Instituto de Ingenieros en Eléctrica y Electrónica (IEEE), creó un comité para estandarizar las tecnologías de redes. El IEEE tituló esto como el grupo de trabajo 802. Subcomités de el grupo de trabajo 802 se dedican a diferentes aspectos de redes. El IEEE distingue a cada subcomité numerándolo 802.X, la X un único número para cada subcomité. El grupo 802.3 estandarizo la operación de las redes CSMA/CD para que fuera funcionalmente equivalente a el DIX Etherne.

Ethernet y 802.3 difieren ligeramente en sus terminologías y en el formato de los datos de sus frames o paquetes, pero son idénticos en la mayoría de sus aspectos. Hoy en día, el término Ethernet se refiere genéricamente a ambas implementaciones DIX ethernet y al estándar 802.3.

Token Ring.
La alternativa a ethernet más común en redes de área local (LAN) es una tecnología desarrollada por IBM, llamada Token Ring. Mientras ethernet confía en los espacios aleatorios entre transmisiones para regular el acceso al medio, token ring implementa un estricto método de acceso ordenado. Una red token ring organiza los nodos en un anillo lógico, como se muestra en la figura inferior. Los nodos reenvían los frames en una dirección alrededor del anillo, removiendo un frame cuando este ha dado una vuelta completa en el anillo.

1. El anillo comienza creando un token, el cual es un tipo especial de frame que da permiso a una estación para transmitir.
2. El token gira en círculos sobre el anillo como cualquier frame hasta que encuentra una estación desea transmitir datos.
3. Esta estación entonces “captura” el token y reemplaza el frame token por un frame con información, el cual circula por la red.
4. Una vez que el frame con información regresa a la estación transmisora, esa estación remueve el frame con información, crea un nuevo frame token y reenvía este token a el siguiente nodo en el anillo.

Los nodos token ring no detectan una señal de transmisión o colisiones; la presencia de el frame token asegura que la estación puede transmitir un frame con información sin el temor de interrumpir a otra estación. Debido a que una estación solo transmite un solo frame con información antes de pasar nuevamente el frame token a lo largo de la red, cada estación en el anillo obtendrá un turno para comunicarse de una manera justa y determinada. Las redes token ring típicamente transmiten información a 4 o 16Mbps.

FDDI (Fiber-distribute data interface – Interfase de Datos de Fibra Distribuida).
Fiber-distribute data interface FDDI es otra tecnología de reenvío de tokens que opera sobre un par de anillos de fibra óptica, cada anillo pasando un token en dirección opuesta. Las redes FDDI ofrecen velocidades de transmisión de 100 Mbps, lo cual las hizo muy populares en redes de alta velocidad. Con el advenimiento de ethernet a 100Mbps, el cual es más barato y fácil de administrar, FDDI ha menguado en popularidad.

ATM (Asynchronous Transfer Mode – Modo de Transferencia Asíncrona).
Una última tecnología de redes digna de mencionar es ATM. Las redes ATM borran la línea entre las redes locales LAN y las de área amplia WAN, haciendo posible conectar una gran cantidad de diferentes dispositivos con gran confiabilidad a altas velocidades, a lo largo de un país inclusive. Las redes ATM son aptas para llevar no sólo datos, si no también voz y video, haciéndolas versátiles y expandibles. Aunque ATM no ha ganado aceptación tan rápidamente como originalmente se predijo, eso no impide pensar que será una sólida tecnología de redes en el futuro.

Tarjetas adaptadoras de Red.
Son la interfase física, entre la computadora y el cable de red.

Funciones:
*Prepara los datos de la computadora para enviarlos por el cable de red.
*Envía los datos hacia otra computadora.
*Recibe los datos de la red y los traduce para su interpretación.

Modos y Medios de Transmisión.

La transmisión en modo paralelo.

Es aquella en la que los n bits que componen cada byte o carácter se transmiten en un solo ciclo de n bits.

La transmisión en modo paralelo posee las siguientes características:
- Este modo es que se usa en los ordenadores para realizar la transferencia interna de los datos.
- En estos casos se transmite cada conjunto de n bits, seguido por un espacio de tiempo y luego nuevamente otro conjunto de n bits, y así sucesivamente.
- En la transmisión en paralelo se pueden usar dos formas de transmisión distintas. Una es disponer de n líneas diferentes a razón de una por bit a transmitir: la otra, es usar una única línea, pero enviando cada bit mediante un procedimiento técnico que se denomina multiplexación.
- Cuando se usa la transmisión en paralelo, se emplean generalmente altas velocidades, dado que esa es precisamente, una de sus características más importantes: enviar más bits en menor tiempo posible. En estos casos las velocidades se miden en bytes o caracteres por segundo.
- En general no se usa este tipo de transmisión, cuando las distancias superan las decenas de metros debido a que el tiempo de arribo de los bits difiere de una línea a otra, situación ésta que se agrava con el aumento de la distancia.

La transmisión en modo serie.

Es aquella en las que los bits que componen cada carácter se transmiten en n ciclos de 1 bit cada uno.

La transmisión en modo serie posee las siguientes características:
- En este caso, se envían un bit detrás de otro, hasta completar cada carácter.
- Este modo de transmisión es el típico de los sistemas teleinformáticos (por ejemplo los modems).
- En muchas ocasiones, las señales que son transmitidas por los vínculos de telecomunicaciones, al llegar a los equipos informáticos deben pasar al modo paralelo y viceversa. Este proceso de transformación se denomina deserialización y serialización, respectivamente.
- La secuencia de los bits transmitidos se efectúa siempre al revés de cómo se escriben las cifras en el sistema de numeración binario. Cuando se transmite con bit de paridad, éste se transmite siempre en último término.

La transmisión en modo serie tiene dos procedimientos diferentes, el denominado asincrónico y el sincrónico.

En el procedimiento asincrónico, cada carácter a ser transmitido es delimitado por un bit denominado de cabecera o de arranque, y uno o dos bits denominados de terminación o de parada. El bit de arranque tiene funciones de sincronización de los relojes del transmisor y del receptor. El bit o bits de parada, se usan para separar un carácter del siguiente.

En el procedimiento sincrónico, existen dos relojes uno en el receptor y otro en el transmisor. La información útil es transmitida entre dos grupos, denominados genéricamente delimitadores.

Modos de transmisión.

Canal de comunicaciones. Es el recorrido físico que es necesario establecer para que una señal eléctrica, óptica o electro-óptica, se pueda desplazar entre dos puntos (uno llamado fuente y otro colector). Existen otras denominaciones tales como: línea, enlace, facilidad, etc.

Los canales pueden ser analógicos o digitales. Tanto los canales analógicos pueden llevar señales digitales previamente moduladas, como los canales digitales pueden llevar señales analógicas previamente digitalizadas.

Los distintos tipos de transmisión de un canal de comunicaciones pueden ser de tres clases diferentes:
- Simplex.
- Semidúplex (halfduplex).
- Dúplex (full duplex o dúplex completo).

Método simplex. Es aquel en que una estación siempre actúa como fuente y la otra siempre como colector. Este método permite la transmisión de información en un único sentido. Un ejemplo de servicio simplex es el que brindan las agencias de noticias a sus asociados

Método semidúplex (halfduplex). Es aquel en que una estación A en un momento de tiempo, actúa como fuente y otra estación corresponsal B actúa como colector; y en el momento siguiente, la estación B actuará como fuente y la A como colector. Este método permite la transmisión en las dos direcciones, aunque en momentos diferentes. Por ejemplo, la conversación entre dos radioaficionados que están dialogando, pero donde uno espera que el otro termine de hablar para continuar el diálogo; nunca pueden ambos hablar simultáneamente.

Método dúplex (fullduplex). Es aquel en que dos estaciones A y B, actúan como fuente y colector, transmitiendo y recibiendo información simultáneamente. Este método permite la transmisión en las dos direcciones, en forma simultánea. Por ejemplo, la conversación telefónica entre dos personas que no se escuchan y pretenden hablar simultáneamente.

Medios de transmisión.

Medios de transmisión guiados. En medios guiados, el ancho de banda o velocidad de transmisión dependen de la distancia y de si el enlace es punto a punto o multipunto.

Par trenzado. Es el medio guiado más barato y más usado.

Consiste en un par de cables, embutidos para su aislamiento, para cada enlace de comunicación. Debido a que puede haber acoples entre pares, estos se trenza con pasos diferente. La utilización del trenzado tiende a disminuir la interferencia electromagnética.

Este tipo de medio es el más utilizado debido a su bajo costo ( se utiliza mucho en telefonía ) pero su inconveniente principal es su poca velocidad de transmisión y su corta distancia de alcance.

Con estos cables, se pueden transmitir señales analógicas o digitales.

Es un medio muy susceptible a ruido y a interferencias. Para evitar estos problemas se suele trenzar el cable con distintos pasos de torsión y se suele recubrir con una malla externa para evitar las interferencias externas.

Pares trenzados apantallados y sin apantallar. Los pares sin apantallar son los más baratos aunque los menos resistentes a interferencias ( aunque se usan con éxito en telefonía y en redes de área local ). A velocidades de transmisión bajas, los pares apantallados son menos susceptibles a interferencias, aunque son más caros y más difíciles de instalar.

Cable coaxial. Consiste en un cable conductor interno ( cilíndrico ) separado de otro cable conductor externo por anillos aislantes o por un aislante macizo. Todo esto se recubre por otra capa aislante que es la funda del cable.

Este cable, aunque es más caro que el par trenzado, se puede utilizar a más larga distancia, con velocidades de transmisión superiores, menos interferencias y permite conectar más estaciones.

Se suele utilizar para televisión, telefonía a larga distancia, redes de área local, conexión de periféricos a corta distancia, etc...

Se utiliza para transmitir señales analógicas o digitales.

Sus inconvenientes principales son: atenuación, ruido térmico, ruido de intermodulación.

Para señales analógicas, se necesita un amplificador cada pocos kilómetros y para señales digitales un repetidor cada kilómetro.

Fibra óptica. Se trata de un medio muy flexible y muy fino que conduce energía de naturaleza óptica.

Su forma es cilíndrica con tres secciones radiales: núcleo, revestimiento y cubierta.

El núcleo está formado por una o varias fibras muy finas de cristal o plástico. Cada fibra está rodeada por su propio revestimiento que es un cristal o plástico con diferentes propiedades ópticas distintas a las del núcleo. Alrededor de este conglomerado está la cubierta (constituida de material plástico o similar) que se encarga de aislar el contenido de aplastamientos, abrasiones, humedad, etc...

Es un medio muy apropiado para largas distancias e incluso últimamente para LAN's.

Sus beneficios frente a cables coaxiales y pares trenzados son:

v Permite mayor ancho de banda.

v Menor tamaño y peso.

v Menor atenuación.

v Aislamiento electromagnético.

v Mayor separación entre repetidores.

Su rango de frecuencias es todo el espectro visible y parte del infrarrojo.

El método de transmisión es: los rayos de luz inciden con una gama de ángulos diferentes posibles en el núcleo del cable, entonces sólo una gama de ángulos conseguirán reflejarse en la capa que recubre el núcleo. Son precisamente esos rayos que inciden en un cierto rango de ángulos los que irán rebotando a lo largo del cable hasta llegar a su destino. A este tipo de propagación se le llama multimodal. Si se reduce el radio del núcleo, el rango de ángulos disminuye hasta que sólo sea posible la transmisión de un rayo, el rayo axial, y a este método de transmisión se le llama monomodal.

Los inconvenientes del modo multimodal es que debido a que dependiendo al ángulo de incidencia de los rayos, estos tomarán caminos diferentes y tardarán más o menos tiempo en llegar al destino, con lo que se puede producir una distorsión ( rayos que salen antes pueden llegar después ), con lo que se limita la velocidad de transmisión posible.

Hay un tercer modo de transmisión que es un paso intermedio entre los anteriormente comentados y que consiste en cambiar el índice de refracción del núcleo. A este modo se le llama multimodo de índice gradual.

Los emisores de luz utilizados son: LED (de bajo coste, con utilización en un amplio rango de temperaturas y con larga vida media) y ILD (más caro, pero más eficaz y permite una mayor velocidad de transmisión).

Transmisión inalámbrica.

Se utilizan medios no guiados, principalmente el aire. Se radia energía electromagnética por medio de una antena y luego se recibe esta energía con otra antena.

Hay dos configuraciones para la emisión y recepción de esta energía: direccional y omnidireccional. En la direccional, toda la energía se concentra en un haz que es emitido en una cierta dirección, por lo que tanto el emisor como el receptor deben estar alineados. En el método omnidireccional, la energía es dispersada en múltiples direcciones, por lo que varias antenas pueden captarla. Cuanto mayor es la frecuencia de la señal a transmitir, más factible es la transmisión unidireccional.

Por tanto, para enlaces punto a punto se suelen utilizar microondas ( altas frecuencias ). Para enlaces con varios receptores posibles se utilizan las ondas de radio ( bajas frecuencias ). Los infrarrojos se utilizan para transmisiones a muy corta distancia en una misma habitación).

Microondas terrestres. Suelen utilizarse antenas parabólicas. Para conexionas a larga distancia, se utilizan conexiones intermedias punto a punto entre antenas parabólicas.

Se suelen utilizar en sustitución del cable coaxial o las fibras ópticas ya que se necesitan menos repetidores y amplificadores, aunque se necesitan antenas alineadas. Se usan para transmisión de televisión y voz.

La principal causa de pérdidas es la atenuación debido a que las pérdidas aumentan con el cuadrado de la distancia (con cable coaxial y par trenzado son logarítmicas). La atenuación aumenta con las lluvias.

Las interferencias es otro inconveniente de las microondas ya que al proliferar estos sistemas, pude haber más solapamientos de señales.

Microondas por satélite. El satélite recibe las señales y las amplifica o retransmite en la dirección adecuada.

Para mantener la alineación del satélite con los receptores y emisores de la tierra, el satélite debe ser geoestacionario.

Se suele utilizar este sistema para:

v Difusión de televisión.

v Transmisión telefónica a larga distancia.

v Redes privadas.

El rango de frecuencias para la recepción del satélite debe ser diferente del rango al que este emite, para que no haya interferencias entre las señales que ascienden y las que descienden.

Debido a que la señal tarda un pequeño intervalo de tiempo desde que sale del emisor en la Tierra hasta que es devuelta al receptor o receptores, ha de tenerse cuidado con el control de errores y de flujo de la señal.

Las diferencias entre las ondas de radio y las microondas son:

v Las microondas son unidireccionales y las ondas de radio omnidireccionales.

v Las microondas son más sensibles a la atenuación producida por la lluvia.

v En las ondas de radio, al poder reflejarse estas ondas en el mar u otros objetos, pueden aparecer múltiples señales "hermanas".

Infrarrojos. Los emisores y receptores de infrarrojos deben estar alineados o bien estar en línea tras la posible reflexión de rayo en superficies como las paredes. En infrarrojos no existen problemas de seguridad ni de interferencias ya que estos rayos no pueden atravesar los objetos ( paredes por ejemplo ). Tampoco es necesario permiso para su utilización ( en microondas y ondas de radio si es necesario un permiso para asignar una frecuencia de uso ).

Modelo OSI.
En 1984 la Organización Internacional de Estándares (ISO) lanzo un conjunto de especificaciones llamadas el modelo de Referencia de Interconexión de Sistemas Abiertos (Open Systems Interconnection - OSI). El modelo OSI se ha convertido en un estándar internacional para las Redes. El modelo OSI describe una arquitectura que divide las comunicaciones de Red en siete capas. Cada capa cubre diferentes actividades de Red, equipo o protocolos. Cuando los datos son enviados a través de la Red, estos pasan a través de las siete capas. Cada capa agrega una cabecera con información antes de pasar los datos hacia la siguiente capa.

Define el modelo para un entorno de sistemas abiertos, en el cual un proceso que se ejecuta en una computadora se puede comunicar con un proceso similar en otra computadora si ambos implementan los mismas capas de protocolos de comunicación OSI. La capa más baja del modelo define los componentes físicos como conectores, cables además transmisiones eléctricas de bits de datos entre sistemas. Las capas inmediatas por encima de éste definen los métodos de empaquetamiento de los datos y direccionamiento. Siguiendo hacia arriba están los métodos para el mantenimiento de las sesiones de comunicación. Finalmente, las capas más altas describen cómo utilizan las aplicaciones los sistemas de comunicación subadyacentes para interactuar con aplicaciones en otros sistemas.

El modelo OSI fue diseñado para ayudar a los desarrolladores a crear aplicaciones compatibles a través de diferentes líneas de productos y promover los sistemas abiertos e interoperables.

Modelo OSI

Capas	Nombre	Función
7	Aplicacion	Datos normalizados
6	Presentación	Interpretación de datos, formato
5	Sesión	Dialogos de control, tráfico
4	Transporte	Integridad de mensajes, manejo y control
3	Red	enrutamiento de los mensajes, Dirección
2	Enlace	Detección de errores, Acceso
1	Físico	Conexión de equipos, cables y conectores.

Los protocolos se cargan en las computadoras como drivers. Cada capal en el grupo de protocolos define un conjunto específico de funciones. Una aplicación de capa más alta actúa con la capa inmediatamente inferior cuando necesita enviar información a otro sistema de la red. La solicitud se empaqueta en una capa y se pasa a la siguiente capa hacia abajo, la cual añade información relacionada con las funciones realizadas en dicha capa, creando un paquete dentro de otro paquete. Después se pasa este paquete a la capa inmediatamente inferior y el proceso continua. Cada capa añade información al paquete de mensaje y esta información es leída por la capa correspondiente en el grupo de protocolos del sistema receptor. De esta manera cada capa de protocolo se comunica con su correspondiente capal de protocolo para facilitar la comunicación. Cada capa define reglas y procedimientos que deben observar los subsistemas de comunicación para poder comunicarse con procesos equivalentes en otros sistemas. Se presentan a continuación algunos ejemplos de procesos manejados por los subsistemas de comunicación: