Fundamentos de Comunicaciones
Fuente: https://diccionarionuevomy.files.wordpress.com/2010/09/comunicacion.jpg
medio
emisor
receptor
Ejemplos
- La carta de amor
- El papelito con las respuestas del parcial
- La llamada al 018000
- El nuevo capítulo de The Wall
- El nuevo chisme por Whatsapp
- Cableado
- Aire
Tipos de Medios
- Eléctricas
- Ópticas
- Infrarrojas
Tipos de Señales
- Microondas
- Radiales
Fuente: wikipedia.org
Degradación de las Señales
- Atenuación
- Ruido
- Electromagnético (EMI)
- De radiofrecuencia (RFI)
- Diafonía (cables adyacentes)
Fuente: Manual de cableado estructurado, 2006
Modulación
- Es el proceso que permite modificar las propiedades físicas de una onda portadora, con el fin de que una señal (mensaje) se adapte mejor al medio de transmisión.
- Usualmente la señal portadora es una onda senosoidal electromagnética que responde a la siguiente ecuación de voltaje:
- v(t)= V*sen(2πft+θ) ; donde V = amplitud máxima, f= frecuencia, θ=fase
Modulación
- Demodular es el proceso inverso, obteniendo una señal (mensaje) a partir de una onda modulada
Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Modulaci%C3%B3n_(telecomunicaci%C3%B3n)
Modulación
- Los principales tipos de modulación se obtienen al variar solo una de las propiedades de la onda portadora mediante la señal
- Para señales análogas los principales tipos son :
- AM (Amplitud Modulada)
- FM (Frecuencia Modulada)
- PM (Fase Modulada)
Fuente:https://es.wikipedia.org/wiki/Modulaci%C3%B3n_(telecomunicaci%C3%B3n)
Modulación
- Para señales digitales los principales tipos son:
- ASK (Modulación por desplazamiento de amplitud)
- FSK (Modulación por desplazamiento de frecuencia)
- PSK (Modulación por desplazamiento de fase)
Fuente: http://www.magnadesignnet.com/en/booth/technote/ofdm/page2.php
Modulación
Es posible realizar otras modulaciones como:
- N- QAM ( Quadrature Amplitude Modulation)
- Usado en Televisión Digital Terrestre (TDT)
Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/9/90/QAM16_Demonstration.gif
Pulse-code modulation (PCM)
Es un tipo de modulación (codificación) que permite enviar señales análogas por un canal digital.
Las dos características principales son:
- Tasa de muestreo
- Profundidad de bits
Fuente: http://www.electronicshub.org/modulation-and-different-types-of-modulation/
Redes Computacionales
Redes de Computadores
- ¿Qué son?
- ¿Cómo operan?
- ¿Cómo están conformadas?
- ¿Para qué se usan?
Tipos de Redes Computacionales
Redes de Área Personal (PAN)
- Son redes que tienen el alcance de una persona (~1m)
- Ejemplos:
- Conexión del computador con su periféricos
- Redes de sensores en el cuerpo
- Los protocolos más usados son
- Bluetooth (¿Porqué?)
- RFID
- NFC
Redes de Área Local (LAN)
- Son redes que tienen el alcance desde un cuarto hasta un campus (~ 10m - 1km)
- Son redes de propiedad privada
Fuente: Tanenbaum, 2008
Redes de Área Local (LAN)
- Protocolos usados:
- IEEE 802.11 WiFi
- Ethernet
- Las redes cableadas tienen un mejor rendimiento
- Se usan las VLAN en caso de que la organización física de la empresa no coincida con la organización lógica
Fuente: http://www.microsiervos.com/archivo/internet/nuevos-estandares-wifi-ad-ah-af.html
Fuente: https://userscontent2.emaze.com/images/422bf19c-f79e-4992-af39-5a4056e878e3/eef2b71f-7be2-49e0-9390-dafbd2f692ffpng
Redes de Área Metropolitana (MAN)
- Redes entre los 10 km, correspondientes a una ciudad
- El estándar IEEE 802.16 WiMax es el más comunmente usado para este tipo de redes (Es posible usar WiFi y protocolos móviles)
Redes de Área Amplia (WAN)
- Redes que conectan varias ciudades, hasta un continente (entre 100km - 1000km)
- Es la composición de varias LAN usando los switch como elemento de conmutación
- Normalmente esta red es controlada por uno o varios Internet Service Provider (ISP)
- La conexión de diferentes LAN distribuidas de una misma empresa se le conoce como Red Privada Virtual (VPN)
Interedes o Internet
- La interconexión de diversas redes se le conoce como Internet
- Esta red cubre todo el planeta tierra
- Los principales actores involucrados en la gestión de internet son:
- Internet Society (28 miembros aprox., >180 países)
- ICANN (Controla las direcciones)
- IETF y IRTF (Desarrollo y estandarización de aspectos técnicos)
- IGF (Centro de debate del gobierno de internet)
- ISO (Estandarización)
- W3C (Estandarización de tecnologías)
Historia de Internet
Interedes o Internet
By Rir.gif: DorkBlankMap-World6,_compact.svg: Canuckguy et al.derivative work: Sémhur (talk) - Rir.gifBlankMap-World6,_compact.svg, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=5810575
Hosting en Internet
Topologías de Red
Topología de red
- La topología de red corresponde a la forma de interconexión de los computadores
- La topología puede clasificarse en dos tipos :
- Física
- Lógica
Topología de red
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4a/Topolog%C3%ADa_de_red.png
Investigar
Redes Estandarizadas IEEE
LAN 10 Mbps
- 10Base2
- Cable coaxial thinnet (delgado)
- Longitud máxima 185m
- 10Base5
- Cable coaxial thicknet (grueso)
- Longitud máxima 500m
- 10BaseT
- Par trenzado
- Longitud máxima 100m
Características del Cobre
- Conductividad
- Resistencia a la corrosión
- Ductibilidad
- Maleabilidad
- Resistente
Tipos de Cable
Fuente: Manual de cableado estructurado, 2006
Tipos de Cable
Fuente: Manual de cableado estructurado, 2006
Tipos de Cable
Fuente: Manual de cableado estructurado, 2006
Categorías Par Trensado
- Categoría 1
- Usa AWG 22 o 24 AWG
- No trenzado
- Categoría 2
- Tasa 4 Mbps
- Usa alambre unifilar 22 o 24 AWG trenzado
-
Categoría 3
- Usa alambre unifilar 24 AWG trenzado
- Usado principalmente para cableado telefónico
- Ancho de banda 16MHz
Categorías Par Trensado
- Categoría 4
- Usado en Token Ring
- Cuatro pares 22 o 24 AWG
- Ancho de banda 20MHz
- Categoría 5
- Usa cuatro pares de alambre unifilar 24 AWG trenzado
- Ancho de banda de 100MHz
-
Categoría 6
- Usa cuatro pares de alambre unifilar 24 AWG trenzado
- Mayor número de trenzas
Categorías Par Trensado
- Categoría 7
- Incluye escudos en los pares individuales y para el cable en general
- Tasa de transferencia de 600Mhz
- Categoría 8
- En desarrollo
Patrones de cableado
Fuente: Manual de cableado estructurado, 2006
LAN 100 Mbps
- 100BaseT
- Cuatro pares de par trenzado
- Longitud máxima 100m
- 100Base-TX
- Utiliza cableado UTP categoría 5, 5e o 6
- Longitud máxima 100m
- 100Base-FX
- Fibra óptica multimodo
- Longitud máxima no especificada
Composición
Fuente: Manual de cableado estructurado, 2006
Composición
Fuente: Manual de cableado estructurado, 2006
Composición
Fuente: Manual de cableado estructurado, 2006
Composición
Fuente: https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/2f/Fibra_optica.svg/500px-Fibra_optica.svg.png
Ventajas
- Inmunidad electromagnética, incluida la no conductividad
- Consideraciones de seguridad informática (hombre en el medio)
- Atenuación disminuida y aumento en la distancia de transmisión
- Potencial de ancho de banda aumentado
- Diámetro pequeño y poco peso
- Economía a largo plazo
Desventajas
- Un costo inicial mayor que el cobre
- La fibra óptica resiste menos el abuso que el cable de cobre
- Los conectores de fibra son más delicados que los conectores de cobre
- La conexión de la fibra óptica requiere un mayor nivel de capacitación y conocimiento
- Los medidores y las herramientas de instalación son más caras
LAN 1000 Mbps
- 1000Base-T
- Cuatro pares de par trenzado categoría 5 o superior
- 1000Base-TX
- Utiliza cableado par trenzado categoría 6
- 1000Base-CX
- Cableado blindado de cuatro conectores
- 1000Base-SX
- Fibras ópticas 850nm, dos hebras
- 1000Base-LX
- Fibras ópticas 1300nm, dos hebras
Gigabit Ethernet y 10G
- 10GBase-SR
- Cable de fibra multimodo
- 26 - 82 metros de longitud
- 10GBase-LX4
- 240 - 300 metros de longitud (fibra multimodo)
- 10GBase-LR
- 10 km de longitud (fibra monomodo)
- 10GBase-ER
- 40 km a través de fibra monomodo
- 10GBase-T
- Cable categoría 5e o 6 (100m)
40G y 100G Ethernet
fuente: https://en.wikipedia.org/wiki/100_Gigabit_Ethernet#40GBASE-T
Otros
- DOCSIS (Especificaciones de
- interfaz de datos sobre servicio de cable)
- Usa QAM y/o QPSK
- 42.88 downstream y 30.72 upstream
- DSL y ADSL
- RDSI (Red digital de servicios integrados)
- B-ISDN (La Red Digital de Servicios Integrados por Banda Ancha)
- Velocidades de 150 a 600 Mbps
Otros
- FDDI (Interfaaz de datos distribuidos por fibra)
- SONET (Red óptica sincrónica)
- OC-1 51.84 Mbps hasta OC-768 a 40 Gbps
- ATM (modo de transferencia asincrónica)
- Células de 53 bytes
- Opera desde 155.520 Mbps hasta 10 Gbps
Servicios de Red
Definición
Un servidor es una aplicación en ejecución (software) capaz de atender las peticiones de un cliente y devolverle una respuesta en concordancia. Los servidores se pueden ejecutar en cualquier tipo de computadora, incluso en computadoras dedicadas a las cuales se les conoce individualmente como «el servidor»
Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Servidor
Tipos
Algunos tipos comunes de servidores son:
- Servidores de archivos
- Servidores de impresión
- Servidor de correo
- Servidor de fax
- Servidor de telefonía
- Servidor de nombres
- Servidor proxy
- Servidor web
- Servidor de bases de datos
- Servidor de seguridad (firewall)
Sistemas Operativos
Los sistemas operativos para servidores tienen las siguientes características:
- Interfaz gráfica opcional
- Habilidad de reconfigurar y actualizar el software y el hardware en caliente (sin reiniciar)
- Herramientas para realizar copias de seguridad
- Herramientas para gestión de la red
- Herramientas para automatización de procesos
- Sistemas de seguridad robustos
Sistemas Operativos
Los sistemas operativos más usados como servidores son los de Linux y FreeBSD
Sistemas Operativos
Del porcentaje que usan Linux estas son las distribuciones más usadas
Servidores de Archivos
Servidores de Impresión
- Internet Printing Protocol (IPP)
- Usado por CUPS
- Trabaja sobre HTTP o HTTPS
- Line Printer Daemon Protocol
- NetWare
- NetBIOS
- SAMBA
- JetDirect
Servidores de Correo
Fuente: https://en.wikipedia.org/wiki/Message_transfer_agent
MUA: Mail User Agent
MTA: Mail Transfer Agent
MDA: Message Delivery Agent
SMTP: Simple Mail Transfer Protocol
POP: Post Office Protocol
IMAP: Internet Message Access Protocol
Algunos Ejemplos
Servidores Web
Mediante el comando Netcat (nc) es posible establecer una comunicación con cualquier puerto y usando TCP o UDP. Se puede usar este programa para establecer una comunicación HTTP por el puerto 80 y ver las respuestas del servidor.
nc unicauca.edu.co 80
GET / HTTP/1.1
Host: unicauca.edu.co
User-agent: netcat
(ENTER)
(ENTER)
Las Más Usados
Fuente: https://en.wikipedia.org/wiki/Web_server
Servidores de Aplicaciones
Modelo TCP/IP
Protocolos
- Transporte
- TCP : Protocolo de control de transmisión confiable orientado a la conexión.
- UDP (User Datagram Protocol): Protocolo sin conexión no confiable. Usado en comunicaciones tipo cliente-servidor de una sola ocasión y en donde se prima el rendimiento antes que la precisión como en el caso de la voz y el vídeo.
Protocolos
- Internet
- ARP: Protocolo de resolución de direcciones. Determina la dirección de enlace de datos, la dirección MAC, para las direcciones desconocidas.
- RARP: Protocolo de resolución inversa direcciones, determina las direcciones IP con la dirección MAC.
- ICMP: Protocolo de mensajes de control en Internet. Provee de herramientas de gestión como el PING.
Direccionamiento IP
IPv4
- Dirección de 32 bits, dividida en cuatro octetos
- Una parte identifica la red y la otra identifica el host
- A cada dirección IP le corresponde una máscara de subred de 32 bits
- Las direcciones IP generalmente se representan en forma decimal.
- 192.168.2.1 (255.255.255.0) o 192.168.2.1/24
- 172.16.1.3 (255.255.0.0) o 172.16.1.3/16
Direcciones Especiales
- Dirección de red
- 192.168.1.0
- 172.16.0.0
- Dirección de broadcast (Envío para todos)
- 192.168.1.255
- 172.16.255.255
- Ruta por defecto
- 0.0.0.0
- Loopback
- 127.0.0.1
- Direcciones link-local:
- 169.254.0.0 - 169.254.255.255
NAT (Network Address Translation)
Metodología para ocultar clientes y minimizar el uso de IP públicas.
Fuente: http://www.windowsnetworking.com/img/upl/image0021083244899217.jpg
IPv6
- Dirección de 128 bits, dividida en campos de 16 bits
- Cada dígito hexadecimal representa 4 bits
- 2001:0000:0001:0002:0000:0000:0000:ABCD/128
- Se pueden omitir los ceros a la izquierda
- 2001:0:1:2:0:0:0:ABCD/128
- Y los 0 consecutivos (sólo una vez)
- 2001:0:1:2::ABCD/128
- Las IP se auto-configuran en la red
Características
- Seguridad de nivel de red obligatoria (IPSec)
- Movilidad (reubicación de redes)
- Jumbogramas (Paquetes de tamaño entre 64Kb y 4Gb)
- Encabezados de extensión
Ejercicio
Observar el funcionamiento del comando PING y de acceso a la página web de la Universidad, mediante el programa Wireshark
¡Muchas Gracias!
Fundamentos de Comunicación
By Gustavo Andrés Uribe Gómez
Fundamentos de Comunicación
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