Cableado y Topología Introducción Toda red debe proporcionar algún método para llevar los datos de un sistema a otro. En la mayoría de los casos este método consiste en algún tipo de cables (generalmente cobre o fibra) que unen a los sistemas. Aunque muchas redes evitan los cables y usan métodos inalámbricos. Al realizar esto preguntar y entender cuestiones: nos debemos las siguientes ¿Cómo se unen los ordenadores estos cables? ¿Todos los ordenadores de la red tienen un cable que lleva a un punto central? ¿Hay un solo cable que corre por el techo con todos los ordenadores de la red conectados a él? Más aun necesitamos estándares para que los fabricantes puedan hacer un equipamiento de red que funcione bien junto. Y ya que hablamos de estándares, ¿Qué hay de los propios cables? ¿Qué tipo de cable? ¿Qué calidad de cobre? ¿Quién definirá los estándares para los cables de modo que todos funcionen en la red? Este tema los dividiremos en tres secciones: 1.- Concepto y estructuras de la topología de red: la forma en que los cables y otras piezas de hardware están conectados unos a otros. 2.- Realizaremos un recorrido por los tipos de cables estandarizados que se utilizan en las redes. 3.- Descubriremos los comités IEEE que combinan estos temas para crear estándares sólidos. Topología Las redes de ordenadores emplean multitud de topologías (diversas formas de conectar ordenadores) como por ejemplo: las tradicionales (bus, anillo y estrella), como las modernas (hibridas, malla, punto a multipunto, punto a punto). Bus y anillo La primera generación de conexiones utilizaba solo dos topologías como las que aparecen a continuación: La topología bus utilizaba un único cable central que conecta todos los ordenadores de forma lineal. Por su parte la topología anillo conecta todos los ordenadores de la red a un anillo de cable central. Pueden observar que las topologías son diagramas, similares a la representación gráfica de un circuito eléctrico. Pero en realidad, el cableado de una red no tiene la forma de círculos perfectos o de líneas totalmente rectas. La siguiente figura nos muestra una topología bus donde pueden ver una de las posibles formas que puede presentar el cableado en la vida real. Miguel Rullan Oficina Concentrador 203 m cuadr Hector valdez Los datos fluyen de distinta forma por las redes bus y anillo y por consiguiente acarrean problemas diferentes. En la topología bus necesitan una terminación al final de cada cable para evitar que una señal enviada desde otro ordenador se refleje, creando un tráfico innecesario. Como los que se muestran en la siguiente imagen. Terminaciones (Terminadores) Topologia bus con terminacion Por el contrario, en una red con topología de anillo, el tráfico de datos de un ordenador a otro es circular. Como el cable no se interrumpe las redes anillo no requieren terminación. Las señales viajan alrededor del bucle en una dirección y pasan a través de cada equipo, que actúa como repetidor para amplificar la señal y enviarla al siguiente equipo. Estas topologías funcionan bastante bien, pero comparten un problema: la red deja de funcionar si el cable de red se rompe en algún punto. En la topología bus los extremos rotos que no están terminados provocan un reflejo en los ordenadores que todavía estén conectados y en la de anillo, se interrumpe el circuito lo que provoca que se detenga el flujo de datos. Estrella La topología estrella utiliza una conexión central para todos los ordenadores que componen la red. Tiene una gran ventaja con respecto a las topologías bus y anillo ya que ofrece tolerancia errores, es decir, si un cable se rompe, el resto de ordenadores siguen comunicados. Sin embargo, la implementación es muy costosa y muy difícil de rediseñar redes existentes para utilizar esta topología, por lo que no tuvo éxito. Topologías hibridas A pesar de que los diseñadores de redes no podían utilizar la topología estrella, las ventajas que suponían eran tan tentadores que las mentes más creativas se vieron motivadas para encontrar la forma de utilizar la estrella sin tener que realizar una remodelación tan compleja Y lo hicieron de una forma ingeniosa. Las redes de topología tuvieron gran repercusión al simplificar el anillo colocándolo en una pequeña caja. De igual manera los partidarios de la topología bus los siguieren y redujeron el bus (segmento) en su propia caja. Aparentemente, los dos tienen el mismo aspecto de una estrella pero si al observar su esquema electrónico, las señales actúan en un caso como un anillo y en el otro como un bus. Actualmente cuando hablamos de topología, separamos por un lado el aspecto de los cables (topología física) y, por otro, la forma en que viajan electrónicamente las señales (topología lógica). Llamamos topología hibrida a toda aquella tecnología de red que combine una topología física con una topología lógica. La topología bus estrella con el paso del tiempo se convirtió en la reina de las topologías. Malla y punto a multipunto Las topologías no solo sirven para redes conectadas a través de cables. Las redes inalámbricas también necesitan una topología que pase datos de una maquina a otra pero utilizando ondas de radio en lugar de los cables que utilizan otras topologías. Casi todas las redes inalámbricas utilizan dos topologías distintas: malla y punto a multipunto. Punto a punto En una red con topología punto a punto, dos ordenadores están directamente conectados entre sí sin necesidad de concentrador o caja de ningún tipo. Puede encontrar topologías punto a punto establecidas tanto en redes de cables como en redes inalámbricas. Parámetros de topología Aunque una topología describe el método por el que se conectan los sistemas en una red, la topología sola no describe todos los elementos necesarios para hacer que un sistema con cables funcione. El termino topología bus, por ejemplo, describe una red que consiste en un numero de máquinas conectadas a ella a través del mismo cable. Esta definición deja sin respuesta muchas cuestiones. ¿De que esta hecho el cable? ¿Cuán largo puede ser? ¿Cómo deciden las maquinas cuál de ellas puede enviar datos en un momento concreto? Una red basada en una topología bus puede responder a estas cuestiones de formas diferentes. Sin embargo, no es un trabajo de la topología definir temas como estos. Una red en funcionamiento necesita un estándar más detallado. Una tecnología de red es una aplicación práctica para proporcionar un método para llevar los datos desde un ordenador a otro en una red. Esta tecnología de red tiene nombres como 10BaseT, 1000BaseF y 10GBaseLX entre otros. Cables Todos los cables usados en la industria de redes se dividen en tres grupos distintos: coaxiales, par trenzado y fibra óptica. Coaxial El cable coaxial contiene un alambre conductor central rodeado con material aislante, que a su vez está rodeado de una camisa de malla metálica. El cable recibe el nombre de coaxial porque el alambre central y la camisa metálica comparten un eje o línea central común. El cable coaxial está diseñado para proteger las transmisiones de datos frente a la interferencia (EMI). En el entorno de una oficina típica, dispositivos como luces, ventiladores, copiadoras, A/C muchos de ellos la generan. Cuando un alambre de metal encuentra estos campos magnéticos, se genera corriente eléctrica a lo largo del cable. Esta corriente extra fácilmente en una red se puede interpretar como una señal en dispositivos como la NIC. El tipo de conectores usado en los cables coaxiales son llamados BNC (como una bayoneta), su uso en estos días son en módems de cable o TV por cable, internet por antenas de satélite. Los cables de modem se conectan utilizando RG-6, o con menos frecuencia, RG-59. Este último se empezó a utilizar en la televisión por cable más que para conexiones a red. Su delgadez y la introducción del cable digital propiciaron la utilización del cable RG-6, más robusto, el más utilizado hoy en día. La única medida importante en los cables coaxiales es su índice de ohmios, una medida relativa de la resistencia (O con más precisión, la impedancia) del cable. La mayoría de los cables coaxiales muestran sus índices de ohmios en los propios cables. Tanto el RG-6como el RG-59 tiene un índice de 7 ohmios. Nota: el índice de ohmios de un cable determinado describe la impedancia de ese cable. La impedancia describe un conjunto de características que definen cuanta resistencia ofrece el cable al flujo de electricidad. Pero esto no es simplemente resistencia. La impedancia también tiene en cuenta cosas como cuánto tiempo tarda el cable en llegar a la carga completa (la capacidad del alambre) y otros valores. Par trenzado El tipo de cable más abrumadoramente común en las redes consiste en pares trenzados de cables. Las redes utilizan dos tipos de cable de par trenzado: par trenzado blindado (STP) y par trenzado sin blindar (UTP). El cable de par trenzado para redes se compone de múltiples pares de alambres, trenzados uno entorno al otro a intervalos específicos. Las trenzas sirven para reducir la interferencia, el cruce (crosstalk), entre ellas; cuantas más trenzas, menos interfiere un alambre con otro. Par trenzado blindado (STP) Como su nombre lo indica, consiste en pares de alambres trenzados rodeados por un blindaje que los protege de la EMI. Solo se utiliza en lugares con excesivo ruido electrónico y otra maquinaria que pueda causar problemas a UTP. Son comúnmente utilizados en redes Token Ring y son muy costosos. Par trenzado sin blindar (UTP) El cable más usado hoy en día. UTP consiste en pares de alambres trenzados rodeados por una camisa de plástico, no proporciona con mucho protección contra las EMI. Sin embargo proporcionan un medio barato y flexible de unir las redes de cable. No es exclusivo de las redes, también se utiliza en el teléfono. Esto hace que trabajar con los cables UTP sea un poco dificultoso. Imaginen que suban al techo y ve dos grupos de cables UTP. ¿Cómo determinar que grupos es para los teléfonos y cual para la red? Pero no hay de qué preocuparse: hay varios estándares y herramientas de instalación que ayudan a los que trabajan con UTP a obtener la respuesta para este tipo de cuestiones. Los cables UTP tiene variaciones como el número de trenzas por pie, que determinan lo rápidamente que pueden propagarse los datos por el cable. Para ayudar a los instaladores de red a obtener el cable correcto para la tecnología de red correcta, la industria de cable ha desarrollado una serie de clasificaciones llamadas categorías o índices CAT. Los índices se miden en megahercios (MHZ) e indican la máxima anchura de banda de frecuencias que puede admitir el cable. Los cables UTP se clasifican para manipular cierta anchura de banda, como 10MHZ o 100MHZ. En una base uno a uno, por ejemplo, un cable de 10 millones de ciclos por segundo (10MHZ) podía acomodar 10 millones de bits por segundo (10 Mbps): 1 bit por ciclo. Comprueben que pueden mirar un cable UTP y conocer su índice CAT. Hay dos sitios en los que pueden mirar. Primero, UTP se suele vender en rollos que van cajas y el fabricante marcara claramente el nivel de CAT en la caja. Segundo, miren el propio cable. El nivel de categoría de un cable suele venir impreso en el propio cable. Los tipos de conectores que utilizan los cables UTP son los ya famosos RJ-45 (8 alambres) y RJ-11 (4 alambres). Fibra óptica El cable de fibra óptica transmite luz en lugar de electricidad, lo que lo hace atractivo para áreas con alta EMI y para trasmisiones a larga distancia. El cable de fibra óptica puede operar, dependiendo de la implementación, en distancias de hasta 10 kilómetros. Un cable de fibra óptica tiene cuatro componentes: la propia fibra, el revestimiento, que es la parte que provocara que la luz se refleje y avance dentro de la fibra; el tubo opaco flexible y la camisa aislante. El tamaño del a fibra óptica más común es 62.5/125μm. Casi todas las tecnologías de red que usan cable de fibra óptica requieren pares de fibras. A este par de fibras se le conoce como cable de fibra óptica dúplex. La luz puede enviarse por el cable de fibra óptica como luz normal o como luz láser. Los dos tipos de luz requieren cables de fibra óptica totalmente distintos. La mayoría de las tecnologías de red que usan fibra óptica emplean LED (diodos emisores de luz) para enviar señales luminosas. Los cables de fibra óptica que usan LED se conocen como multimodo. Los cables de fibra que usan láseres se conocen como unimodo. Usar luz láser y cables de fibra óptica unimodo permite a una red conseguir velocidades de trasferencia altísimas a través de grandes distancias. La fibra óptica también define el ancho de onda de la luz utilizada, que se mide en nanómetros (nm). Casi todos los cables multimodo transmiten ancho de banda de 850nm, mientras que los unimodo transmiten en 1,310 o 1,550nm, dependiendo el láser. Entre la variedad de conectores hay tres en particular que deben conocer y estos son ST, SC y LC. LC tiene una particularidad y es que se trata de un conector doble, diseñado para aceptar dos cables de fibra óptica. Otro cable como FireWire es una alternativa viable de cableado para la fibra óptica y para UTP. FireWire también está limitado a conexiones punto a punto, pero es muy rápido (actualmente, el estándar es hasta 800Mbps). FireWire tiene su propio y único conector. Estándares de la industria de redes: IEEE El instituto de ingenieros de electricidad y electrónica (IEEE) define estándares para toda la industria que promueven el uso e implantación de tecnología. En febrero de 1980 un grupo de trabajo llamado 802 abordo la tarea de definir los estándares de red como bastidores, velocidades, distancias y tipos de cables a usar en un entorno de red. Los estándares IEEE 802.3 y 802.11 son los que se relacionan con la tecnología de transmisión de datos y son los que debemos tener siempre en cuenta cuando instalamos una red. 802.3 Ethernet 802.11 LAN inalámbrica (WLAN) y especificaciones como WiFi.
