Capas bajas de las redes locales

1. Diferenciación de las capas

La capa Física se asocia a la interfaz mediante cable o de forma inalámbrica. Se definen distintas características, como el método de acceso al soporte, la codificación, las topologías soportadas, la velocidad...

La tarjeta de red

El proyecto 802 del IEEE divide el nivel Conexión de datos en dos capas inferiores. La primera se llama control de acceso a los medios de comunicación o Medium Access Control (MAC) y es inherente a cada tipo de red. La segunda se llama control de la conexión lógica o Logical Link Control (LLC), es independiente del tipo de red y está estandarizada como 802.2.

Las normas 802.x del IEEE

2. IEEE 802.1

Esta especificación es una introducción a las normas 802 e implica las relaciones globales entre todas las otras especificaciones. Tiene en cuenta los problemas relativos a la gestión de los sistemas y a la interconexión de redes.

Por ejemplo, el algoritmo de Spanning tree, que soluciona los problemas de bucles en las redes Ethernet, se describe en 802.1D. La implementación Rapid...

1. Generalidades

El protocolo Ethernet aparece en 1980 como resultado de los trabajos de DEC, Intel y Xerox. Como es tan económico, está siempre presente en cualquier instalación. Su evolución se estandarizó en la norma IEEE 802.3, que cubre la capa Física y una parte de la capa de Conexión de datos. Hay algunas diferencias entre Ethernet y 802.3, pero no disociaremos estas dos normas.

802.3 utiliza los servicios de la capa LLC. El modo de acceso al soporte es por contención, a través de Carrier Sense Multiple Access/Collision Detection (CSMA/CD). Este método de acceso al soporte significa literalmente «escucha del portador» en un entorno «de acceso múltiple» con implementación de «detección de colisiones».

2. Características de la capa Física

802.3 ofrece distintas opciones de capa Física. Las denominaciones utilizadas toman en cuenta la velocidad, el soporte, el tipo de señal y la longitud del segmento. 

10 base 2 corresponde a una red Ethernet con cable coaxial fino (10 Mbps, señalización digital para segmentos de 200 metros como máximo; en realidad, 185 metros).

10 base T corresponde a una Ethernet con par trenzado (T por Twisted pair).

100 base T es una implementación de Ethernet a 100 Mbps con par trenzado (categoría 5).

1000 base T (norma IEEE 802.3ab) corresponde a una solución basada en el par trenzado UTP categoría 5e (máximo 100 metros).

10 G base T se basa en la definición IEEE 802.3an y establece la velocidad a 10 Gbps para el par trenzado en longitudes máximas de 100 metros.

Una trama tiene una longitud mínima de 64 bytes y máxima de 1518 bytes.

1. Configuración de la red

La norma 802.5 se basa en el método del paso de testigo en una topología de anillo. Hay distintas combinaciones posibles para los anchos de banda, 4 Mbps, 16 Mbps y 100 Mbps, en función del cableado utilizado, UTP, STP o fibra multimodo.

Los equipos se conectan en estrella (topología física) al Multistation Access Unit (MAU).

Los MAU más antiguos disponen de tomas macho y hembra, y se utilizan conectores DB9 para conectar las tarjetas a los MAU, a través de un cable Token Ring específico.

MAU

Cable Token Ring

La topología lógica es en anillo punto a punto, donde cada máquina actúa como repetidor.

Topología física en estrella

Los MAU pueden interconectarse, agrandando así el anillo principal, que utiliza los dos puertos Ring In (entrada en el anillo) y Ring Out (salida del anillo). Las tramas circulan en el sentido RI - RO.

Desde un punto de vista lógico, una vez los equipos están conectados al MAU...

1. Presentación

En 1997 el grupo de trabajo 802.11 estandariza, después de varios años de trabajo, la definición de redes de tipo Wireless LAN, que se retocó en 1999. Como en el caso de 802.3, estas especificaciones cubren las capas Física y Conexión de datos del modelo OSI. Esta última está dividida en dos subcapas: Medium Access Control (MAC), para el acceso al soporte de transmisión, y Logical Link Control (LLC), para el control de la transmisión.

En la capa Física, 802.11 define tres modos de transmisión. El primero está basado en la difusión infrarroja, que finalmente no se utilizará en las implementaciones de estas especificaciones. Las otras dos tecnologías utilizan la transmisión por radio. Finalmente, una sola, denominada Direct Sequence Spread Spectrum (DSSS), se implementará.

Las especificaciones 802.11 interesan tanto a algunos fabricantes que en 1999 forman la asociación Wireless Ethernet Compatibility Alliance (WECA). Su objetivo no es solamente promover este nuevo estándar, sino también certificar dispositivos con el fin de garantizar su buen funcionamiento. El certificado Wireless Fidelity (Wi-Fi), patente de interoperabilidad, se otorga después de algunas pruebas. Finalmente, este organismo se rebautiza como Wi-Fi Alliance.

Después de las pruebas de compatibilidad, el fabricante del hardware puede etiquetar las cajas con el siguiente logotipo, siempre que respete los estándares exigidos.

Logo Wi-Fi

El estándar Wi-Fi permite la conectividad a distancias que superan algunas decenas de metros. La utilización de antenas permite alcanzar varios centenares de metros.

2. Normas de la capa Física

Hay muchas especificaciones añadidas a la 802.11 original. La carrera de las velocidades todavía continúa y actualmente el ancho de banda es impresionante gracias sobre todo a la agregación de canales y a la utilización de varias antenas simultáneamente.

A continuación, puede ver una tabla con las diferentes frecuencias utilizadas en función de las normas existentes. En la tabla hemos indicado solo la letra correspondiente al proyecto IEEE...

1. Antecedentes

Lanzado en 1994 por la empresa Ericsson, esta tecnología lleva el nombre de un rey danés, Harald II. Apodado Harald II Blåtand (diente azul - blue tooth), fue un gran consumidor de arándanos que unificó Dinamarca, así como una parte de Suecia y Noruega, en el siglo IX. Este nombre señala la voluntad, por parte de Ericsson, de unificar el mundo de la telefonía móvil.

Otros grandes fabricantes, como Nokia, Intel, Microsoft, Toshiba e IBM, se unieron a Ericsson a partir de 1998 para formar la Bluetooth Special Interest Group (SIG), que actualmente cuenta con más de 10 000 miembros.

Logo Bluetooth

Destinado a permitir la comunicación entre equipos muy heterogéneos y poco distantes, Bluetooth integra, en un chip de menos de un centímetro, características muy avanzadas.

2. Estandarización

La especificación 1.0, publicada en julio de 1999, se adapta a las transmisiones de voz, datos e imágenes. Su velocidad teórica es de 1 Mbps. Su frecuencia de trabajo es la misma que la de Wi-Fi, 2,4 GHz (en el rango 2,4 GHz - 2,4835 GHz, libre de derechos...

1. Otros estándares de IEEE

Se han abandonado algunos grupos de trabajo (p. ej., 802.2, 802.4, 802.5, 802.6, 802.7, 802.8, 802.9, 802.10, 802.12 y 802.14), mientras que se han creado otros a medida que evolucionan las tecnologías.

Extracto del sitio web de IEEE donde se puede ver el estado de los diferentes estándares

Vamos a examinar estos nuevos grupos que se han definido y los temas que cubren.

1. Introducción

Desde hace algunos años se habla de objetos conectados o Internet of Things o IoT, literalmente «Internet de las cosas».

Numerosos dispositivos han evolucionado progresivamente para ofrecer sensores integrados a través de API (interfaz de programación de aplicaciones) que permiten a las aplicaciones consolidar información o a los objetos comunicarse entre ellos.

Numerosas aplicaciones ofrecen conectarse a los objetos y sensores disponibles en el espacio público o privado.

A menudo, la aplicación puede obtener la información recogida por estos dispositivos y también puede enviar órdenes a estos objetos (ajuste de un termostato, arranque de un coche, sincronización de datos recogidos...).

Están apareciendo diferentes conceptos que sitúan estas funcionalidades alrededor de un ecosistema específico: ciudad inteligente o smart city, hogar inteligente, vehículo conectado.

En una ciudad, se podrá ofrecer información contextual: meteorología, tráfico, eventos, disponibilidad del transporte público (coche compartido, autobús, tren, avión).

Los componentes que entran en juego en este contexto son la persona, el objeto conectado y la localización física de la persona. Este individuo, consumidor en potencia, dispone frecuentemente de un smartphone con una conexión ilimitada a Internet, que le sirve como canal principal para comunicarse con estos objetos o para recibir publicidad.

En este entorno, se hablará de:

Por ejemplo, aplicaciones como TripAdvisor o eltenedor permiten proporcionar información precisa sobre opiniones compartidas.

Pero el modelo no se detiene aquí. Actualmente algunos sitios ofrecen a particulares alquilar su propia vivienda o su coche por un periodo de tiempo...