Fundamentos de Redes Informáticas y Telecomunicaciones: Tipos, Componentes y Tecnologías

Introducción a las Redes Informáticas y Telecomunicaciones

Una red informática es un conjunto de ordenadores y dispositivos interconectados con el propósito fundamental de compartir información y recursos.

Clasificación de Redes por Extensión

Según su extensión geográfica, las redes se clasifican en:

• PAN (Red de Área Personal): Conecta dispositivos en el entorno inmediato del usuario, con un alcance de escasos metros.
• LAN (Red de Área Local): Cubre un área geográfica limitada, como un edificio o un campus.
• MAN (Red Metropolitana): Se extiende a lo largo de una ciudad.
• WAN (Red de Área Amplia): Interconecta equipos en distintas ciudades, países o incluso continentes.

Medios de Transmisión en Redes

Según el medio físico utilizado para la transmisión de datos, las redes pueden ser:

• Alámbricas: Utilizan cables físicos para la transmisión de señales.
• Inalámbricas: Emplean ondas electromagnéticas para transmitir la señal, sin necesidad de cables.
• Mixtas: Combinan ambos tipos de medios.

Tecnologías Inalámbricas Destacadas

• Wi-Fi: Transmite datos mediante radiofrecuencia en las bandas de 2.4 GHz y 5 GHz, ofreciendo alta velocidad y movilidad.
• Bluetooth: Opera en radiofrecuencias cercanas a 2.4 GHz y permite un alcance de hasta 10 metros. Soporta anchos de banda más reducidos que Wi-Fi, pero simplifica la configuración y conexión entre dispositivos cercanos.

Topologías de Red

La forma en que los nodos de una red están interconectados se denomina topología:

Topología en Bus

• Todos los dispositivos comparten el mismo canal de transmisión, conocido como bus.
• Es la topología más sencilla, pero presenta inconvenientes como la dependencia de un cable central y la posible congestión del tráfico.

Topología en Anillo

• La información circula en una dirección, pasando de un nodo a otro.
• Cada ordenador recibe un paquete de datos y, si no es el destinatario, lo reenvía al siguiente.
• Un fallo en un nodo o en el enlace puede interrumpir la red. Una variante es el doble anillo, que mejora la redundancia.

Topología en Estrella

• Cada nodo se conecta a un dispositivo central, como un hub o un switch.
• Ventaja: El funcionamiento de cada nodo es independiente.
• Un hub reenvía los datos recibidos a todos los dispositivos conectados, lo que puede ralentizar la red con múltiples usuarios.
• Un switch (conmutador) optimiza el tráfico al enviar la información únicamente al nodo de destino, mejorando el rendimiento.

Topología en Árbol

• También conocida como topología jerárquica.
• Es una combinación de topologías en estrella, donde cada switch se conecta a un switch principal o a un servidor central.

Topología en Malla

• Cada nodo está conectado a múltiples otros nodos, a menudo mediante más de un cable.
• Ofrece alta seguridad y tolerancia a fallos, pero su instalación es más compleja y costosa.

Componentes Físicos y Lógicos de una Red

Los componentes de una red se dividen en:

• Capa Física (Hardware): Elementos tangibles de la red.
• Componente Lógico: Configuración de sistemas operativos y software de red.

Dispositivos Físicos Clave

1. Tarjeta de Red (NIC - Network Interface Card):

   • Se conecta a la placa base (anteriormente mediante bus PCI, ahora integrada).
   • Cada tarjeta posee un identificador único llamado dirección MAC (dirección física), compuesta por seis pares de dígitos hexadecimales (ej: 00:5C:5D:11:08:F3).

2. Cables de Conexión de Red:

   • Pares Trenzados: El más común actualmente, con categorías como 5e y 6 que ofrecen menor interferencia y mayor alcance. Utilizan conectores RJ45.
   • Fibra Óptica: Mayor coste, pero ofrece mayor velocidad y alcance.
   • Cable Coaxial: Utilizado antiguamente.

3. Conmutador (Switch):

   Dispositivo que conecta múltiples dispositivos en una red local, dirigiendo el tráfico de manera eficiente.

4. Router (Enrutador):

   Conecta redes diferentes, como una LAN a Internet (WAN), utilizando líneas telefónicas adaptadas (ADSL) o fibra. Actúa como puerta de enlace y posee una dirección IP. Los routers modernos suelen integrar funciones de switch y punto de acceso Wi-Fi.

Redes Inalámbricas: Movilidad y Conexión

Las redes inalámbricas permiten velocidades de hasta 54 Mbps. Para conectar un ordenador a un punto de acceso inalámbrico, se requiere una antena Wi-Fi receptora y el software de gestión correspondiente.

• El alcance de las ondas de un punto de acceso puede ser de 50 a 100 metros, dependiendo de los obstáculos.
• Las redes inalámbricas privadas suelen utilizar claves de acceso encriptadas para mayor seguridad.

Tipos de Antenas Wi-Fi

• PCI Wireless: Se conecta a la placa base, con una antena externa.
• USB: Adaptadores externos que se conectan vía USB.
• PCMCIA: Tarjetas para ranuras de expansión en ordenadores portátiles.
• miniPCI: Integradas en la placa base de portátiles y consolas.