Fundamentos de Sistemas de Comunicación y Redes Informáticas

Sistemas de Comunicación

Un sistema de comunicación es un conjunto de elementos que proveen un enlace entre una fuente que emite un mensaje y un destino que lo recibe. Los estudios relativos a los sistemas de comunicación tienen sus orígenes en dos ramas de la ingeniería: la electrónica y las telecomunicaciones, y el tema fundamental de estudio es la transmisión de mensajes. Claude Shannon desarrolló una teoría que ofrece una lectura lineal de este proceso.

Componentes Clave de un Sistema de Comunicación

• Fuente: Es la encargada de generar el mensaje, y podría ser, por ejemplo, una persona que está hablando.
• Mensaje: Es la manifestación física que emana de la fuente.
• Transductor de Entrada: Cumple la función de convertir el mensaje en una señal eléctrica. Ejemplo: un micrófono o una cámara de TV.
• Señal: Es la manifestación eléctrica del mensaje y podrá ser analógica o digital.
• Transmisor: Cumple con la función de acoplar el mensaje al medio de transmisión, generalmente a través de la modulación o de la codificación.

Redes de Computadoras

Una red de computadoras se conforma al conectar dos o más computadoras entre sí, lo cual permite que exista comunicación entre ellas para compartir datos, recursos y aplicaciones.

Elementos de una Red de Computadoras

• Hardware: Incluye componentes físicos como la tarjeta de red, que es el puerto por donde salen y entran los datos.
• Software: Se refiere al lenguaje común a través del cual las máquinas se entienden unas con otras. Estos lenguajes o programas se conocen también con el nombre de protocolo de comunicación.
• Canal de Comunicación: Es el medio por donde fluye la comunicación. Ejemplos: cables (fibra óptica, coaxial, par trenzado), satélite, onda corta, etc.

Tipos de Redes

Existen diferentes tipos de redes, que se clasifican de acuerdo a distintos criterios:

Según su Topología

La topología se refiere a la disposición física o lógica de los nodos y las conexiones en una red.

• Red Bus: Conjunto de computadoras que se comunican entre sí por un canal común único para toda la red.
• Red en Estrella: En esta red existe una computadora central que actúa como un ruteador y canalizador de la información.
• Red en Anillo: En este tipo de red, cada computadora se comunica con sus dos computadoras vecinas, formando un bucle cerrado.

Según su Extensión Geográfica

• Redes LAN (Local Area Network): Red de área local. Son redes que se instalan dentro de un ámbito geográfico delimitado. Ejemplos: una casa, un edificio, un campus universitario pequeño.
• Redes MAN (Metropolitan Area Network - Redes de Área Metropolitana): Cubren un área geográfica mucho más amplia que las LAN, típicamente una ciudad o un área metropolitana. Ejemplo: una empresa con varias oficinas distribuidas en la ciudad.
• Redes WAN (Wide Area Network - Redes de Área Extensa): Cubren una extensión geográfica muy grande. Ejemplos: diferentes ciudades en un país o ciudades en diferentes países. Internet es un ejemplo global de una red WAN.

Según la Relación entre Computadoras

• Redes de Cliente-Servidor: En este tipo de red, existe una computadora más poderosa llamada “servidor”, encargada de centralizar recursos o información, a la cual recurren otras computadoras, llamadas “clientes”, que solicitan y reciben dichos recursos e información.
• Redes Punto a Punto (en inglés peer to peer o p2p): Son redes en las que las computadoras que las integran pueden actuar tanto como servidores como clientes, es decir, pueden brindar y recibir recursos indistintamente.

Conexiones Inalámbricas

Esta tecnología se llama Wi-Fi (Wireless Fidelity, Fidelidad sin cableado), y permite el envío de bits a través de las ondas de radio a una distancia de hasta 100 metros (en condiciones ideales).

Internet

Desde un punto de vista técnico, Internet se puede considerar como una red WAN que comunica redes de todo el mundo. Es una red formada por una gran cantidad de redes distribuidas por todo el mundo.

Acceso a Internet

Los requerimientos más comunes para acceder a Internet son:

• Una PC (computadora personal) o dispositivo compatible.
• Un MODEM (Modulador-Demodulador).
• La línea telefónica, cable, fibra óptica u otro medio de conexión física.
• Una empresa proveedora del servicio (ISP - Internet Service Provider).

Ventajas y Desventajas de las Topologías de Red

Topología Estrella

Ventajas:

• Toda la comunicación está bajo el control del nodo central.
• Es de fácil mantenimiento.
• El agregado de nuevos nodos es sencillo.

Desventajas:

• Si falla el nodo central, se desactiva toda la red.
• El costo del nodo central puede ser muy elevado.
• Cuando la comunicación entre dos nodos es muy frecuente, el nodo central puede tener problemas de saturación.

Topología Anillo

Ventajas:

• Como cada nodo dispone de un repetidor de mensajes, se puede aumentar la distancia entre ellos.
• Es posible identificar cuando un nodo falla, ya que el mensaje no llega al nodo siguiente.

Desventajas:

• Si se daña el medio de transmisión en algún punto, se inutiliza la red.
• La información transmitida debe circular por todo el anillo antes de salir de circulación (en implementaciones simples).

Topología Barra (Bus)

Ventajas:

• Resulta sencillo agregar o retirar nodos de la red.
• Es fácil de adaptar a las características del edificio donde va a utilizarse.

Desventajas:

• Un daño en el medio de transmisión principal (el bus) afecta a la totalidad de la red.
• Los daños en el bus son difíciles de detectar y aislar.