Redes Locales (LAN): Conceptos Esenciales, Componentes y Topologías para Telecomunicaciones

Conceptos Fundamentales de Redes Locales (LAN)

Una Red Local (LAN) es un sistema informático que permite la interconexión de una o varias computadoras o periféricos que se encuentren próximos físicamente entre sí.

Características de las Redes Locales

• Tipo de cableado: Se utilizan diversos tipos, como UTP (Par Trenzado No Apantallado), Fibra Óptica, entre otros.
• Velocidad de transmisión: Medida en Mbps (Megabits por segundo) o Gbps (Gigabits por segundo).
• Longitud máxima del cable: Generalmente, más de 100 metros, la cual se puede ampliar utilizando equipos intermediarios.

Servicio

Funcionalidad que proporciona un host (equipo anfitrión) al resto de dispositivos conectados a la red.

Protocolo

Conjunto de normas que deben cumplirse para el correcto funcionamiento de un servicio o la comunicación en la red.

Medios de Transmisión

Son los materiales físicos por los cuales viajan los paquetes de datos en una red.

• Cable telefónico: Cable de par trenzado de cobre, el cual ha sido utilizado para enviar información digital.
• Cable coaxial: Compuesto por un núcleo de cobre, aislante, malla metálica y una cubierta plástica exterior.
• Cable UTP (Unshielded Twisted Pair): Formado por cuatro pares de cobre entrelazados para evitar interferencias electromagnéticas.
• Cable STP (Shielded Twisted Pair): Similar al UTP, pero con un blindaje adicional contra interferencias, ofreciendo mayor protección.
• Cable de fibra óptica: Delgadas fibras de vidrio que transportan luz como información, permitiendo altas velocidades y largas distancias.

Elementos de Conexión

Son los dispositivos físicos a través de los cuales se establece la conectividad en la red.

• Tarjetas de Red (NIC): Realizan las funciones de conexión entre el dispositivo que se desea conectar a la red y la propia red de comunicaciones.
• Conectores: Son los elementos donde termina la conexión física del cable.
• Antenas: Implementan las redes inalámbricas, permitiendo la transmisión y recepción de señales por aire.

Conectores Más Utilizados

• RJ45: Para cables UTP.
• RJ49: Para cables STP (Nota: Aunque RJ45 es más común para STP, se mantiene la referencia original).
• RJ11: Conector telefónico.
• BNC: Para cable coaxial.
• FC, LC, FDDI: Conectores para fibra óptica.

Tipos de Antena

• Omnidireccionales: Emiten y reciben señales en todas las direcciones.
• Direccionales: Emiten y reciben señales en una sola dirección específica.

Equipos Intermediarios

Son nodos de una red local que se sitúan entre los equipos terminales, realizando diversas funciones:

• Repetición de las señales de red para extender su alcance.
• Enrutamiento de paquetes entre redes distintas.
• Actuar como concentrador entre dispositivos de la red.

Dispositivos Intermediarios Comunes

• HUB: Permite centralizar el cableado de una red y ampliarla, replicando la señal a todos los puertos.
• BRIDGE: Divide la red en dos segmentos, filtrando el tráfico entre ellos.
• SWITCH: Consigue dividir la red en tantos segmentos como puertos tenga, dirigiendo el tráfico de manera eficiente a su destino.
• ROUTER: Dirige y distribuye el tráfico de la red entre diferentes redes, basándose en direcciones IP.
• MÓDEM: Permite enviar datos informáticos a través de cables de teléfono (modulación/demodulación).
• CABLEMÓDEM: Es un tipo especial de módem diseñado para modular y demodular la señal de datos sobre una infraestructura de televisión por cable.

Topologías de Red

La topología de red describe la disposición física o lógica de los elementos de una red.

• Malla: Caracterizada por una interconexión total de todos los nodos, ofreciendo alta redundancia.
• Estrella: Los equipos se conectan a un nodo central (como un hub o switch) con funciones de distribución, conmutación y control.
• Bus: Utiliza un único cable principal al que se conectan todos los equipos.
• Árbol: Es una forma de conectar nodos como una estructura jerarquizada, combinando características de bus y estrella.
• Anillo: Todos los nodos están conectados a una única vía con sus dos extremos unidos, formando un bucle cerrado.
• Irregular: Cada nodo debe estar conectado, como mínimo, por un enlace, pero no existen más restricciones de estructura.

Modelos de Red: Cliente/Servidor e Igual/Igual (Peer-to-Peer)

• Cliente/Servidor: Un host (servidor) proporciona servicios al resto de ordenadores (clientes) de la red.
• Igual/Igual (Peer-to-Peer): Todos los ordenadores de la red pueden tanto dar servicio como recibirlo, actuando como clientes y servidores simultáneamente.

Ventajas de las Redes de Ordenadores

• Compartición de recursos (impresoras, escáneres, etc.).
• Ficheros y datos compartidos, facilitando la colaboración.
• Administración centralizada (en modelos cliente/servidor).
• Escalabilidad, permitiendo añadir o quitar dispositivos fácilmente.

Ejemplos de Cálculo de Transferencia de Datos

A continuación, se presentan algunos cálculos relacionados con la transferencia de datos:

• 2GB = 2 x 8 = 16Gb x 1000 = 16000/6 = 2.666 segundos / 16000Mb = 16000/1 = 16000/60 = 266.6 minutos
• 650MB x 8bit = 5200 Mbits. 5200/10 = 520/60 = 8.66 minutos.
• 650MB x 8bit = 5200 Mbits. 5200/100 = 52. 52/60 = 0.86 minutos.