Modelo OSI y Medios de Transmision

EL MODELO OSI.

También conocido como modelo de interconexión de sistemas abiertos fue desarrollado en 1980 por la Organización Internacional de Estándares (ISO), una federación global de organizaciones que representa aproximadamente a 130 países. El núcleo de este estándar es el modelo de referencia OSI, una normativa formada por siete capas que define las diferentes fases por las que deben pasar los datos para viajar de un dispositivo a otro sobre una red de comunicaciones.

El modelo especifica el protocolo que debe ser usado en cada capa, y suele hablarse de modelo de referencia ya que es usado como una gran herramienta para la enseñanza de comunicación de redes. Todo el mundo debe atenerse a unas normas mínimas para poder comunicarse entre sí. Esto es sobre todo importante cuando hablamos de la red de redes, es decir, Internet.

La descripción de los 7 niveles es la siguiente:

Nivel Físico: Define el medio de comunicación utilizado para la transferencia de información, dispone del control de este medio y especifica bits de control, mediante:

•      Definir conexiones físicas entre computadoras.
•      Describir el aspecto mecánico de la interface física.
•      Describir el aspecto eléctrico de la interface física.
•      Describir el aspecto funcional de la interface física.
•      Definir el tipo y técnica de Transmisión.
•      Definir la codificación  de Línea.
•      Definir la velocidad de Transmisión.
•      Definir el Modo de Operación de la Línea de Datos.

Nivel Enlace de Datos: Este nivel proporciona facilidades para la transmisión de bloques de datos entre dos estaciones de red. Esto es, organiza los 1's y los 0's del Nivel Físico en formatos o grupos lógicos de información para:

•      Detectar errores en el nivel físico.
•      Establecer esquema de detección de errores para las retransmisiones o reconfiguraciones de la red.
•      Establecer el método de acceso que la computadora debe seguir para transmitir y recibir mensajes. Realizar la transferencia de datos a través del enlace físico.
•      Enviar bloques de datos con el control necesario para la sincronía.
•      En general controla el nivel y es la interfaces con el nivel de red, al comunicarle a este una transmisión libre de errores.

Nivel de Red: Este nivel define el enrutamiento y el envío de paquetes entre redes.

•      En este nivel se permite establecer, mantener y terminar las conexiones.
•      Proporciona el enrutamiento de mensajes, determinando si un mensaje deberá enviarse al nivel 4 (Nivel de Transporte) o bien al nivel 2 (Enlace de datos).
•      Conmuta, enruta y controla la congestión de los paquetes de información en una sub-red.
•      Define el estado de los mensajes que se envían a nodos de la red.

Nivel de Transporte: Este nivel actúa como un puente entre los tres niveles inferiores totalmente orientados a las comunicaciones y los tres niveles superiores totalmente orientados al procesamiento.

•      Garantiza una entrega confiable de la información.
•      Asegura que la llegada de datos del nivel de red encuentra las características de transmisión y calidad de servicio requerido por el nivel 5 (Sesión).
•      Define como direccionar la localidad física de los dispositivos de la red.
•      Asigna una dirección única de transporte a cada usuario.
•      Define una posible multicanalización. O sea que puede soportar múltiples conexiones.
•      Define la manera de habilitar y deshabilitar las conexiones entre los nodos.
•      Determina el protocolo que garantiza el envío del mensaje.
•      Establece la transparencia de datos y la confiabilidad en la transferencia de información entre dos sistemas.

Nivel Sesión: proveer los servicios utilizados para la organización y sincronización del diálogo entre usuarios y el manejo e intercambio de datos.

•      Establece el inicio y termino de la sesión.
•      Recuperación de la sesión.
•      Control del diálogo; establece el orden en que los mensajes deben fluir entre usuarios finales.
•      Referencia a los dispositivos por nombre y no por dirección.
•      Permite escribir programas que correrán en cualquier instalación de red.

Nivel Presentación: Traduce el formato y asignan una sintaxis a los datos para su transmisión en la red.

•      Determina la forma de presentación de los datos sin preocuparse de su significado o semántica.
•      Establece independencia a los procesos de aplicación considerando las diferencias en la representación de datos.
•      Proporciona servicios para el nivel de aplicaciones al interpretar el significado de los datos intercambiados.
•      Opera el intercambio.
•      Opera la visualización.

Nivel Aplicación: Proporciona servicios al usuario del Modelo OSI.

•      Proporciona comunicación entre dos procesos de aplicación, tales como: programas de aplicación, aplicaciones de red, etc.
•      Proporciona aspectos de comunicaciones para aplicaciones específicas entre usuarios de redes: manejo de la red, protocolos de transferencias de archivos (ftp), etc.

MEDIOS DE TRANSMISION.

Constituyen el canal que permite la transmisión de información entre dos terminales en un sistema de transmisión. Las transmisiones se realizan habitualmente empleando ondas electromagnéticas que se propagan a través del canal. A veces el canal es un medio físico y otras veces no, ya que las ondas electromagnéticas son susceptibles de ser transmitidas por el vacío. Dependiendo de la forma de conducir la señal a través del medio, los medios de transmisión se pueden clasificar en dos grandes grupos:

Medios de Transmisión Guiados
     El par trenzado
     El cable coaxial
     La fibra óptica

Medios de Transmisión No Guiados
     radio
     microondas
     luz (infrarrojos/láser).

Según el sentido de la transmisión podemos encontrarnos con 3 tipos diferentes:
     Simplex
     Half-Duplex
     Full-Duplex.

También los medios de transmisión se caracterizan por utilizarse en rangos de frecuencia de trabajo diferentes.

El Par Trenzado
El par trenzado consiste en un par de hilos de cobre conductores cruzados entre sí, con el objetivo de reducir el ruido de diafonía. A mayor número de cruces por unidad de longitud, mejor comportamiento ante el problema de diafonía.
 
Existen dos tipos de par trenzado:
     Protegido: Shielded Twisted Pair (STP)
     No protegido: Unshielded Twisted Pair (UTP)

Las aplicaciones principales en las que se hace uso de cables de par trenzado son:

     Bucle de abonado: Es el último tramo de cable existente entre el teléfono de un abonado y la central a la que se encuentra conectado. Este cable suele ser UTP Cat.3 y en la actualidad es uno de los medios más utilizados para transporte de banda ancha, debido a que es una infraestructura que está implantada en el 100% de las ciudades.
     Redes LAN: En este caso se emplea UTP Cat.5 o Cat.6 para transmisión de datos. Consiguiendo velocidades de varios centenares de Mbps. Un ejemplo de este uso lo constituyen las redes 10/100/1000BASE-T.

Para conectar el cable UTP a los distintos dispositivos de red se usan unos conectores especiales, denominados RJ-45
Velocidades de transmisión de datos:
     Categoría1 Voz (Cable de teléfono)
     Categoría 2 Datos a 4 Mbps (LocalTalk)
     Categoría 3 Datos a 10 Mbps (Ethernet)
     Categoría 4 Datos a 20 Mbps/16 Mbps Token Ring
     Categoría 5 Datos a 100 Mbps (Fast Ethernet)

EL CABLE COAXIAL
El cable coaxial se compone de un hilo conductor, llamado núcleo, y una malla externa separados por un dieléctrico o aislante, es quizá el medio de transmisión más versátil, por lo que está siendo cada vez más utilizado en una gran variedad de aplicaciones. Se usa para trasmitir tanto señales analógicas como digitales. El cable coaxial tiene una respuesta en frecuencia superior a la del par trenzado, permitiendo por tanto mayores frecuencias y velocidades de transmisión. Por construcción el cable coaxial es mucho menos susceptible que el par trenzado tanto a interferencias como a diafonía.


Las aplicaciones más importantes son:
     Distribución de televisión
     Telefonía a larga distancia
     Conexión con periféricos a corta distancia
     Redes de área local
Debido a la necesidad de manejar frecuencias cada vez más altas y a la digitalización de las transmisiones, en años recientes se ha sustituido paulatinamente el uso del cable coaxial por el de fibra óptica, en particular para distancias superiores a varios kilómetros, porque el ancho de banda de esta última es muy superior.

6. LA FIBRA ÓPTICA
La fibra óptica es un medio de transmisión empleado habitualmente en redes de datos; un hilo muy fino de material transparente, vidrio o materiales plásticos, por el que se envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir. El haz de luz queda completamente confinado y se propaga por el interior de la fibra con un ángulo de reflexión por encima del ángulo límite de reflexión total, en función de la ley de Snell. La fuente de luz puede ser láser o un LED.
 
 
Las fibras se utilizan ampliamente en telecomunicaciones, ya que permiten enviar gran cantidad de datos a una gran distancia, con velocidades similares a las de radio o cable. Son el medio de transmisión por excelencia al ser inmune a las interferencias electromagnéticas, también se utilizan para redes locales, en donde se necesite aprovechar las ventajas de la fibra óptica sobre otros medios de transmisión.
Características
     La fibra óptica es una guía de ondas dieléctrica que opera a frecuencias ópticas.
     Cada filamento consta de un núcleo central de plástico o cristal (óxido de silicio y germanio) con un alto índice de refracción, rodeado de una capa de un material similar con un índice de refracción ligeramente menor. Cuando la luz llega a una superficie que limita con un índice de refracción menor, se refleja en gran parte, cuanto mayor sea la diferencia de índices y mayor el ángulo de incidencia, se habla entonces de reflexión interna total.
     En el interior de una fibra óptica, la luz se va reflejando contra las paredes en ángulos muy abiertos, de tal forma que prácticamente avanza por su centro. De este modo, se pueden guiar las señales luminosas sin pérdidas por largas distancias.
     A lo largo de toda la creación y desarrollo de la fibra óptica, algunas de sus características han ido cambiando para mejorarla.
 Las características más destacables de la fibra óptica en la actualidad son:
     Cobertura más resistente: La cubierta contiene un 25% más material que las cubiertas convencionales.
     Uso dual (interior y exterior): La resistencia al agua y emisiones ultravioleta, la cubierta resistente y el funcionamiento ambiental extendido de la fibra óptica contribuyen a una mayor confiabilidad durante el tiempo de vida de la fibra.
     Mayor protección en lugares húmedos: Se combate la intrusión de la humedad en el interior de la fibra con múltiples capas de protección alrededor de ésta, lo que proporciona a la fibra, una mayor vida útil y confiabilidad en lugares húmedos.
     Empaquetado de alta densidad: Con el máximo número de fibras en el menor diámetro posible se consigue una más rápida y más fácil instalación, donde el cable debe enfrentar dobleces agudos y espacios estrechos. Se ha llegado a conseguir un cable con 72 fibras de construcción súper densa cuyo diámetro es un 50% menor al de los cables convencionales.
    
Tipos
Las diferentes trayectorias que puede seguir un haz de luz en el interior de una fibra se denominan modos de propagación. Y según el modo de propagación tendremos dos tipos de fibra óptica: multimodo y monomodo.