Redes de Comunicación: Tipos, Topologías y Protocolos

Tipos de Cables de Red

Cable Coaxial

• Conductor interno: Cobre
• Material dieléctrico: Plástico, PVC, Teflón
• Trenzado: Metálico Cu + Al, conductor de retorno y blindaje electroestático
• Recubrimiento externo: Plástico.

Fibra Óptica

• Mayor ancho de banda, mayor capacidad
• Mucho menor atenuación, mayor alcance
• Inmune a las interferencias radioeléctricas
• Tasa de errores muy baja
• Coste más elevado
• Manipulación más compleja y delicada.

Conceptos de Redes

Modulación de Frecuencia

• La señal se transmite modulada en una cierta frecuencia
• Ancho de banda = diferencia entre la mayor y menor frecuencia que puede soportar.

Topologías de Red Más Utilizadas

• Anillo:
  • Si se rompe el anillo la red cae
  • La red vuelve al comienzo.
• Estrella:
  • Fácil crecimiento
  • Dependencia del (los) concentrador(es).
• BUS:
  • Como el anillo pero sin necesidad de cerrarlo
  • Fácil crecimiento
  • Terminadores.

Control de Acceso al Medio

• CSMA/CD:
  • El transmisor escucha la línea hasta que esté libre
  • Si hay colisión se detecta.
  • Cada transmisor espera una cantidad de tiempo aleatoria antes de volver a transmitir.
• TOKEN PASSING: anillo y bus.
  1. Anillo:
     • No hay colisión
     • Testigo: paquete especial que va rotando por la red continuamente
     • Solamente puede transmitir la estación que posee el token
     • Cuando no queremos transmitir pasamos el paquete.
     • Tanto el mensaje como el paquete viajan en una única dirección
     • El transmisor marca el token como libre cuando recibe el ACK del receptor y entonces elimina el mensaje de la red.
     • Cada estación es repetidora del mensaje.
  2. BUS:
     • La señal está disponible a la vez en todos los dispositivos
     • Cada estación está identificada y conoce que estación le precede y cual le sigue
     • Anillo lógico para paso de token
     • Se asocian tiempos máximos de retención de token.

El Modelo OSI de ISO

• Modelo para la interconexión de LAN’s
• Permite la modularización en la implementación de protocolos
• Dividimos el sistema en 7 capas (aplicación, presentación, sesión, transporte, red, enlace, físico)
• Todo mensaje pasa por las 7 capas 2 veces.

Protocolo CANBUS

CAN es el acrónimo de Controller Area Network, mientras que bus designa su topología en forma de bus (un solo cable al que se conectan los diferentes aparatos electrónicos que necesiten comunicarse). CAN es un protocolo orientado a mensajes, es decir, la información que se va a intercambiar se descompone en mensajes, a los cuales se les asigna un identificador y se encapsulan en tramas para su transmisión. Cada mensaje tiene un identificador único dentro de la red, con el cual los nodos deciden aceptar o no dicho mensaje.

Dentro de sus principales características se encuentran:

• Prioridad de mensajes.
• Detección y señalización de errores.
• Flexibilidad en la configuración.

Componentes del CANBUS

1. Controlador CAN: recibe del microprocesador los datos que han de ser transmitidos. Los acondiciona y los pasa al transceptor CAN. También recibe datos y los pasa al micro.
2. Transceptor CAN: es un transmisor y un receptor. Transforma los datos del controlador CAN en señales eléctricas y transmite estas sobre los cables del CAN-Bus.
3. Cables del bus de datos: funcionan de forma bidireccional. Se denominan CAN-High (señales de nivel lógico alto) y CAN-Low (señales de nivel lógico bajo).
4. Terminador: es una resistencia. Evita que los datos transmitidos sean devueltos en forma de eco de los extremos de los cables y que se falsifiquen los datos.

Estructura de las Tramas en CANBUS

Se emiten tramas con 7 secciones:

1. Comienzo del datagrama: marca el comienzo del protocolo de enlace de los datos. En el cable CAN-High se transmite un bit con 5 V, mientras que en el CAN-Low se transmite uno con 0 V.
2. Estado: define la prioridad del protocolo
3. Control: especifica la cantidad de información que está contenida en el campo de datos. Así cada receptor puede revisar si ha recibido la información completa.
4. Datos: transmite la información para las demás unidades de control.
5. Aseguramiento: sirve para detectar fallos en la transmisión.
6. Confirmación: los receptores señalizan al transmisor que han recibido correctamente el protocolo de enlace de datos.
7. Fin del programa: finaliza el protocolo de datos.