503 lines
30 KiB
Markdown
503 lines
30 KiB
Markdown
# <mark style="background: #FFF3A3A6;">TEMA 1: Nivel de Red (DHCP-NA(P)T-ICMP)</mark>
|
|
El protocolo IP no ofrece un servicio orientado a la conexión (es no fiable). Emplea el servicio de entrega de R_PDU empleado por el nivel de enlace (utiliza servicio de su nivel inferior), permitiendo intercambiar información entre hosts o routers y dispositivos que implementen como mucho N.E.D.
|
|
|
|
Establece las herramientas necesarias para **enrutar**, es decir, definir el camino a seguir por los datos de extremo a extremo.
|
|
## <mark style="background: #ADCCFFA6;">1. Introducción</mark>
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">Esquema de direccionamiento</mark>
|
|
Todo dispositivo en una red debe poseer una dirección IP para poder transmitir datos usando TCP/IP. Hay dos versiones de IP: IPv4 (32b) e IPv6 (128b). Las direcciones se pueden configurar de dos formas:
|
|
- **Estática:** El usuario configura la IP en el host suministrada por el administrador de la red.
|
|
- **Dinámica:** Se asigna automáticamente una IP al host mediante DHCP.
|
|
La dirección IPv4 **NO ES LO MISMO** que la configuración IPv4. Para decir que un equipo tiene una configuración IPv4 correcta debe tener como mínimo dirección IP y máscara de red. Adicionalmente se suele especificar la dirección IP del gateway/puerta de enlace/router frontera.
|
|
## <mark style="background: #ADCCFFA6;">2. Configuración dinámica de direcciones</mark>
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">DHCP</mark>
|
|
Hay varias formas de asignación dinámica de direcciones IP:
|
|
- **Asignación automática:**
|
|
#### <mark style="background: #D2B3FFA6;">Ciclo básico</mark>
|
|
DHCP tiene un ciclo de mensajes básico tal que:
|
|
- **DHCP DISCOVER:** intenta encontrar un servidor DHCP
|
|
Se envía un paquete IP con IP origen 0.0.0.0 y destino 255.255.255.255 (broadcast).
|
|
- **DHCP OFFER:** el/los servidores DHCP ofrecen una dirección IP
|
|
El servidor DHCP, si lo hay, envía un paquete IP con IP origen su propia IP y destino la de broadcast
|
|
- **DHCP REQUEST:** el cliente pide ciertos parámetros
|
|
Se envía un paquete al servidor DHCP con IP origen 0.0.0.0 y destino 255.255.255.255, aunque la IP está "pre-asignada" todavía no se le ha concedido al host dicha IP.
|
|
- **DHCP ACK:** ACK de confirmación desde el servidor
|
|
El servidor DHCP envía un ACK en un paquete IP con IP origen la suya y destino la de broadcast.
|
|
Tras completar el ciclo básico el cliente envía una petición ARP llamada **ARP Gratuito** para ver si cualquier otro host tiene la IP que se le ha asignado. Si no obtiene respuesta, se queda con esa IP. Si la obtiene vuelve a solicitar otra.
|
|
#### <mark style="background: #D2B3FFA6;">Formato de mensajes</mark>
|
|
Los mensajes DHCP tienen un formato específico:
|
|
- Los primeros 4 Bytes se denominan _magic cookie_.
|
|
- Cada transacción (petición/respuesta) tiene un id.
|
|
## <mark style="background: #ADCCFFA6;">3. Control de errores</mark>
|
|
IP no implementa un control de errores, así que en caso de que se produzca un error existen protocolos que se "montan" sobre IP para este propósito.
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">ICMP (Internet Control Message Protocol)</mark>
|
|
Es usado por hosts y routers para comunicar información a nivel de red (informe de errores o avisos). Se encapsulan en datagramas IP, por lo que los dispositivos deben ser de hasta nivel 3.
|
|
### Formato de mensajes
|
|
- **Type:** Indica el tipo de mensaje ICMP
|
|
- **Code.** Indica el subtipo de mensaje
|
|
- **Checksum:** Para detectar mensajes corruptos
|
|
|
|
| Tipo | Código | Descripción |
|
|
| ---- | ------ | ----------------------- |
|
|
| 0 | 0 | Respuesta de eco (ping) |
|
|
| 3 | 0 | Red inalcanzable |
|
|
| 3 | 1 | Host inalcanzable |
|
|
| 3 | 2 | Protocolo inalcanzable |
|
|
| 3 | 3 | Puerto inalcanzable |
|
|
| 5 | 0 | Redireccionamiento |
|
|
| 8 | 0 | Petición de eco (ping) |
|
|
| 11 | 0 | TTL excedido |
|
|
## <mark style="background: #ADCCFFA6;">4. Traducción de direcciones</mark>
|
|
Hay dos alternativas:
|
|
- **Dinámica:** El router NAT asignará de forma temporal las IPs públicas cuando haya necesidad de "saltar" a internet.
|
|
- El router tiene un rango de IPs asignables y además una tabla para guardar dichas asignaciones de IPs.
|
|
- **Estática:** Se configuran las asignaciones de forma permanente por el administrador de la red.
|
|
# <mark style="background: #FFF3A3A6;">TEMA 2: Nivel de Red (Routing)</mark>
|
|
## <mark style="background: #ADCCFFA6;">1. Introducción</mark>
|
|
Para que el datagrama se entregue con éxito se debe cumplir:
|
|
- El prefijo de dirección destino debe corresponder a una sola red
|
|
- Los routers y hosts que tienen un prefijo de red común deben ser capaz de intercambiar datos sin ayuda de un router
|
|
- Cada red (a nivel 2) debe estar conectada al menos con otra red mediante un router
|
|
Un nodo (router o host) tiene que tener una tabla de enrutamiento. Suele tener los campos **Red**, **Próximo Salto**, **Interfaz**.
|
|
![[Pasted image 20250225091113.png]]
|
|
En Windows, la **Métrica** es el "coste" que tiene esa ruta si se escoge. Se puede valorar en términos de velocidad, TTL o _delay_ temporal.
|
|
## <mark style="background: #ADCCFFA6;">2. Reenvío / Enrutamiento</mark>
|
|
Hay varios pasos en el reenvío:
|
|
1. Validar cabecera
|
|
2. Procesar opciones
|
|
3. Analizar destino
|
|
4. Buscar destino en la tabla de enrutamiento
|
|
5. Decrementar TTL
|
|
6. Fragmentar
|
|
7. Calcular checksum
|
|
8. Reenviar al PS
|
|
9. Enviar ICMP
|
|
## <mark style="background: #ADCCFFA6;">3. Información global</mark>
|
|
Todos los routers tienen la topología completa y la información de coste de los enlaces (**Algoritmo "link state"**).
|
|
## <mark style="background: #ADCCFFA6;">4. Información descentralizada</mark>
|
|
Los routers conocen los vecinos físicamente conectados y el coste del enlace a sus vecinos. En un proceso iterativo, intercambia información con sus vecinos (**Algoritmo "distance vector"**).
|
|
## <mark style="background: #ADCCFFA6;">5. Enrutamiento estático</mark>
|
|
Las rutas cambian lentamente. Es decir, todas las entradas de la tabla se habrán introducido manualmente. La información de ida no proporciona información sobre como volver ni lo asegura. **Convergencia:** todos los routers tienen información precisa y coherente.
|
|
## <mark style="background: #ADCCFFA6;">6. Enrutamiento dinámico</mark>
|
|
Las rutas cambian más rápido (actualizaciones periódicas y respuesta a los cambios en los enlaces).
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">Sistemas autónomos</mark>
|
|
Grupo de prefijos de red de uno o varios ISP en el que existe una política de enrutamiento única y claramente definida.
|
|
- Dentro de cada AS se utilizan protocolos de routing interiores (IGP)
|
|
- Entre cada AS se usarán protocolos de routing exteriores (EGP)
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">Componentes de un algoritmo de enrutamiento</mark>
|
|
1. Un proceso para enviar y recibir información sobre redes alcanzables a/de otros routers
|
|
2. Un proceso para calcular rutas óptimas (costes en cada enlace)
|
|
3. Un proceso para reaccionar y avisar de cambios en la topología
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">Cálculo del camino más corto</mark>
|
|
#### <mark style="background: #D2B3FFA6;">Vector distancia (Bellman-Ford)</mark>
|
|
- Cada router conoce la distancia (o coste) de sus vecinos directamente conectados
|
|
- Un router envía una lista de actualizaciones de enrutamiento a sus vecinos que contiene las redes alcanzables por él y su distancia
|
|
- Si todos los routers actualizan las redes alcanzables/distancias con la información recibida de sus vecinos, la red converge.
|
|
- Cada router conoce:
|
|
- Su ID
|
|
- Sus interfaces
|
|
- La distancia hasta el siguiente router de cada interfaz
|
|
- Actualizaciones periódicas: cada (~90s) se envía una actualización
|
|
- Actualizaciones por cambios: si hay cambios en la métrica de un enlace, se envía inmediatamente
|
|
- Actualizaciones de toda la TE: la mayoría de los protocolos que usan vector distancia, envían toda la TE a sus vecinos en las actualizaciones
|
|
- Tiempo para invalidar rutas: se invalidan las rutas en la TE si no son refrescadas, tras un valor típico 3-16 veces periodo de actualización
|
|
![[Pasted image 20250307112154.png]]
|
|
#### <mark style="background: #D2B3FFA6;">Estado del enlace (Dijkstra)</mark>
|
|
- Cada router conoce la distancia de sus vecinos directamente conectados
|
|
- La información de distancia (LS: Link State) es enviada por broadcast a todos los routers de la red
|
|
- Todos los routers construyen la topología de la red
|
|
- Cada router calcula el camino más corto a todas las redes alcanzables de manera independiente
|
|
## <mark style="background: #ADCCFFA6;">7. RIP</mark>
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">RIPv1</mark>
|
|
- Sufre los problemas típicos del vector distancia
|
|
- Sólo útil en redes pequeñas (5-10 routers)
|
|
- Métrica basada en número de saltos únicamente
|
|
- Máximo 15 saltos. Infinito 16.
|
|
- La información se intercambia cada 30s.
|
|
Los mensajes RIP se encapsulan en UDP en el puerto 520.
|
|
- Dirección destino broadcast dirigido
|
|
- Solo procesa actualización si origen pertenece a la red de la interfaz
|
|
En un mensaje RIP pueden enviarse hasta 25 entradas del vector distancias
|
|
- Vectores grandes -> varios mensajes
|
|
- Invalidación tras 180s
|
|
No usa máscara de red en los mensajes -> no soporta CIDR ni VLSM.
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">RIPv2</mark>
|
|
- Permite CIDR (tiene el campo de la máscara de subred).
|
|
- Campo próximo salto
|
|
![[Pasted image 20250307115920.png]]
|
|
|
|
# <mark style="background: #FFF3A3A6;">TEMA 3: Redes inalámbricas y móviles</mark>
|
|
Dos retos importantes aunque diferentes:
|
|
- **Sin cables:** comunicación a través de un enlace inalámbrico
|
|
- **Movilidad:** gestionando las conexiones cuando un usuario cambia de punto de acceso a la red sin perder su conexión
|
|
## <mark style="background: #ADCCFFA6;">1. Introducción</mark>
|
|
![[Pasted image 20250314114257.png]]
|
|
![[Pasted image 20250314114314.png]]
|
|
Hay dos formas de conectar dispositivos de forma inalámbrica
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">Modo infraestructura</mark>
|
|
![[Pasted image 20250314115427.png]]
|
|
- Las estaciones base conectan dispositivos de forma cableada.
|
|
- Transferencia: dispositivo cambia de estación base que provee la conexión a la red cableada.
|
|
## UN PUNTO DE ACCESO NO TIENE IP, ES DE NIVEL 2
|
|
|
|
![[Pasted image 20250314115632.png]]
|
|
**Inundación:** Tabla vacía. El equipo X transmite a la estación A.
|
|
**Envío de tráfico:** Si A contesta a X, el punto de acceso recibe una trama en el puerto I con dirección MAC_A de origen y MAC_X destino.
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">Modo ad hoc</mark>
|
|
![[Pasted image 20250314115857.png]]
|
|
- No hay estaciones base
|
|
- Los nodos sólo pueden transmitir a otros nodos en su alcance
|
|
- Los nodos se organizan a sí mismos en red: enrutamiento a través de ellos mismos
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">Otros modos</mark>
|
|
- **Modo Máster:** una estación inalámbrica actúa como punto de acceso
|
|
- **Modo Monitor:** permite capturar paquetes sin asociarse a un punto de acceso o red ad-hoc, es decir, permite monitorizar la red sin transmitir tráfico a la misma (modo pasivo).
|
|
- **Modo Promiscuo:** permite capturar paquetes de la red, pero hay que estar en ella.
|
|
## <mark style="background: #ADCCFFA6;">2. Topologías</mark>
|
|
- **BSS (Basic Service Set):** topología de red formada por un punto de acceso y estaciones inalámbricas.
|
|
- **ESS (Extended Service Set):** topología de red formada por varias BSS interconectadas entre ellas.
|
|
- **IBSS (Independent Basic Service Set):** topología de red formada únicamente por estaciones inalámbricas, operando en modo ad-hoc.
|
|
## <mark style="background: #ADCCFFA6;">3. Sistemas de distribución</mark>
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">Cableado</mark>
|
|
A través de red LAN IEEE 802.3
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">Inalámbricos</mark>
|
|
- **WLAN con rutas preconfiguradas estáticas:** WLAN basado en IEEE 802.11
|
|
- **WLAN con rutas no preconfiguradas o Redes Mesh:** Las redes Mesh se definen como el conjunto AP interconectadas mediante enlaces inalámbricos ocn configuración dinámica (algoritmos). El objetivo de las redes Mesh es llegar a todos los rincones del sitio con varios AP en una "malla" (mesh).
|
|
## <mark style="background: #ADCCFFA6;">4. Diferencias entre tipos de enlace</mark>
|
|
En redes inalámbricas hay problemas de obstáculos y distancia, ya que si hubiese tres equipos A,B,C, A y C no "se ven" y como la señal se debilita con la distancia entre ellos o el obstáculo entre ellos no se pueden comunicar.
|
|
|
|
| Obstáculo | Distancia |
|
|
| ------------------------------------ | ------------------------------------ |
|
|
| ![[Pasted image 20250314121904.png]] | ![[Pasted image 20250314121916.png]] |
|
|
## <mark style="background: #ADCCFFA6;">5. Code Division Multiple Access (CDMA)</mark>
|
|
Código único asignado a cada usuario. Todos los usuarios comparten la misma frecuencia pero cada uno tiene una frecuencia de chip para codificar los datos. Permite a usuarios coexistir y transmitir simultáneamente.
|
|
- **Señal codificada:** datos originales x secuencia de chip
|
|
- **Decodificación:** producto escalar entre la señal codificada y la secuencia de chip
|
|
![[Pasted image 20250314122451.png]]
|
|
## <mark style="background: #ADCCFFA6;">6. LAN Inalámbrica IEEE 802.11</mark>
|
|
![[Pasted image 20250321110514.png]]
|
|
La arquitectura de LAN 802.11 es básicamente:
|
|
![[Pasted image 20250321110756.png]]
|
|
- Host inalámbrico comunica con la estación base (Punto de Acceso, AP). Conjunto de servicios básico BSS (modo infraestructura: hosts, AP; modo ad hoc: hosts).
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">Escaneo activo/pasivo</mark>
|
|
- **Escaneo pasivo:**
|
|
1. Los AP envían tramas baliza
|
|
2. Host envía petición de asociación al AP seleccionado
|
|
3. Se recibe en el Host una respuesta de asociación desde el AP
|
|
4. IP, Netmask, RF, DNS.
|
|
|
|
![[Pasted image 20250321111135.png]]
|
|
- **Escaneo activo:**
|
|
1. Broadcast con una trama de sondeo desde el Host.
|
|
2. Respuesta a la trama de sondeo enviadas desde los AP.
|
|
3. Host envía petición de asociación al AP seleccionado.
|
|
4. Se recibe en el Host una respuesta de asociación desde el AP.
|
|
![[Pasted image 20250321111817.png]]
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">Emisión/Recepción</mark>
|
|
![[Pasted image 20250321112719.png]]
|
|
- **Emisor:**
|
|
1. Si tras un tiempo **DIFS** está el canal libre, se transmite la trama entera.
|
|
2. Si está ocupado el canal, inicia un tiempo aleatorio de espera. El contador va bajando mientras el canal se queda libre. Intentará transmitir cuando el contador expire.
|
|
3. Si no ACK, incrementa el contador y vuelve a 2.
|
|
- **Receptor:**
|
|
Si trama recibida OK: devuelve ACK después de **SIFS**
|
|
#### <mark style="background: #D2B3FFA6;">IDEA: para evitar las colisiones</mark>
|
|
Permitir al emisor "reservar" el canal en lugar de acceder aleatoriamente evitando colisiones con tramas largas.
|
|
- El emisor transmite primero pequeños paquetes de solicitud de transmisión (RTS) usando CSMA (los RTS pueden colisionar pero son cortos).
|
|
- El AP responde preparado para enviar (CTS).
|
|
- Cuando el resto de Hosts reciben el CTS, aplazan sus transmisiones y el Host emisor actual transmite su trama.
|
|
![[Pasted image 20250321113321.png]]
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">Trama 802.11</mark>
|
|
![[Pasted image 20250321113414.png]]
|
|
- **Dirección 1:** MAC Rx
|
|
- **Dirección 2:** MAC Tx
|
|
- **Dirección 3:** MAC de la interfaz del router a la que el AP está conectado
|
|
- **Dirección 4:** sólo en modo ad-hoc
|
|
- **CRC:** control de errores
|
|
![[Pasted image 20250321113739.png]]
|
|
![[Pasted image 20250321113941.png]]
|
|
## <mark style="background: #ADCCFFA6;">7. Movilidad</mark>
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">Definiciones</mark>
|
|
**Dirección permanente:** permanece constante (ej. 128.119.40.186)
|
|
**Care-of-address (COA):** dirección en la red visitada (ej. 79.129.13.2)
|
|
**Red ajena (visited network):** red en la que reside actualmente el dispositivo (ej. 79.129.13.0/24)
|
|
**Corresponsal:** host que quiere comunicarse
|
|
**Agente ajeno (foreign agent):** entidad en la red ajena que se encarga de funciones de movilidad.
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">Enrutamiento indirecto</mark>
|
|
![[Pasted image 20250321115758.png]]
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">Enrutamiento directo</mark>
|
|
![[Pasted image 20250321115951.png]]
|
|
# <mark style="background: #FFF3A3A6;">TEMA 4: Transmisión de Datos</mark>
|
|
## <mark style="background: #ADCCFFA6;">1. Introducción</mark>
|
|
**Datos:** entidades que contienen información
|
|
- Digitales: datos binarios (0's y 1's)
|
|
- Analógicos: datos en forma de ondas variables con el tiempo (por ejemplo onda sonora de la voz a través del teléfono)
|
|
**Señales:** representaciones eléctricas/electromagnéticas de los datos
|
|
**Señalización:** proceso de conversión de datos en señales físicas adecuadas al medio
|
|
- Digital: codificación
|
|
- Analógica: modulación
|
|
**Transmisión:** proceso de comunicación de datos mediante propagación y procesado de señales
|
|
- Digital: ondas cuadradas discretas, por ejemplo redes de computadores
|
|
- Analógica: datos analógicos transmitidos de forma analógica, por ejemplo TV/radio
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">Datos convertidos A/D</mark>
|
|
- **Módem (modulador/demodulador):** se utiliza cuando los datos digitales se envían como transmisión analógica
|
|
- **Códec (codificador/decodificador):** se utiliza cuando se envían datos analógicos a través de señales de transmisión digital
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">Ventajas de la transmisión digital</mark>
|
|
- **Menos errores:** más fácil detectarlos y corregirlos porque son binarios. Una onda cuadrada débil se puede propagar fácilmente en forma perfecta.
|
|
- **Velocidades de transmisión más altas:** por ejemplo fibra óptica.
|
|
- **Más eficiente:** es posible enviar más datos digitales a través de un circuito dado, el circuito puede ser "encapsulado".
|
|
- **Más seguro:** más fácil cifrar un _bit stream_.
|
|
- **Más simple para VVD (voz, vídeo y datos):** se pueden mezclar más fácilmente (binarios).
|
|
## <mark style="background: #ADCCFFA6;">2. Configuración de circuitos</mark>
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">Punto a punto</mark>
|
|
![[Pasted image 20250510201725.png]]
|
|
Se usa cuando los hosts generan suficientes datos como para llenar la capacidad del circuito. Cada host tiene su propio circuito para llegar al otro host en la red (caro).
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">Multipunto</mark>
|
|
![[Pasted image 20250510201911.png]]
|
|
Se usa cuando cada host no tiene que usar el circuito continuamente. Es mas barato, ya que no hay tantos cables y es más fácil de cablear. Solo un host puede usar el circuito a la vez.
|
|
## <mark style="background: #ADCCFFA6;">3. Flujo de datos</mark>
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">Simplex</mark>
|
|
Los datos van nen una sola dirección (radio y TV por cable).
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">Half-duplex</mark>
|
|
Los datos fluyen en ambos sentidos pero solo en uno a la vez (walkie talkies).
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">Full-duplex</mark>
|
|
Los datos fluyen en ambos sentidos a la misma vez.
|
|
## <mark style="background: #ADCCFFA6;">4. Modos de transmisión</mark>
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">Transmisión serie</mark>
|
|
![[Pasted image 20250510205021.png|400]]
|
|
Se puede usar a distancias más largas ya que los bits permanecen en orden.
|
|
$$
|
|
\begin{equation}
|
|
V_b=\frac{1}{T_b}
|
|
\end{equation}
|
|
$$
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">Transmisión en paralelo</mark>
|
|
![[Pasted image 20250510205203.png|400]]
|
|
Se utiliza para distancias cortas ya que los bits en paralelo tienden a dispersarse.
|
|
$$
|
|
\begin{equation}
|
|
nV_b=\frac{1}{T_b}, \text{n número de líneas}
|
|
\end{equation}
|
|
$$
|
|
<div class="nota">
|
|
<h3>Tipo de sincronización</h3>
|
|
<ul>
|
|
<li><strong>Heterosincronizada:</strong> El reloj es único y está en el Tx. También es posible situar el reloj en el Rx. Esta estructura no se da con frecuencia.</li>
|
|
<li><strong>Autosincronizada:</strong> Única línea por la que se envían datos y CLK. El reloj tiene que estar en el Tx. Para conseguir esto, se recurre a algo llamado <strong>CÓDIGO DE LÍNEA</strong></li>
|
|
</ul>
|
|
</div>
|
|
## <mark style="background: #ADCCFFA6;">5. Técnicas de señalización</mark>
|
|
Define cómo los niveles de voltaje se corresponden con valores binarios. Hay varios ejemplos: unipolar, bipolar, RTZ, NRZ, Manchester. También describe con qué frecuencia el transmisor puede transmitir datos.
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">Manchester</mark>
|
|
Utilizado en Ethernet. Define un valor de bit por una transición de medio bit, es decir, pasar de alto a bajo es un 0 y pasar de bajo a alto es un 1.
|
|
- **Bifase:** siempre hay una transición a mitad del bit que recupera el CLK y los datos. Usado en IEEE 802.3
|
|
- **Bifase diferencial:** la transición en la mitad del bit es solo para sincronizar. Usado en IEEE 802.5.
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">NRZ-L (Non Return to Zero-Level)</mark>
|
|
- Niveles de tensión distintos para 0 y 1
|
|
- Nivel de tensión constante mientras dure el bit (no retorna a 0)
|
|
- Frecuentemente, tensión negativa para un valor y positiva para el otro
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">NRZ-I (Non Return to Zero-Inverted)</mark>
|
|
- Los datos se codifican mediante presencia o ausencia de una transición de la señal al principio del intervalo
|
|
- Nivel de tensión constante durante cada bit
|
|
- Es **codificación diferencial** ya que se representan los datos por cambios. Es más fácil detectar flancos. Arrastra errores por la polaridad.
|
|
## <mark style="background: #ADCCFFA6;">6. Transmisión serie asíncrona</mark>
|
|
- CLK en Rx y Tx independientes
|
|
- La información se divide en grupos de bits llamados caracteres. Cara caracter está compuesto de 5 u 8 bits + unos bits de cabecera y cola que permiten corregir desviaciones temporales en el Rx respecto al Tx.
|
|
- Para una transmisión:
|
|
1. Bit de Start ('0')
|
|
2. Datos de uno en uno de LSB a MSB
|
|
3. Bit de Stop ('1')
|
|
# <mark style="background: #FFF3A3A6;">TEMA 5: Medios de transmisión</mark>
|
|
Para seleccionar un tipo de medio u otro se suele tener en cuenta:
|
|
- **Ancho de banda:** cuanto más, más rápida la transmisión
|
|
- **Dificultades en la transmisión:** por ejemplo atenuación de señal
|
|
- **Interferencias**
|
|
- **Número de receptores:** a más Rx más atenuación
|
|
## <mark style="background: #ADCCFFA6;">1. Medios guiados</mark>
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">Par trenzado UTP VS STP VS S-FTP</mark>
|
|
- UTP: par trenzado normal
|
|
- FTP: par trenzado apantallado con un "papel de aluminio"
|
|
- S-FTP: par trenzado apantallado y envuelto en una malla
|
|
![[Pasted image 20250510221130.png|500]]
|
|
![[Pasted image 20250510221146.png|500]]
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">Coaxial</mark>
|
|
![[Pasted image 20250510221309.png]]
|
|
Alambre de cobre formado por núcleo y malla. Buen ancho de banda y buena inmunidad al ruido. 50$\Omega$ digital, 75$\Omega$ analógico.
|
|
- Mayor ancho de banda que el UTP
|
|
- Menor atenuación
|
|
- Ideal para señales analógicas como TV
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">Fibra óptica</mark>
|
|
![[Pasted image 20250510221553.png|500]]
|
|
Se basa en la reflexión total interna para transmitir la luz. Pueden usarse LED o Láser. Hay una relación entre la longitud de onda, el tipo de fibra y la velocidad de transmisión.
|
|
## <mark style="background: #ADCCFFA6;">2. Medios no guiados</mark>
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">Radio</mark>
|
|
- Omnidireccional
|
|
- Un Tx varios Rx
|
|
- Bandas: LF, MF, HF, VHF
|
|
- Fáciles de generar
|
|
- Largas distancias
|
|
- Atraviesan paredes
|
|
- Absorbidas por la lluvia
|
|
- Interferencias posibles por equipos eléctricos
|
|
#### <mark style="background: #D2B3FFA6;">Factores que afectan a la transmisión en <i>line of sight</i></mark>
|
|
- Pérdida en el espacio libre por distancia
|
|
- Absorción atmosférica: vapor de agua (22GHz) y oxígeno (60GHz)
|
|
- Trayectorias múltiples
|
|
- Refracción
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">Microondas</mark>
|
|
![[Pasted image 20250510222011.png|500]]
|
|
![[Pasted image 20250510222038.png|500]]
|
|
- Frecuencias muy altas de 3GHz a 100GHz
|
|
- Longitud de onda muy pequeña
|
|
- Antenas parabólicas
|
|
- Rx y Tx en _line of sight_
|
|
- A 100m de altura se alcanzan 80Km sin repetidores
|
|
- Rebotan en los metales (radar)
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">Satélites</mark>
|
|
![[Pasted image 20250510222503.png|700]]
|
|
|
|
| Banda | Frecuencia | Uso |
|
|
| ----- | ---------- | ------------------------- |
|
|
| L | 1 GHz | Antenas omnidireccionales |
|
|
| S | 2 GHz | NASA |
|
|
| C | 6/4 GHz | Comercial, teléfono |
|
|
| X | 8/7 GHz | Militar, Gobierno |
|
|
| Ku | 14/12 GHz | |
|
|
| Ka | 30/20 GHz | Intersatélite |
|
|
| V | 40 GHz | |
|
|
| Q | 60 GHz | |
|
|
#### <mark style="background: #D2B3FFA6;">Ventajas</mark>
|
|
- Comunicación sin cables
|
|
- Gran cobertura
|
|
- Disponibilidad de banda ancha
|
|
- Instalación rápida de una red
|
|
- Bajo coste añadir otro Rx
|
|
- Servicio total proporcionado por el satélite en sí
|
|
# <mark style="background: #FFF3A3A6;">TEMA 6: Alteraciones en las transmisiones</mark>
|
|
## <mark style="background: #ADCCFFA6;">1. Atenuación</mark>
|
|
- La potencia de la señal decae con la distancia
|
|
- Depende del medio
|
|
- Se suele medir en **dB/m**
|
|
- La potencia debe ser suficiente fuerte para ser detectada y lo suficientemente más grande que el ruido para recibirse sin error
|
|
- **Se usan amplificadores/repetidores**
|
|
- **Es mayor a más frecuencia**
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">Ganancia y atenuación</mark>
|
|
#### dB = Indica la relación entre dos valores de P, V o I
|
|
La ganancia expresada en dB sería:
|
|
- Relación de potencias: $G(dB)=10\times\log_{10}{\frac{P_2}{P_1}}$
|
|
- Relación de tensiones: $G(dB)=20\times\log_{10}{\frac{V_2}{V_1}}$ ya que $P=V^2/R$ y el cuadrado multiplica fuera
|
|
- Relación de intensidades: $G(dB)=10\times\log_{10}{\frac{I_2}{I_1}}$
|
|
#### dBm = unidad de medida absoluta que mide potencia respecto a 1mW
|
|
$$
|
|
\begin{equation}
|
|
P(dBm)=10\times\log_{10}{\frac{P(mW)}{1mW}}
|
|
\end{equation}
|
|
$$
|
|
Esto es muy util si hay atenuaciones y amplificaciones (ganancias) sucesivas:
|
|
$$
|
|
\begin{equation}
|
|
P_2(dBm)=P_1(dBm)+\sum_i{G_i(dB)}-\sum_j{A_j(dB)}\rightarrow\text{G, A: Ganancia, Atenuación}
|
|
\end{equation}
|
|
$$
|
|
#### Pérdida en medios no guiados
|
|
$$
|
|
\begin{equation}
|
|
L=10\times\log(4\pi/\lambda)^2~~~\text{(dB)}
|
|
\end{equation}
|
|
$$
|
|
## <mark style="background: #ADCCFFA6;">2. Desvanecimiento</mark>
|
|
Desaparece la señal de forma transitoria. En teoría se puede restablecer en el Rx con control automático de ganancia, a menos que sea muy pequeña. Es causado por condiciones atmosféricas.
|
|
## <mark style="background: #ADCCFFA6;">3. Distorsión armónica</mark>
|
|
- Ocurre sólo en medios guiados
|
|
- **La velocidad de propagación varía con la frecuencia**
|
|
- Particularmente crítico en datos digitales a velocidades altas
|
|
## <mark style="background: #ADCCFFA6;">4. Ruido</mark>
|
|
Son señales no deseadas que se superponen con la señal que se quiere transmitir a lo largo del proceso de transmisión.
|
|
#### <mark style="background: #FFB86CA6;">Ruido térmico</mark>
|
|
Se debe al calor, aparece en todos los dispositivos electrónicos
|
|
$$
|
|
\begin{equation}
|
|
N_0=k\times{T}~~~\text{(W/Hz)}
|
|
\end{equation}
|
|
$$
|
|
$$
|
|
\begin{equation}
|
|
k=1,38\times10^{-23}~\text{J/ºK (constante de Boltzmann)}
|
|
\end{equation}
|
|
$$
|
|
$$
|
|
\begin{equation}
|
|
T\equiv\text{temperatura en Kelvin}
|
|
\end{equation}
|
|
$$
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">Ruido magnético natural</mark>
|
|
- **Atmosférico:** producido por perturbaciones en la atmósfera. El rayo es la fuente más visible de este tipo de ruido. Se propagan como las ondas de radio. Es importante hasta los 20KHz y en TV (500MHz).
|
|
- **Espacial:**
|
|
- Solar: erupciones solares
|
|
- Cósmico: rayos cósmicos
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">Ruido magnético artificial</mark>
|
|
- Arrancar y parar motores
|
|
- Vibraciones mecánicas -> eléctricas
|
|
- Fluorescentes
|
|
- Diafonía
|
|
- Conmutación de circuitos
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">Ruido de rebote en los cables</mark>
|
|
![[Pasted image 20250510224703.png]]
|
|
$$
|
|
\begin{equation}
|
|
V_{TOTAL}=V_++V_-
|
|
\end{equation}
|
|
$$
|
|
$$
|
|
\begin{equation}
|
|
\rho\equiv\text{coeficiente de reflexión}=\frac{V_-}{V_+}
|
|
\end{equation}
|
|
$$
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">Ruido por diferencia en GNDs</mark>
|
|
![[Pasted image 20250510224952.png|500]]
|
|
Se produce cuando hay diferencias de tension en la GND del Tx y Rx. Es un problema importante. Puede producir problemas graves.
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">Ruido de intermodulación</mark>
|
|
Superposición de señales al multiplexar varias en un canal
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">Ruido de cuantización</mark>
|
|
![[Pasted image 20250510225115.png]]
|
|
Ocurre al digitalizar. Son los "trozos sobrantes" de la señal digital respecto a la analógica.
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">Ruido AWGN</mark>
|
|
$$
|
|
\begin{equation}
|
|
p(z)=\frac{1}{\sqrt{2\pi\sigma}}e^{-(z-\mu)^2/2\sigma^2}
|
|
\end{equation}
|
|
$$
|
|
ADITIVO + BLANCO + GAUSSIANO = AWGN
|
|
## <mark style="background: #ADCCFFA6;">5. Fórmulas</mark>
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">Nyquist (capacidad del canal)</mark>
|
|
Canales ideales, libres de ruidos. Si cada forma de onda transmite un bit, tenemos $C=2B\text{ bps}$. Se mejora usando señales multinivel
|
|
$$
|
|
\begin{equation}
|
|
C=2B\times\log_2{M}~~~\text{(bps)}
|
|
\end{equation}
|
|
$$
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">Shannon (capacidad del canal)</mark>
|
|
Considera el ruido del canal. Relaciona la capacidad y la relación señal/ruido (SNR).
|
|
$$
|
|
\begin{equation}
|
|
SNR=\frac{\text{Potencia señal (S)}}{\text{Potencia ruido (N)}}
|
|
\end{equation}
|
|
$$
|
|
$$
|
|
\begin{equation}
|
|
SNR_{dB}=10\log_{10}{\frac{\text{Potencia señal}}{\text{Potencia ruido}}}~~~\text{(dB)}
|
|
\end{equation}
|
|
$$
|
|
$$
|
|
\begin{equation}
|
|
C=B\log_2{(1+SNR)}~~~\text{(bps)}
|
|
\end{equation}
|
|
$$
|
|
### <mark style="background: #FFB86CA6;">BER (Bit Error Rate)</mark>
|
|
$$
|
|
\begin{equation}
|
|
BER=\frac{\text{nº de bits erroneos}}{\text{nº de bits transmitidos}}
|
|
\end{equation}
|
|
$$
|
|
### NOTAS
|
|
- Si SNR es grande la comunicación es buena (mas señal que ruido)
|
|
- Si es pequeño, mala o imposible
|