MÓDULO 1 - Video 1: Topologías y medios de transmisión
Te doy la más cordial bienvenida a este
video en el que se explicarán [música]
las principales topologías de redes, sus
principales características y los medios
de transmisión más importantes
utilizados en el mundo actual. Recuerda
tomar notas y pausar el video cuando lo
necesites.
Todas las mañanas, antes de comenzar su
jornada, un trabajador enciende su
computadora y en segundos ya tiene
acceso a [música] internet y a su
información. Nadie le ha explicado por
qué la red se cae por completo cuando
alguien desconecta un cable o por qué en
[música] otras oficinas solo deja de
funcionar una computadora y las demás
siguen trabajando sin problema. Esa
diferencia no es casualidad. [música]
Depende de cómo están conectados
físicamente los dispositivos entre sí.
Al finalizar este video, [música]
tendrás la información suficiente para
explicarle al trabajador qué es lo que
sucede. Comencemos.
Las redes de computadoras son [música]
la base de todas las comunicaciones
digitales que usamos hoy. Cada vez que
un dispositivo envía información a otro,
esa comunicación sigue una estructura
organizada que define cómo están
conectados los equipos, por qué caminos
viajan los datos y cómo se controla el
acceso a la red. Esa estructura se llama
topología de red.
Elegir una topología no es [música] una
decisión al azar, depende de factores
muy concretos. La distancia entre los
dispositivos, cuánto tráfico [música] se
espera en la red, qué tan seguido se
necesita que esté disponible, cuánto
dinero hay para invertir en la
infraestructura y [música] las
condiciones del lugar donde va a
funcionar.
A lo largo de la historia de las redes,
diferentes topologías han aparecido,
[música] mejorado y en algunos casos
quedado fuera de uso. Cada una dejó su
huella en los sistemas de comunicación
que hoy forman parte de nuestra vida
diaria. Identificar sus características
[música] permite entender cómo funciona
el mundo digital que nos rodea. A
continuación se explican algunas de las
principales. Pon mucha atención.
La topología Bus es una de las formas
más antiguas [música] de conectar
computadoras en red. En esta
configuración, todos los dispositivos se
conectan [música] a un único cable
principal que recorre toda la
instalación y por el que viaja toda la
información.
Cuando una computadora necesita enviar
datos, lanza una señal [música] que
recorre el cable en ambas direcciones.
Todos los equipos conectados reciben esa
señal, pero solo el que tiene la
dirección correcta [música] la procesa.
Los demás simplemente la ignoran.
El problema surge cuando dos equipos
intentan enviar información al mismo
tiempo. Eso genera lo que se conoce como
una colisión. Las dos señales se mezclan
y los datos se pierden, obligando a los
equipos a [música] esperar y volver a
intentarlo. En redes con muchos
dispositivos, esto ralentizaba toda la
comunicación. Físicamente, la señal
también se debilitaba con la distancia,
[música] un fenómeno llamado atenuación.
Además, las interferencias del entorno y
el propio ruido eléctrico del ambiente
podrían alterar los datos. Para [música]
evitar que la señal rebotara al llegar
al extremo del cable, se colocaban
pequeños componentes [música]
llamados terminadores en cada punta.
En [música] esta tabla se muestran
algunas de las principales ventajas y
desventajas de esta topología. [música]
Te invito a pausar un momento el video
para que puedas consultarlas con
detalle.
Esta topología se instaló principalmente
con cable coaxial conectado mediante
pequeñas piezas llamadas conectores BNC.
Su velocidad [música] era de 10 MB por
segundo, suficiente para la época, pero
con el tiempo sus limitaciones la fueron
[música] desplazando. Hoy se considera
una tecnología histórica, aunque sus
principios básicos siguen vivos en
sistemas industriales y en la
electrónica de los automóviles modernos.
La topología Token Ring [música] conecta
los dispositivos formando un anillo
cerrado. Cada equipo está unido al
siguiente mediante su propio segmento de
cable y los datos circulan siempre en la
misma [música] dirección, pasando por
cada nodo hasta completar el círculo. Lo
más interesante [música] de esta
arquitectura es cómo controla el acceso
a la red. Existe una pequeña señal
especial [música] llamada token o
testigo que circula constantemente por
el anillo. Cuando [música] un
dispositivo necesita enviar datos,
espera a que el token llegue hasta él,
lo toma, lo marca como ocupado y
transmite su información. Los demás
equipos ven que el canal [música] está
en uso y esperan su turno. Una vez
terminada la transmisión, el token se
libera [música] y continúa su recorrido.
Este sistema elimina por completo las
colisiones.
Token Ring trabajó a velocidades de 4 y
16 MB por segundo y fue muy utilizado en
bancos y empresas durante los años 90.
Su declive llegó cuando Ethernet
demostró ser más económica y flexible.
Sin embargo, la idea del token sigue
viva en protocolos industriales como
Profibus, usados hoy en fábricas y
sistemas de automatización. [música]
La topología estrella es la más usada en
las redes actuales. En esta
configuración, [música] cada dispositivo
tiene su propio cable que lo conecta
directamente a un equipo central
[música] llamado Switch. No hay un cable
compartido. Cada computadora tiene su
propio canal exclusivo de comunicación.
Cuando se usa un switch, este equipo es
lo suficientemente inteligente como para
enviar los datos únicamente al
dispositivo al que van dirigidos sin
molestar a los demás. Esto elimina las
colisiones y hace que la red sea mucho
más eficiente. Si se usa un hub,
la señal llega a todos los dispositivos
al mismo tiempo, lo que puede generar
conflictos.
El cable más común en esta topología es
el UTP. Ese cable gris o azul con
terminales [música] plásticas que se ve
en cualquier oficina. Su longitud máxima
es de 100 m. Las velocidades [música]
van desde los 100 MB por segundo en
instalaciones básicas hasta los 10
[música] GB por segundo en redes
empresariales de alto rendimiento. Su
principal ventaja es que si se rompe el
cable de una computadora, solo [música]
esa computadora pierde la conexión. Las
demás siguen funcionando. Su única
desventaja real es que si el switch
central falla, toda la red se detiene.
Aún así, [música]
su facilidad de instalación y
mantenimiento la convierten en la opción
favorita [música] en hogares, escuelas,
oficinas y hospitales de todo el mundo.
La topología árbol, también llamada
jerárquica, organiza los equipos en
niveles [música] como una pirámide. En
la parte más alta está el equipo
principal que administra el tráfico de
toda la red, seguido de los switches
intermedios que se encargan de
diferentes [música] áreas o pisos y en
el nivel más bajo están las computadoras
y dispositivos de los usuarios. Esta
organización por niveles hace que sea
muy fácil [música] crecer. Si se
necesita conectar más equipos,
simplemente se agrega otro switch en el
nivel correspondiente sin [música]
afectar al resto. Además, permite
separar lógicamente las distintas áreas
de una empresa, lo que mejora la
seguridad y el control del tráfico.
En edificios grandes, el cable de fibra
[música] óptica conecta los switches
entre pisos, mientras que el cable UTP
llega hasta cada escritorio. Es el
modelo estándar en universidades,
hospitales y empresas con varios pisos.
La principal [música] desventaja es que
si el switch principal falla, todos los
niveles inferiores quedan sin
comunicación.
La topología maya lleva la redundancia
al máximo. En esta configuración, cada
dispositivo está conectado directamente
con varios otros, creando múltiples
rutas posibles para que los [música]
datos lleguen a su destino. Si alguna
ruta falla, los datos simplemente toman
otro camino sin que el usuario note
ninguna interrupción. En su forma
completa, todos los dispositivos se
conectan entre sí, lo que ofrece la
mayor tolerancia posible a fallos, pero
resulta muy costoso. Por eso, en la
práctica [música] se usa la malla
parcial, donde cada equipo se conecta
solo con algunos de los demás, logrando
un equilibrio entre redundancia y costo.
Internet en su conjunto funciona bajo
este principio. Los grandes proveedores
de internet [música] conectan sus nodos
en distintas ciudades mediante cables de
fibra óptica a velocidades de 100 GB por
segundo o más. ARPANET, la red
predecesora de internet, fue la primera
implementación de este concepto en 1969.
Hoy es el estándar para cualquier
infraestructura donde la disponibilidad
continua sea indispensable.
La topología híbrida combina dos o más
tipos de topología dentro de la misma
red. Su objetivo [música] es tomar las
ventajas de cada una y aplicarlas donde
más convienen. En la práctica, [música]
casi todas las redes reales son
híbridas. Por ejemplo, un campus
universitario puede usar topología
[música] estrella dentro de cada
edificio para conectar las computadoras
al switch de cada piso, topología árbol
para organizar [música] los switches
entre los diferentes pisos y topología
malla para conectar los distintos
edificios [música] entre sí, mediante
fibra óptica redundante. Esto permite
que si un edificio pierde su conexión,
los demás siguen funcionando y si un
cable dentro de un edificio se daña,
solo se afecta esa computadora.
La flexibilidad de la topología híbrida
es su mayor ventaja. El mayor reto es la
complejidad de gestión, ya que requiere
personal técnico especializado para
mantenerla con buen funcionamiento.
Ahora que identificas las topologías de
red, puedes responder al trabajador lo
que al inicio parecía un misterio. Si
toda la red cayó por un solo cable
desconectado, la oficina tenía una
topología bus. Si solo se afectó una
computadora, [música] la red estaba
organizada en estrella. La forma en que
se conectan los dispositivos determina
la resistencia, [música] el rendimiento
y el costo de toda la infraestructura.
Esa decisión, [música] que parece
técnica y lejana está detrás de cada
pantalla que se enciende cada mañana.
Con esto en mente, ahora te invito a que
pienses en la siguiente situación. Un
estudiante llega [música] a casa después
de clases y nota que su conexión a
internet es lenta cuando usa el Wi-Fi
desde su cuarto, pero fluida cuando
conecta el cable directamente a su
computadora. En la escuela, en cambio,
[música] la red nunca falla, aunque haya
decenas de equipos conectados al mismo
tiempo. Se pregunta por qué existe esa
diferencia [música] y qué hace que
algunos medios de conexión funcionen
mejor que otros según el lugar y la
situación.
Cada vez [música] que un dispositivo
envía información a otro, necesita un
camino para que dicha información llegue
a su destino. A eso se le denomina medio
de transmisión. Es un canal por donde
viajan los datos en forma de señales
[música] eléctricas, pulsos de luz u
ondas de radio. Existen medios guiados
como el cable de cobre y [música] la
fibra óptica y medios no guiados como
las redes Wi-Fi y celulares. La elección
del medio determina la velocidad,
[música] la distancia y la resistencia a
interferencias de toda la red. A
continuación se explican algunos de
ellos. El cable UTP [música] tiene
cuatro pares de hilos de cobre
trenzados. es el medio más usado en las
redes locales actuales. Sus pares están
entrelazados de forma intencional
[música]
para reducir las interferencias que se
generan entre sí. Se clasifica por
categorías que definen su velocidad y
ancho de banda. La categoría 5, ya en
desuso, soportaba hasta 100 MB por
segundo. La categoría 6 incluye un
separador interno que reduce aún más las
interferencias [música] y puede llegar a
10 GB por segundo, aunque a esa
velocidad máxima su alcance se limita
[música] a 55 m. La categoría 7 agrega
un blindaje metálico alrededor de cada
par de cables y uno adicional alrededor
de todo el conjunto, lo que la hace
ideal para entornos con mucha
interferencia eléctrica. como fábricas
[música] o centros de datos. Todos
terminan en conectores RJ45,
esos pequeños plásticos [música]
transparentes que se enchufan en la
computadora o en el switch.
Otro medio es la fibra óptica. Funciona
con un principio completamente diferente
al cobre. En lugar de electricidad,
transmite pulsos de luz a través de un
hilo de vidrio ultrapuro. La luz rebota
dentro del hilo mediante un fenómeno
llamado reflexión interna total. lo que
le permite recorrer grandes distancias
con muy poca pérdida de señal.
Existen dos tipos principales. La fibra
[música] monomodo tiene un núcleo muy
delgado de apenas 8 a 10 milésimas de
milímetro, lo que permite que solo un
[música] as de luz viaje por su
interior. Esto la hace capaz de cubrir
distancias [música] de hasta 80 km a
velocidades superiores a 100 GB por
segundo. Se usa [música] en conexiones
de larga distancia, como los cables
submarinos que unen continentes. La
fibra multimodo tiene un núcleo más
ancho que [música] permite múltiples
ases de luz simultáneos.
Es más económica y se usa dentro de
edificios y centros de datos con
alcances de hasta 300 m. Las versiones
más modernas clasificadas como OM3, OM4
y OM5 soportan velocidades de 10 a 100
GB por segundo.
Por otro lado, las redes Wi-Fi permiten
conectarse sin cables mediante ondas de
radio. Por ello son medios inalámbricos.
Están definidas por estándares
desarrollados por una organización
llamada [música]
IEEe bajo el nombre 802.11.
[música]
Cada versión de este estándar ha traído
mejoras en velocidad y eficiencia. En
1999 aparecieron los primeros dos
estándares. El 802.11
operaba en la banda de 5 GHz y alcanzaba
[música] 54 MB por segundo, pero tenía
poco alcance. El 802.11 [música]
11B. Operaba en 2.4 GHz con solo 11 MB
por segundo, pero tenía mejor cobertura
y [música] fue el primero en adoptarse
masivamente en computadoras portátiles y
hogares. En 2003, [música]
el 802.11G
combinó lo mejor de ambos. Operó en 2.4
GHz, pero con velocidades de hasta 54 MB
por segundo, siendo compatible con
dispositivos anteriores. Fue el estándar
dominante durante varios años. En 2009
llegó el 802.11N,
también [música] llamado WiFi 4.
Introdujo dos grandes avances, la
posibilidad de elegir entre 2.4 y 5 GHz
según las condiciones del entorno y el
uso de múltiples antenas para transmitir
varios flujos de datos al mismo tiempo.
Tecnología conocida como MIMO alcanzó
hasta 600 MB por [música] segundo.
En 2014 llegó el 802.11 11 AC o WiFi 5,
que operó exclusivamente en 5 GHz con
velocidades de hasta 3.5 GB por segundo.
Incorporó canales más anchos y la
capacidad de atender a varios
dispositivos al mismo tiempo, lo que lo
convirtió en el estándar para streaming
de video y videojuegos en línea. El
Wi-Fi 6, [música] lanzado entre 2019 y
2021 cambió el enfoque. Además de buscar
[música] más velocidad, se diseñó para
funcionar bien en espacios con muchos
dispositivos conectados simultáneamente,
[música]
como estadios o aeropuertos. Incorporó
técnicas que distribuyen el canal entre
varios dispositivos a la vez, reduciendo
los tiempos de [música] espera. Su
velocidad teórica llega a 9.6 GB por
segundo.
Interesante, ¿no? ¿Cómo vas hasta ahora?
¿Todo bien? Recuerda, si te surge alguna
duda, toma nota y coméntala con tu
facilitador. Bien, ahora hablemos del
Bluetooth. Su desarrollo inició en 1994
en los laboratorios [música]
de Ericson y su nombre hace referencia
al rey vikingo Harold Blattand, [música]
traducido al inglés como Harold
Bluetooth, quien en el siglo X unificó
tribus danesas en disputa, tal como la
tecnología busca unificar protocolos de
comunicación entre fabricantes
distintos. Ahora bien, el Bluetooth
también es una tecnología de
comunicación inalámbrica de corto
alcance diseñada para la interconexión
de dispositivos electrónicos dentro de
un espacio personal o de área personal.
PAN Personal Area Network, sin necesidad
de cables. Por su parte, las redes
celulares permiten comunicarse [música]
en movimiento desde cualquier lugar con
cobertura. El territorio se divide en
zonas llamadas [música] celdas, cada una
atendida por una antena. Cuando el
usuario se desplaza de una [música]
celda a otra, la red transfiere la
conexión automáticamente sin
interrupciones.
La tercera generación o 3G lanzada en
2001 fue la primera diseñada para
transmitir datos digitales. Permitió
navegar en internet desde el teléfono,
revisar el correo y hacer videollamadas
básicas. Sus velocidades iban de 384 KB
hasta 2 MB por segundo. La cuarta
generación o 4G LTE llegó en 2009 con
una arquitectura completamente [música]
basada en internet. Alcanzó velocidades
de hasta 100 MB por segundo, lo que hizo
posible ver videos en alta [música]
definición desde el celular, usar
aplicaciones de mapas en tiempo real y
hacer llamadas de voz con calidad
superior. La versión 4.5G
mejoró ese estándar sin requerir cambios
mayores en la infraestructura,
alcanzando hasta 3 GB por segundo
[música] en condiciones óptimas. preparó
el terreno para el internet de las
cosas, conectando sensores, cámaras y
equipos industriales [música] a la red
móvil. La quinta generación o 5G llegó
en 2019 con [música] tres grandes
capacidades. Primero, velocidades
extremas de hasta 20 GB por segundo
[música] para usuarios individuales.
Segundo, la posibilidad de conectar
hasta 1 millón de dispositivos por
kilómetro cuadrado, ideal para ciudades
inteligentes y sensores industriales.
Tercero, una latencia [música] de apenas
1 milisegundo, lo que permite controlar
máquinas a distancia en tiempo real,
habilitar cirugías remotas y gestionar
vehículos autónomos. La versión más
reciente, [música] la 5.5G,
comenzó a desplegarse en 2024. Agrega la
capacidad de que las antenas [música]
detecten objetos en su entorno mientras
transmiten datos. mejora la cobertura
para drones y dispositivos aéreos y
sirve como puente tecnológico hacia la
siguiente generación de comunicaciones
móviles. [música]
Ahora reconoces que la diferencia entre
la conexión lenta por Wi-Fi y la estable
[música] por cable no es casualidad,
sino el resultado directo del medio de
transmisión utilizado. El cable de cobre
ofrece un canal dedicado sin
interferencias, mientras que la [música]
señal inalámbrica comparte el espacio
con otros dispositivos y se debilita con
las paredes. La red de la escuela
funciona de manera estable porque
utiliza cableado estructurado diseñado
para soportar múltiples conexiones
simultáneas. Cada medio tiene sus
características y conocerlas permite
tomar mejores decisiones al momento de
[música] diseñar o usar una red.
Llegamos al final. No olvides practicar
lo aprendido en este video. Ya podrías
[música] identificar cuál topología y
medio de transmisión se usa en tu
entorno? Mucho éxito y hasta pronto.
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