PDF de programación - Ethernet básica, WiFi y redes celulares

Redes y Servicios de Telecomunicaciones

Ethernet básica, WiFi y

redes celulares

PD. 2.6, 2.7 (sin 2.7.2)
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Contenido

• Ethernet básica

• WiFi: LAN Inalámbrica

• Redes Celulares. Conceptos básicos.

2

Ethernet Clásica (“legacy”)

Conceptos
- El medio común
- El dominio de colisión
- Las retransmisiones aleatorias

3

El formato de la PDU (trama) de Ethernet

El espacio de direcciones universal

Conceptos:
- Preámbulo
- Direcciones globales MAC.

- Transmisión “unicast” y “multicast/broadcast”
- El campo de Longitud/tipo (“Type”)
- La carga útil (“Body”) - 46 bytes mínimo
- El CRC

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Protocolo CSMA-CD y colisiones

Protocolo CSMA-CD
• Transmisión “Half-duplex”
• Detección de portadora
• Detección de colisión y longitud

mínima de trama

• Espera aleatoria exponencial

creciente para reintentos
Ventana de colisión

(a) A transmite en “t”

(b) Se alcanza B en “t+d”

(c) B transmite en “t+d”

(d) El indicador de colisión

(“runt”) llega a A en “t+2d”

5

IEEE 802.3 10BaseT:

“Hubs” Ethernet con pares y repetidores

Otra tecnología en Ethernet: 10BaseT (pares + repetidores)
T: pares trenzados (“twisted”) de cobre,100 m máx.

10: 10Mbps


Dominio de colisión = Conjunto de “Hubs” + Cables de pares

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Nivel físico de Ethernet: Cobre

Cat. 3
Clase C


Cat. 5e
Clase D




Cat. 6
Clase E




Cat. 6a
Clase Ea





Cat. 7
Clase F





Cat. 7a
Clase Fa





Ethernet
sobre pares
10Base-T
100Base-T
1000Base-T
10GBase-T
40GBase-T
100GBase-T

http://www.siemon.com/us/white_papers/07-03-01-demystifying.asp

7

Nivel físico de Ethernet: Fibra óptica

8

WiFi - Una red inalámbrica:

Puntos de acceso (Infraestructura)

9

WiFi “ad hoc”
(Sin infraestructura)

10

WiFi: Multipropagación

• El medio radio no es homogéneo ni estable
• Los paquetes han de ser reconocidos (ACK)

11

WiFi: El problema del nodo oculto

12

WiFi: El problema del nodo expuesto

13

WiFi: Protocolos CSMA-CA y RTS/CTS

Protocolo CSMA-CA



• Transmisión “Half-duplex”
• Detección de portadora
• Espera aleatoria exponencial creciente.

Portadora virtual RTS/CTS



• RTS/CTS crean la “portadora virtual (PV)”
• RTS declara el tiempo necesario Tpv (s),
de transmisión y de ACK
• Todos escuchan el CTS. Uno transmite y
los demás callan, durante la “PV”
• Las peticiones RTS pueden colisionar.
• Hay ventanas de colisión, Tvc (s), entre
sucesivas PVs
• Las ventanas de colisión son pequeñas
Tvc (~ RTT) << Tpv
• Las pérdidas por colisión son pequeñas,
paquetes RTS

Datos

Datos

Colisión

RTS
(Tpv)

Datos

Tpv

CTS
(Tpv)

ACK

Tpv

14

WiFi Extendida (ESS):
Distribución y movilidad

Movilidad

15

IEEE 802.11.

Nivel físico de WiFi

Parte de la torre de protocolos IEEE 802.11

16

Los sistemas móviles celulares:

Generaciones

• Primera generación:

Voz analógica

•

• Segunda generación
(ej. GSM): Voz digital
Tercera generación
(ej, 3G-UMTS): Voz
digital y datos
3,5 y Cuarta generación
(ej. LTE): Voz digital y
datos a alta velocidad

•

17

El sistema celular:

Reutilización de frecuencias

Celdas

Microceldas

• No mismas frecuencias en celdas contiguas.
• Mayor densidad de usuarios => microceldas
•

Factor de reutilización:

F = Portadoras en sistema / Portadores en cada celda (Pares de)

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Arquitectura GSM

BSC: Base Station Controller
MSC: Mobile Switching Center
HLR: Home Locatio Register
VLR: Visitor Location Register

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Resumen

Se ha visto:

• El funcionamiento básico de las redes Ethernet.

• Características físicas de Ethernet.

• Funcionamiento básico de las redes WiFi.

• Conceptos básicos de redes celulares.

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