Contenido 1 Topologías en bus y en árbol 1.1 Características de la topología en bus / árbol 1.2 Cable coaxial de banda base 1.3 Cable coaxial de banda ancha 1.4 Bus de fibra óptica 2 2. Topología en anillo 2.1 Fluctuación en la temporización 2.2 Problemas potenciales en el anillo 2.3 Arquitectura en estrella-anillo 2.4 Bus frente a anillo 3 Topología en estrella 3.1 LAN en estrella con pares trenzados 3.2 Estrella de fibra óptica

Topologías en bus y en árbol

En la topología en bus, todas las estaciones se encuentran conectadas directamente a través de interfaces físicas llamadas tomas de conexión a un medio de transmisión lineal o bus. Se permite la transmisión full-duplex y ésta circula en todas direcciones a lo largo del bus, pudiendo cada estación recibir o transmitir. Hay terminales a cada extremo del bus para que las señales no "reboten" y vuelvan al bus.

La topología en árbol es similar a la de bus pero se permiten ramificaciones a partir de un punto llamado raíz, aunque no se permiten bucles.

Los problemas asociados a estas dos topologías son que ya que los datos son recibidos por todas las estaciones, hay que dotar a la red de un mecanismo para saber hacia qué destinatario van los datos. Además, ya que todas las estaciones pueden transmitir a la vez, hay que implantar un mecanismo que evite que unos datos interfieran con otros.

Para solucionar estos problemas, los datos se parten en tramas con una información de control en la que figura el identificador de la estación de destino. Cada estación de la LAN está unívocamente identificada. Para evitar el segundo problema (la superposición de señales provenientes de varias estaciones), hay que mantener una cooperación entre todas las estaciones, y para eso se utiliza información de control en las tramas.

Características de la topología en bus / árbol

Es una configuración multipunto. Hay que tener en cuenta que cuando dos estaciones intercambian datos, las señales que los portan deben de tener la suficiente potencia para llegar en unos ciertos márgenes al receptor. En esta configuración multipunto, las señales deben de equilibrase para todas las estaciones conectadas, lo cual es mucho más complicado que para una conexión punto a punto. Cuando las distancias se hacen muy elevadas y hay muchas estaciones, no hay más remedio que establecer repetidores o amplificadores intermedios encargados del equilibrado de las señales.

Cable coaxial de banda base

Es el medio más utilizado en LAN. En estas redes, las señales son digitales y se utiliza generalmente codificación Manchester. El espectro en frecuencias está totalmente utilizado, por lo que no es posible multiplexación en frecuencias. La transmisión es bidireccional y la topología es en bus ya que las señales digitales son difíciles de ramificar. Además, la atenuación hace inviable la transmisión a larga distancia. La longitud del cable es inversamente proporcional a la velocidad que pueden alcanzar las señales. Usando repetidores se puede aumentar la longitud de la conexión. Estos repetidores son diferentes a los que hay en topologías de anillo, ya que deben retransmitir en ambas direcciones. Estos repetidores son invisibles al resto de la red ya que no almacenan información, sólo la repiten conforme llega. Sólo se permite un camino entre dos estaciones para que no haya interferencias (si el camino es muy largo, se intercalan repetidores).

Cable coaxial de banda ancha

En estos cables se usa señalización analógica. Así, es posible la multiplexación por división en frecuencias, sirviendo el mismo cable para varias conexiones. Estos cables permiten topología en árbol y en bus. La distancia permitida es muy superior a banda base (ya que las señales analógicas alcanzan más espacio con menos interferencias y atenuación).

Este cableado sólo permite conexión unidireccional, por lo que para usar intercambios bidireccionales de información, es necesario el doble cableado de la red, uno de ida y otro de vuelta (ambos se juntan en un extremo si es en bus o en la raíz si es en árbol).

Hay maneras de permitir el uso del mismo cable para señales en ambas direcciones, para ello, las señales en una dirección se envían en una gama de frecuencias y en la otra en otra gama de frecuencias. En el extremo ( en bus ) o en la raíz ( en árbol ) hay un circuito que intercambia las frecuencias y las devuelve por el otro camino ( ya que le llegan en frecuencia de entrada y las tiene que devolver en frecuencia de salida ).

En la configuración de cable dual los caminos de entrada y salida son cables separados. En la configuración dividida los caminos de entrada son bandas de frecuencia en el mismo cable. En la señalización analógica de banda portadora se utiliza todo el espectro de frecuencias para una sola transmisión bidireccional, con topología de Bus. En éste tipo de transmisión es posible prescindir de amplificadores ya que las frecuencias de utilización son bajas, menos sensibles a ala atenuación. La electrónica asociada es sencilla y barata.

Bus de fibra óptica

Hay dos formas de tratar las señales ópticas que provienen del bus por un nodo: una es tomando la señal óptica, convirtiéndola a señal eléctrica ( para que sea tratada por el nodo ) extrayendo la información de control y luego pasándola otra vez a señal óptica para reenviarla al bus; la otra forma es quitando un poco de energía óptica y luego reinyectándola de nuevo. Ambas opciones tienen sus ventajas e inconvenientes; la primera tiene las ventajas de la complejidad electrónica y los retardos y la segunda las pérdidas de energía. Lo mismo que ocurría con el cable coaxial de banda ancha, como las señales son unidireccionales, es necesario utilizar dos buses ( uno de ida y otro de vuelta ) o un sólo bus con una terminación que se encarga de recibir por un lado y transmitir por el otro.

2. Topología en anillo

La red consta de una serie de repetidores ( simples mecanismos que reciben y retransmiten información sin almacenarla ) conectados unos a otros en forma circular ( anillo ). Cada estación está conectada a un repetidor, que es el que pasa información de la red a la estación y de la estación a la red. Los datos circulan en el anillo en una sola dirección.

La información también se desgaja en tramas con identificadores sobre la estación de destino. Cuando una trama llega a un repetidor, éste tiene la lógica suficiente como para reenviarla a su estación ( si el identificador es el mismo ) o dejarla pasar si no es el mismo. Cuando la trama llega a la estación origen, es eliminada de la red. Debe de haber una cooperación entre las estaciones para no solapar tramas de varias estaciones a la vez.

Características de las LAN en anillo El anillo consta de varios repetidores que regeneran y transmiten unidireccionalmente de bit en bit. Cada repetidor sirve de punto de conexión de una estación al anillo. La información circula en paquetes que contienen información de control de la estación de destino. Cuando un paquete llega a un repetidor, éste lo copia y lo retransmite al siguiente repetidor, y si va dirigido a su estación de enlace lo envía allí y si no, lo elimina. Para impedir que un paquete de vueltas continuamente por el anillo se puede o bien eliminar por el repetidor de destino o por el repetidor de origen al llegar otra vez a él ( esto permite el envío a varias estaciones a la vez ). Los repetidores pueden estar en tres estados posibles:

• Escucha (cuando recibe del anillo bits, comprueba si pertenecen a un paquete de su estación, y si lo son los envía por la línea de su estación y si no, los reenvía otra vez al anillo).
• Transmisión (el enlace tiene permiso para transmitir datos de su estación, entonces los pasa al anillo).
• Cortocircuito (el repetidor pasa sin demoras -sin comprobar la información de control- los bits otra vez al anillo).

Fluctuación en la temporización

Los repetidores no pueden evitar los errores de temporización, por lo que cuando hay muchos repetidores, estos errores se pueden agrandar y dar lugar a errores en los datos. Una forma de paliar esta situación es que los repetidores tengan circuitos de control de temporización.

Problemas potenciales en el anillo

El problema principal es la rotura de un enlace o el fallo de un repetidor, lo que implica que el resto del anillo quedará inservible. Además, cada vez que se introduzca un nuevo repetidor, habrá que adaptar a sus vecinos.

Arquitectura en estrella-anillo

Para solucionar los errores propios de la topología de anillo, se pueden utilizar híbridos de estrella-anillo, de forma que los posibles errores se pueden localizar. Además, se facilita la incorporación de nuevos repetidores.

Bus frente a anillo

Para grandes LAN, la mejor opción es utilizar en bus o árbol. El método más barato para LAN pequeñas es la banda base, pero en anillo se pueden cubrir mayores distancias con menores errores. En anillo, la fibra óptica es más efectiva que en bus y además, los enlaces punto a punto en anillo son más sencillos que los multipunto en las demás.

Topología en estrella

En este caso, se trata de un nodo central del cuál salen los cableados para cada estación. Las estaciones se comunican unas con otras a través del nodo central. Hay dos formas de funcionamiento de este nodo:

• Mero repetidor de las tramas que le llegan ( cuando le llega una trama de cualquier estación, la retransmite a todas las demás ), en cuyo caso, la red funciona igual que un bus.
• Repetidor de las tramas pero sólo las repite al destino (usando la identificación de cada estación y los datos de destino que contiene la trama) tras haberlas almacenado.

LAN en estrella con pares trenzados

El par trenzado es más barato que el cable coaxial, pero esto es aparente ya que la mayor parte del costo es de instalación, que es similar para los dos tipos de cable. Por lo que se tiende a utilizar coaxial ya que tiene mejores prestaciones.

Pero la gran difusión de los cables para teléfonos, que son pares trenzados, ha provocado que para pequeñas LAN, sea el tipo de cable más utilizado. Y estas LAN son generalmente topologías en estrella ( oficinas con terminales y un repetidor central ). Cada estación tiene un cable de salida hacia el repetidor central y otro de entrada desde éste. Este esquema se comporta como una topología en bus, y por tanto puede haber colisiones de mensajes, para lo cual se divide el sistema en subsistemas a los cuáles sólo algunas estaciones tienen acceso.

Estrella de fibra óptica

Hay conectores en los cuáles, la fibra óptica se comporta igual que los pares trenzados, lo cual reporta los mismos problemas de colisiones de mensajes que el sistema anterior.