Kitabı oxu: «Prácticas de redes de datos e industriales»

Práctica 1. Conexión a través de puerto serial
Objetivo

Poder realizar una conexión entre dos computadores utilizando el puerto serie, y de la misma manera comprender cada una de las señales que lo componen.

Descripción

Las comunicaciones serie se utilizan para enviar datos a través de largas distancias, ya que las comunicaciones en paralelo exigen demasiado cableado para ser operativas. Los datos serie recibidos desde un módem u otros dispositivos son convertidos a paralelo gracias a lo cual pueden ser manejados por el bus del PC.

Las comunicaciones serie se pueden dividir entre simplex, half-duplex y full-dúplex. Una comunicación serie simplex envía información en una sola dirección (por ejemplo, una emisora de radio comercial). Half-duplex significa que los datos pueden ser enviados en ambas direcciones entre dos sistemas, pero en una sola dirección al mismo tiempo. En una transmisión full-dúplex cada sistema puede enviar y recibir datos al mismo tiempo.

Hay dos tipos de comunicaciones: síncronas o asíncronas. En una transmisión síncrona los datos son enviados en bloques, el transmisor y el receptor son sincronizados por uno o más caracteres especiales llamados caracteres sync.

El puerto serie del PC es un dispositivo asíncrono. En una transmisión asíncrona, un bit identifica su bit de comienzo y 1 ó 2 bits identifican su final, no es necesario ningún carácter de sincronismo. Los bits de datos son enviados al receptor después del bit de start. El bit de menos peso es transmitido primero. Un carácter de datos suele consistir en 7 ó 8 bits. Dependiendo de la configuración de la transmisión un bit de paridad es enviado después de cada bit de datos. Se utiliza para corregir errores en los caracteres de datos. Finalmente 1 ó 2 bits de stop son enviados.

Ilustración 1. Puerto serial de 25 y 9 pines

Fuente: http://home.itchihuahua.edu.mx/~jfhernandez/puertoserie_archivos/image007.jpg

El Protocolo RS-232-, es el estándar aceptado por la industria para las conexiones de comunicaciones en serie. Adoptado por la Asociación de Industrias Eléctricas, el estándar RS-232 recomendado (RS es acrónimo de Recommended Standard) define las líneas específicas y las características de señales que utilizan las controladoras de comunicaciones en serie, con el fin de estandarizar la transmisión de datos en serie entre dispositivos.

El Estándar RS 232

El RS-232C consiste en un conector tipo DB-25 de 25 pines, aunque es normal encontrar la versión de 9 pines DB-9, más barato e incluso más extendido para cierto tipo de periféricos (como el ratón serie del PC). En cualquier caso, los PCs no suelen emplear más de 9 pines en el conector DB-25. Las señales con las que trabaja este puerto serie son digitales, que están en el rango de +3 a +25 V para el cero lógico, el cual también es llamado especio y de -3 a – 25 V, para la entrada y salida de datos, y a la inversa en las señales de control.

Ilustración 2. Interface RS 232 de 25 y de 9 pines

Fuente: http://www.scienceprog.com/wp-content/uploads/RS232/RS232_DB9_DB25.jpg

Cada pin puede ser de entrada o de salida, teniendo una función específica cada uno de ellos. Las más importantes son:

Las señales TXD, DTR y RTS son de salida, mientras que RXD, DSR, CTS y DCD son de entrada. La masa de referencia para todas las señales es SG (Tierra de Señal). Finalmente, existen otras señales como RI (Indicador de Llamada), y otras poco comunes.

Herramientas, equipos y materiales necesarios

• Dos computadores.

• Conocimientos básicos sobre el puerto serie.

• Conocimiento básico sobre diferentes tipos de codificación.

• Cable serial cruzado para conectar los computadores (con protocolo y sin protocolo).

• Un osciloscopio.

Trabajo a desarrollar

• Construir un cable cruzado serial para conectar los dos computadores.

Nota: al momento de realizar la conexión del cable se deben tener en cuenta todas las señales que el puerto maneja.

• La comunicación entre los computadores, en primera instancia, debe de ser Half dúplex y luego full dúplex.

• A través del osciloscopio se debe poder verificar las señales que se están utilizando en la línea y el tipo de codificación implementado.

• Se debe poder efectuar la siguiente prueba:

- Poder establecer una comunicación a través del Hyperterminal, donde no sólo se enviarán caracteres, sino que además se enviará un archivo.

- El presente laboratorio no se puede desarrollar con el establecimiento de un enlace de tres hilos.

Preguntas a resolver:

1. ¿Cuál es la velocidad de transmisión que se puede alcanzar en un puerto serial?

2. ¿Cuál es la capacidad de canal que se puede obtener en un puerto serial?

3. Usando el estándar RS232c cuál es la longitud máxima que se puede logar para una transmisión efectiva.

4. Describa para que sirven cada una de las señales (RTS, DSR, DTR, etc.) que intervienen en la comunicación serial.

5. ¿Cuál es el orden en el que se deben de ir presentando cada una de las señales (RTS, CTS, DTR, etc.) que intervienen en una comunicación serial?

6. ¿Qué es handshaking (o intercambio de pulsos de sincronización)?. ¿Cómo se presenta en una comunicación en serie?

7. ¿Qué tipo de codificación de línea se usa en el puerto serial para transmitir?

8. Describa el funcionamiento del protocolo XON/XOFF.

9. Determine el tiempo de bit que maneja el puerto serial.

Productos generados

Los siguientes son los elementos tangibles que se deben de entregar al finalizar el desarrollo de la presente guía:

• El trabajo escrito, en computador, donde se encuentre consignada la siguiente información:

• Resultados obtenidos.

• Respuesta a las preguntas.

• Recomendaciones efectuadas por el grupo que desarrollo la guía.

• El cable cruzado debe de ser construido por los estudiantes.

Apuntes

Práctica 2. Conexión a través de cable paralelo
Objetivo

Poder realizar una conexión entre dos computadores utilizando el puerto paralelo, y de la misma manera comprender cada una de las señales que lo componen.

Descripción

La característica más relevante del puerto paralelo es su capacidad de transmitir 87 bits de datos simultáneamente a través de 8 líneas en paralelo. La distancia máxima del cable es de 2 a 4 metros lo que reduce mucho su ámbito de aplicación, a cambio, la velocidad de transferencia puede ser mucho mayor que la del puerto serie. Las señales eléctricas que se utilizan son TTL en lógica positiva: 0 voltios para el 0 lógico y 5 voltios para el 1 lógico.

El puerto paralelo nació con el PC en los años 80, al igual que en el campo de los microprocesadores se ha producido una evolución en el tiempo que ha mantenido la compatibilidad hacia atrás de los nuevos productos.

Ilustración 3. Puerto paralelo y sus respectivas señales

Fuente: http://www.ucontrol.com.ar/asticulos/monitorpp/figos.gif

Un puerto paralelo es una interface entre un ordenador y un periférico cuya principal característica es que los bits de datos viajan juntos enviando un byte completo o más a la vez. Es decir, se implementa un cable o una vía física para cada bit de datos formando un bus. El puerto paralelo más conocido es el puerto de impresora que destaca por su sencillez y que transmite 8 bits. Un puerto paralelo sirve preferentemente para la impresora; se utiliza generalmente para manejar impresoras; sin embargo, dado que este puerto tiene un conjunto de entradas y salidas digitales, se puede emplear para hacer prácticas experimentales de lectura de datos y control de dispositivos. Otros puertos paralelos son los SCSI y los puertos paralelos IDE (Integrated Drive Electronics) también llamados P-ATA, PATA o ATA; vale acotar que a éstos se conecta, la disquetera, el disco duro, lector/grabador de CD’s y DVD’s. Se denomina cable paralelo al conector físico entre el puerto paralelo y el periférico. Un puerto de red puede ser un puerto serie o un puerto paralelo; suelen ser numerados. La implementación del protocolo en el destino utilizará ese número para decidir a qué programa entregará los datos recibidos. El cable paralelo es el conector físico entre el puerto paralelo y el periférico. En un puerto paralelo habrá una serie de bits de control en vías aparte que irán en ambos sentidos por caminos distintos.

En contraposición al puerto paralelo está el puerto serie, que envía los datos bit a bit por el mismo hilo.

Herramientas, equipos y materiales necesarios

• Dos computadores.

• Conocimientos básicos sobre el puerto paralelo.

• Conocimiento básico sobre diferentes tipos de codificación.

• Cable paralelo para conectar los computadores.

• Un osciloscopio.

• Analizador de señales (entradas digitales en paralelo).

Trabajo a desarrollar

• Construir un cable paralelo para conectar los dos computadores.

Nota: el cable a construir debe ser del tipo null MODEM

• La comunicación entre los computadores debe ser Full dúplex.

• A través del osciloscopio se debe poder verificar las señales que se están utilizando en la línea y el tipo de codificación implementado.

• Se debe poder efectuar la siguiente prueba:

- Poder establecer una comunicación a través del Hyperterminal, donde no sólo se enviaran caracteres, sino que además se enviará un archivo en ambos sentidos.

Preguntas a resolver:

1. ¿Cuál es la velocidad de transmisión que se puede alcanzar en un puerto paralelo?

2. ¿Cuál es la capacidad de canal que se puede obtener en un puerto paralelo?

3. ¿Qué tipo de codificación de línea se usa en el puerto paralelo para transmitir?

4. Determine el tiempo de bit que maneja el puerto paralelo.

Productos generados

Los siguientes son los elementos tangibles que se deben de entregar al finalizar el desarrollo de la presente guía:

• En trabajo escrito, en computador, donde se encuentre consignada la siguiente información:

• Toda la teoría que se reviso para desarrollar el trabajo.

• Resultados obtenidos.

• Recomendaciones.

• Cable paralelo null MODEM construido por los estudiantes.

Apuntes

Práctica 3. Cable UTP cruzado
Objetivo

Poder realizar una conexión entre dos computadores utilizando un cable UTP cruzado.

Descripción

Las dos normas específicas para computadores.

El cableado estructurado para redes de computadores nombran dos tipos de normas o configuraciones a seguir, estas son: la EIA/TIA-568A (T568A) y la EIA/TIA-568B (T568B). La diferencia entre ellas es el orden de los colores de los pares a seguir para el conector RJ45.

A continuación se muestra el orden de cada norma:

Ilustración 4. Configuración de los conectores dependiendo de la norma

Fuente: http://www.adslfaqs.com.ar/wp-content/uploads/2007/08/esquema-de-cables-utp-derecho-y-cruzado-eia-tia-568a-eia-tia-568b.JPG

Normas para Cableado Estructurado

El cableado estructurado está diseñado para usarse en cualquier cosa, en cualquier lugar y en cualquier momento. Elimina la necesidad de seguir las reglas de un proveedor en particular, concernientes a tipos de cable, conectores, distancias, o topologías. Permite instalar una sola vez el cableado, y después adaptarlo a cualquier aplicación, desde telefonía, hasta redes locales Ethernet o Token Ring.

Ilustración 5. Cable UTP Cat. 5e

Fuente: http://pan1.fotovista.com/dev/1/1/00359111/l_00359111.jpg

La norma central que especifica un género de sistema de cableado para telecomunicaciones es la norma ANSI/TIA/EIA-568-A, “Norma para construcción comercial de cableado de telecomunicaciones”. Esta norma fue desarrollada y aprobada por comités del Instituto Nacional Americano de Normas (ANSI), la Asociación de la Industria de Telecomunicaciones (TIA), y la Asociación de la Industria Electrónica, (EIA). La norma establece criterios técnicos y de rendimiento para diversos componentes y configuraciones de sistemas. Además, hay un número de normas relacionadas que deben seguirse con apego. Dichas normas incluyen la ANSI/EIA/TIA-569, “Norma de construcción comercial para vías y espacios de telecomunicaciones”, que proporciona directrices para conformar ubicaciones, áreas y vías a través de las cuales se instalan los equipos y medios de telecomunicaciones.

Otra norma relacionada es la ANSI/TIA/EIA-606, “Norma de administración para la infraestructura de telecomunicaciones en edificios comerciales”. Proporciona normas para la codificación de colores, etiquetado, y documentación de un sistema de cableado instalado. Seguir esta norma permite una mejor administración de una red, creando un método de seguimiento de los traslados, cambios y adiciones. Además facilita la localización de fallas, detallando cada cable tendido por características ANSI/TIA/EIA-607, “Requisitos de aterrizado y protección para telecomunicaciones en edificios comerciales”, que dicta prácticas para instalar sistemas de aterrizado que aseguren un nivel confiable de referencia a tierra eléctrica, para todos los equipos.

Cada una de estas normas funciona en conjunto con la 568-A. Cuando se diseña e instala cualquier sistema de telecomunicaciones, se deben revisar las normas adicionales como el código eléctrico nacional (NEC) de los EE.UU., o las leyes y previsiones locales como las especificaciones NOM (Norma Oficial Mexicana).

Cable cruzado

Son cables que conectan dos concentradores o dos transceptores entre sí, o incluso dos tarjetas (computador a computador), cuya distancia no supere los 10 m. El par 2 (pines 1 y 2) y el par 3 (pines 3 y 6) están cruzados.

Como regla general, el cable cruzado se utiliza para conectar elementos del mismo tipo o similares; por ejemplo, dos DTE (Data Terminal Equipment) conectado a una LAN, dos conmutadores (Switchs) o dos enrutadores (Routers). Tenga en cuenta las siguientes observaciones respecto al uso de uno y otro tipo de cable.

El cable cruzado (cross-over) sólo debe ser utilizado cuando un PC es conectado directamente a otro PC, sin que exista ningún elemento adicional (hubs, routers, etc). En realidad, puesto que la mayoría de las redes utilizan al menos un concentrador, el cable cruzado sólo se utiliza en circunstancias excepcionales como en la realización de pruebas cuando se desea soslayar la complejidad de la red y se conectan dos PCs directamente.

Ilustración 6. Configuración del cable directo y del cable cruzado

Fuente: http://www.yoreparo.com/foros/files/cable-de-red-normas-t568a-t568b_2.jpg