viernes 20 de julio de 2018
Revista Innovación Seguridad » Infraestructura » 29 jun 2006

Interconexión de Redes.

Formalmente, una Red Doméstica se define como la infraestructura necesaria para integrar los sistemas de seguridad, domótica, telecomunicaciones y multimedia del hogar digital. En la práctica, puede considerarse que una Red Doméstica es cualquier conexión entre dispositivos que intercambien información o recursos.


Así pues compartir el acceso a Internet por dos computadoras conectadas a un hub, o la integración de la señal de video para poder acceder a la televisión satélite desde más de un televisor pueden considerarse como aplicaciones de una Red Doméstica.
Para proveer la habilidad descrita, la Red Doméstica necesita hacer uso de distintas redes físicas que permiten integrar los sistemas mencionados. Se pueden clasificar de la siguiente manera:
Red de Datos: es aquélla heredada de entornos empresariales y que permite usar una misma red para la distribución de ficheros entre PC´s, compartir dispositivos y aplicaciones, y hablar por teléfono. Esta red permite acceder a Internet desde cualquier ambiente del hogar y compartir esta conexión con otras computadoras simultáneamente.
Red de Multimedia/Entretenimiento: esta red está orientada a la distribución de audio y video en el hogar. Integra los interfaces de usuario (pantallas, altavoces) y los dispositivos de recepción y distribución (decodificadores, Set Top Boxes, etc).
Red de Domótica: es aquélla que integra los dispositivos y sensores para la automatización y control del hogar.
Red de Seguridad: es aquélla que integra los dispositivos y sensores para la seguridad del hogar.
Estas subredes de la Red Doméstica pueden estar construidas sobre el mismo soporte físico o en soportes físicos diferentes. La tendencia es utilizar el mismo soporte físico para la red de entretenimiento y datos, y un soporte físico diferente para la red domótica; mientras que los sistemas de seguridad usan tecnologías propietarias o centralizadas, para el envío de información de sus sensores al controlador o equipo central de seguridad, el cual tendrá el interfaz adecuado para conectarla a la red de control y/o de datos de la vivienda.
Aunque idealmente podría pensarse en utilizar un solo soporte físico para soportar todos los servicios de la Red Doméstica, la realidad es que no existe ningún soporte físico que sea óptimo en todos los aspectos para todas las subredes presentes en el hogar; por lo tanto se tendrán distintos soportes físicos según los dispositivos que quieran conectarse, y el tipo de información que quiera transmitirse o compartirse.

Medios de Transmisión

Antes de entrar en detalles de las diferentes tecnologías que se pueden usar en el ámbito del hogar digital es conveniente presentar las propiedades y características más importantes de los diferentes medios de transmisión o soporte físico para el intercambio de información o envío de señales. Hay dos grandes categorías:
Metálicos: los que usan el cable como soporte físico. En éste se engloban los sistemas que usan corrientes portadoras sobre la propia red eléctrica de la vivienda y los cables convencionales como los coaxiales, los cables de pares, etc.
Inalámbricos: son sistemas que usan señales de radio o infrarrojas.

Cables de Pares

Los cables formados por varios conductores de cobre pueden dar soporte a un amplio rango de aplicaciones en el entorno domestico. Este tipo de cables pueden transportar: datos, voz y alimentación de corriente continua. Los denominados cables de pares están formados por cualquier combinación de los tipos de conductores siguientes:

• Cables formados por un solo conductor con un aislamiento exterior plástico (por ejemplo, utilizados para la transmisión de las señales telefónicas).
• Par de cables, cada uno de los cables está formado por un arrollamiento helicoidal de varios hilos de cobre (por ejemplo, los utilizados para la distribución de señales de audio).
• Par apantallado, formado por dos hilos recubiertos por un trenzado conductor en forma de malla cuya misión consiste en aislar las señales que circulan por los cables de las interferencias electromagnéticas exteriores (por ejemplo, los utilizados para la distribución de sonido alta fidelidad o datos).
• Par trenzado, está formado por dos hilos de cobre recubiertos cada uno por un trenzado en forma de malla. El trenzado es un medio para hacer frente a las interferencias electromagnéticas (por ejemplo, los utilizados para interconexión de ordenadores).

Cables Coaxial

Un par coaxial es un circuito físico asimétrico, constituido por un conductor filiforme que ocupa el eje longitudinal del otro conductor en forma de tubo, manteniéndose la coaxialidad de ambos mediante un dieléctrico apropiado. Este tipo de cables permite el transporte de las señales de video y señales de datos a alta velocidad. Dentro del ámbito de la vivienda, el cable coaxial puede ser utilizado como soporte de transmisión para:

• Señales de teledifusión que provienen de las antenas (red de distribución de las señales de TV y FM) • Señales procedentes de las redes de TV por cable • Señales de control y datos a media y baja velocidad.

Radiofrecuencia

La introducción de las radiofrecuencias como soporte de transmisión en la vivienda, ha venido precedida por la proliferación de los teléfonos inalámbricos y sencillos telemandos o controles remotos.
Este medio de transmisión puede parecer, en principio, idóneo para el control a distancia de los sistemas domóticos dada la gran flexibilidad que supone su uso. Sin embargo, resulta particularmente sensible a las perturbaciones electro-magnéticas en el medio de transmisión.

Infrarrojos

La comunicación se realiza entre un diodo emisor que emite una luz en la banda de IR, sobre la que se superpone una señal, convenientemente modulada con la información de control, y un fotodiodo receptor cuya misión consiste en extraer de la señal recibida la información de control. Al tratarse de un medio de transmisión óptico es inmune a las radiaciones electromagnéticas producidas por los equipos domésticos o por los demás medios de transmisión (coaxial, cables pares, red de distribución de energía eléctrica, etc.).

Clasificación de Tecnologías y Protocolos de las Redes Domesticas

Las tecnologías domesticas, la integración de sistemas y el desarrollo del hogar digital ha conllevado la aparición de una serie de tecnologías y protocolos, algunas de uso específico de los hogares, y otras heredadas del entorno empresarial. La manera en que las subredes domésticas se transforman en medios físicos difiere en función de si se usa el mismo medio para distintas redes o por el contrario, medios físicos diferentes. En el siguiente gráfico se muestran las principales tecnologías presentes en el entorno de las redes domésticas.

Tecnologías para la interconexión de dispositivos

Este tipo de tecnologías - FireWire (IEEE 1394), USB, Bluetooth o IrDa - han sido desarrolladas para permitir la interconexión de dos o más dispositivos, aunque nunca con el objetivo de crear una red de área local entre ellos. Tanto FireWire como USB, ambos cableados, definen una topología en árbol/estrella que permite interconectar multitud de dispositivos pero siempre debe existir un equipo controlador (normalmente un PC) que se encargue de gestionar las transferencias de datos entre equipos como impresoras, cámaras de video o fotográficas, etc.
Bluetooth, tecnología vía radio de origen europeo, nació inicialmente con el objetivo de mejorar las prestaciones y limitaciones de las conexiones infrarrojas IrDa. Se trataba de crear una tecnología de radio barata, y de mayor velocidad que el IrDa, para que pequeños dispositivos como teléfonos móviles, PDAs u ordenadores portátiles, intercambiaran datos. Se desarrolló un concepto más amplio llamado Personal Area Network (PAN), el cual permite que varios dispositivos Bluetooth puedan, en un instante dado, formar una microrred de área local, pero sin llegar a las prestaciones de una red de área local convencional (cableada o inalámbrica).
Respecto a la tecnología IrDa, sólo permite el intercambio de información entre dos dispositivos que estén físicamente enfrentados, para usar haces infrarrojos como medio físico de transmisión. Evidentemente esta tecnología, aunque es muy usada en PDAs y ordenadores portátiles y teléfonos móviles, tiene grandes limitaciones, por lo que está siendo ampliamente superada, en lo que a funcionalidad se refiere, por tecnologías radio como Bluetooth.

Tecnologías para Redes de Datos (LAN)

Sin lugar a dudas, si una vivienda es nueva o va a ser reformada, la mejor recomendación es instalar una red de área local cableada basada en tecnología Ethernet y siguiendo la filosofía de “cableado estructurado” típica de una instalación de oficinas. Con una red Ethernet, se puede implementar una LAN de hasta 100 Mbps con total seguridad y flexibilidad, a un costo muy razonable. Esta versión Ethernet 10Base-T, que usa cables de “Categoría 5 mejorado” (Cat5e) y elementos de interconexión (mecanismos, paneles, etc), tiene unos precios muy competitivos, gracias a la gran demanda por parte del mundo de las oficinas. En el caso que la vivienda esté construida, se pueden usar tecnologías “sin nuevos cables” como la familia de productos vía radio basados en normas IEEE 802.11, conocidos popularmente con el logotipo de WiFi (Wireless Fidelity). La versión 11g, llega a lso 54 Mbps brutos, de forma que el usuario puede llegar a disfrutar de una red a 45 Mbps netos, dependiendo del número de usuarios y del ruido inalámbrico del entorno.
También existen tecnologías como HomePlug, que aprovecha la red eléctrica de la vivienda, o el HomePNA, que aprovecha las tomas telefónicas de ésta, para crear redes de área local de prestaciones razonables.
HomePNA es una iniciativa desarrollada para el mercado norteamericano, donde la mayoría de las viviendas tienen una toma telefónica en cada habitación. En Europa se cree que su penetración será escasa ya que hay 2 ó 3 tomas por vivienda. Además han aparecido problemas de compatibilidad entre la tecnología HomePNA y la de bucle de acceso VDSL que desaconsejan el uso extendido de la primera con objeto de evitar los problemas cuando se realicen despliegues masivos de VDSL.

Se ha estimado que los europeos, cuando necesiten construir una red de área local sin hacer obras ni pasar nuevos cables, recurrirán a tecnologías inalámbricas como el WiFi y, en menor medida, a tecnologías de ondas portadoras por la red de baja tensión como el HomePlug.
Todas tienen sus ventajas e inconvenientes. Las redes cableadas Ethernet son rentables si la vivienda es nueva (está en construcción) o está en fase de reforma total, ya que exige hacer rozas para insertar tubos y cajas con objeto de dejar una estética buena y evitar los cables vistos. Las soluciones como WiFi, tienen precios cada vez más bajos y mejores prestaciones; pero para muchos usuarios, la seguridad es un factor muy importante y estas tecnologías “dispersan” la señal por los alrededores de la vivienda, haciendo posible que un experto viole las medidas de seguridad en cuestión de minutos. Se está trabajando en mejorar la seguridad de éstas, pero en la actualidad los equipos que implementan los mejores algoritmos son demasiado complicados de gestionar para un usuario residencial.
HomePlug y HomePNA no tienen este problema de seguridad, ya que su señal se queda dentro del ámbito de la instalación eléctrica, en el primer caso, y del cable telefónico, en el segundo. En ambos casos es necesario instalar el filtro adecuado si se desea evitar que la señal salga al exterior. HomeRF fue una iniciativa que aprovechaba la tecnología DECT europea para ampliar su uso al ámbito de las redes de área local. Después de varios éxitos y avances importantes en el año 2000 (esta tecnología tenía mejores prestaciones que su competidor 802.11b o WiFi), este grupo se disolvió en el 2003, debido al goteo imparable de empresas que abandonaron esta asociación para impulsar las versiones 802.11.

Tecnologías para Redes de Control y Automatización

Se engloban dentro de este grupo aquellas tecnologías o estándares que permiten el intercambio de paquetes de datos de pequeño tamaño y con bajas latencias (tiempo de respuesta limitados), típico de entornos de control y automatización. Destacan el Lonworks, EIB, EHS, Batibus, X-10, etc.
Estas tecnologías han nacido y madurado en los últimos 25 años y han alcanzado, gracias al empuje de la automatización industrial y del control de edificios, unas prestaciones, robustez y flexibilidad que aseguran el éxito de cualquier implantación profesional o de ámbito de inmótica. Por el contrario, dentro del mundo de la vivienda o de la Domótica, a pesar de la estandarización que se persigue con muchas de ellas, los precios siguen siendo una de las barerras más importantes para su implantación. Sólo la tecnología X-10, que nació especialmente pensada para el mercado doméstico y mucho más limitada en cuanto a prestaciones que las otras, ha conseguido alcanzar unas cifras importantes de penetración en este mercado, sobretodo en el estadounidense. Por el contrario, las tecnologías EIB y Lonworks (ambos son estándares), usadas por decenas de empresas para crear sus productos de inmótica/domótica, no están dando como resultado productos con unos precios lo suficientemente bajos como para conseguir penetraciones altas en el mercado doméstico.
Con la llegada de Internet, aparecen nuevas iniciativas en el ámbito doméstico que pretenden dar solución a los problemas que se han venido dando en los últimos años, a la vez que se empieza a desarrollar protocolos específicos para el entorno doméstico. En este sentido, es preciso recordar que muchos de los protocolos utilizados inicialmente en el ámbito domótico eran iniciativas desarrolladas en entornos terciarios o pequeño terciario que se aprovecharon para el ámbito doméstico. En la tabla siguiente se especifican las características de comportamiento en red de los protocolos citados.

OPINÁ, DEJÁ TU COMENTARIO:

NEWSLETTER

Suscríbase a nuestro boletín de noticias

VIDEOS