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INGENIERIA DE TELECOMUNICACIONES.DIEGO ANDRES GARCIA CARDENASCARLOS RAMIREZ.INTRODUCCION A MEDIOS DE TRANSMISION
MEDIOS DE TRANSMISION
Los medios de transmisión son las vías por las cuales se comunican los datos. Dependiendo de la forma de conducir la señal a través del medio o soporte físico, se pueden clasificar en dos grandes grupos:
medios de transmisión guiados o alámbricos.
medios de transmisión no guiados o inalámbricos.
En ambos casos las tecnologías actuales de transmisión usan ondas electromagnéticas. En el caso de los medios guiados estas ondas se conducen a través de cables o “alambres”. En los medios inalámbricos, se utiliza el aire como medio de transmisión, a través de radiofrecuencias, microondas y luz (infrarrojos, láser); por ejemplo: puerto Ir DA (Infra red Data Asociación), Bluetooth o Wii-Fi.
MEDIOS DE TRANSMISION GUIADOS
Los medios de transmisión guiados están constituidos por cables que se encargan de la conducción (o guiado) de las señales desde un extremo al otro. Las principales características de los medios guiados son el tipo de conductor utilizado, la velocidad máxima de transmisión, las distancias máximas que puede ofrecer entre repetidores, la inmunidad frente a interferencias electromagnéticas, la facilidad de instalación y la capacidad de soportar diferentes tecnologías de nivel de enlace. La velocidad de transmisión depende directamente de la distancia entre los terminales, y de si el medio se utiliza para realizar un enlace punto a punto o un enlace multipunto. Debido a esto, los diferentes medios de transmisión tendrán diferentes velocidades de conexión que se adaptarán a utilizaciones dispares.
ANCHO DE BANDA
Medio de transmisión
Razón de datos total
Ancho de banda
km)
Cable de par trenzado
4 Mbps 3 MHz 2 a 10
Cable coaxial 10 Mbps 350 MHz 1 a 10
Cable de fibra óptica
2 Gbps 2 GHz 10 a 100
MEDIOS DE TRANSMISION NO GUIADOS
En este tipo de medios, la transmisión y la recepción de información se lleva a cabo mediante antenas. A la hora de transmitir, la antena irradia energía electromagnética en el medio. Por el contrario, en la recepción la antena capta las ondas electromagnéticas del medio que la rodea.
Para las transmisiones no guiadas, la configuración puede ser:
direccional, en la que la antena transmisora emite la energía electromagnética concentrándola en un haz, por lo que las antenas emisora y receptora deben estar alineadas; y
omnidireccional, en la que la radiación se hace de manera dispersa, emitiendo en todas direcciones, pudiendo la señal ser recibida por varias antenas.
Generalmente, cuanto mayor es la frecuencia de la señal transmitida es más factible confinar la energía en un haz direccional.
La transmisión de datos a través de medios no guiados añade problemas adicionales, provocados por la reflexión que sufre la señal en los distintos obstáculos existentes en el medio. Resultando más importante el espectro de frecuencias de la señal transmitida que el propio medio de transmisión en sí mismo.
Según el rango de frecuencias de trabajo, las transmisiones no guiadas se pueden clasificar en tres tipos:
Radiofrecuencia u ondas de radio;
microondas
terrestres
satelitales;
Luz infrarroja
láser.
Banda defrecuencia
Nombre de frecuencia Modulación Razón de datos Aplicaciones principales
30-300kHz
LF(low frecuencia)
ASKFSKMSK
0,1-100bps
Navegación
300-3000kHz
MF(medium frecuency)
ASKFSKMSK
10-1000bps
Radio AM comercial
3-30MHz
HF(high frecuency)
ASKFSKMSK
10-3000bps
Radio de onda corta
30-300MHz
VHF(very high frecuency)
FSKPSK
Hasta 100kbps
* Televisión VHF* Radio FM
300-3000MHz
UHF(ultra high frecuency)
PSKHasta 10Mbps
* Televisión UHF* Microondas terrestres
3-30GHz
SHF(super high frecuency)
PSKHasta 100Mbps
* Microondas terrestres* Microondas satelitales
30-300GHz
EHF(extremely high frecuency)
PSKHasta 750Mbps
Enlaces cercanos con punto a punto experimentales
ATENUACION
En telecomunicación, se denomina atenuación de una señal, sea esta acústica, eléctrica u óptica, a la pérdida de potencia sufrida por la misma al transitar por cualquier medio de transmisión.
Si introducimos una señal eléctrica con una potencia P2 en un circuito pasivo, como puede ser un cable, esta sufrirá una atenuación y al final de dicho circuito obtendremos una potencia P1. La
atenuación (α) será igual a la diferencia entre ambas potencias.
La atenuación del sonido es el reparto de energía de la onda entre un volumen de aire cada vez mayor.
No obstante, la atenuación no suele expresarse como diferencia de potencias sino en unidades logarítmicas como el decibelio, de manejo más cómodo a la hora de efectuar cálculos.
INTERFERENCIAEn física, la interferencia es un fenómeno en el que dos o más ondas se superponen para formar una onda resultante de mayor, menor o igual amplitud. El efecto de interferencia puede ser observado en todos los tipos de onda, como ondas de luz, radio, sonido, etc.
Superposición de ondas de la misma frecuencia
Sucesión (de arriba hacia abajo) de una interferencia constructiva. El punto representa el antinodo y las flechas representan la dirección de las ondas.
La superposición de ondas de frecuencias ƒ1 y ƒ2 muy cercanas entre sí produce un fenómeno particular denominado pulsación (o batido).
En esos casos nuestro sistema auditivo no es capaz de percibir separadamente las dos frecuencias presentes, sino que se percibe una frecuencia única promedio (ƒ1 + ƒ2) / 2, pero que cambia en amplitud a una frecuencia de (ƒ2 - ƒ1) / 2.
Es decir, si superponemos dos ondas senoidales de 300 Hz y 304 Hz, nuestro sistema auditivo percibirá un único sonido cuya altura corresponde a una onda de 302 Hz y cuya amplitud varía con una frecuencia de 2 Hz (es decir, dos veces por segundo).
Constante de Propagación
La constante de propagación (a veces llamada el coeficiente de propagación) se utiliza para expresar la atenuación (pérdida de la señal) y el desplazamiento de fase por unidad de longitud de una línea de transmisión. Conforme se propaga una onda, a lo largo de la línea de transmisión, su amplitud se reduce con la distancia viajada. La constante de propagación se utiliza para determinar la reducción en voltaje o corriente en la distancia conforme una onda TEM se propaga a lo largo de la línea de transmisión.
Para una línea infinitamente larga, toda la potencia incidente se disipa en la resistencia del cable, conforme la onda se propague a lo largo de la línea. Por lo tanto, con una línea infinitamente larga o una línea que se ve como infinitamente larga, como una línea finita se termina en un carga acoplada (Z = ZL), no se refleja ni se regresa energía nuevamente a la fuente. Matemáticamente, la constante de propagación es:
La constante de propagación es una cantidad compleja definida por:
Ya que un desplazamiento de fase de 2 rad ocurre sobre una distancia de una longitud de onda:
A frecuencias de radio e intermedias wL> R y wC> G por lo tanto
Impedancia característica
Se denomina impedancia característica de una línea de transmisión a la relación existente entre la diferencia de potencial aplicada y la corriente absorbida por la línea en el caso hipotético de que esta tenga una longitud infinita, o cuando aún siendo finita no existen reflexiones.
En el caso de líneas reales, se cumple que su impedancia permanece inalterable cuando son cargadas con elementos, generadores o receptores, cuya impedancia es igual a la impedancia característica.
La impedancia característica es independiente de la longitud de la línea. Para una línea sin perdidas, esta será asimismo independiente de la frecuencia de la tensión aplicada, por lo que esta aparecerá como una carga resistiva y no se producirán reflexiones por desadaptación de impedancias, cuando se conecte a ella un generador con impedancia igual a su impedancia característica.
De la misma forma, en el otro extremo de la línea esta aparecerá como un generador con impedancia interna resistiva y la transferencia de energía será máxima cuando se le conecte un receptor de su misma impedancia característica.
No se oculta, por tanto, la importancia de que todos los elementos que componen un sistema de transmisión presenten en las partes conectadas a la línea impedancias idénticas a la impedancia característica de esta, para que no existan ondas reflejadas y el rendimiento del conjunto sea máximo.
Impedancia características de la línea de transmisión
La impedancia característica de una línea de transmisión es el valorde la relación entre el voltaje y la corriente en la línea si éstaes de longitud infinita o tiene conectada en su terminal unaimpedancia igual a su impedancia característica. Depende de susparámetros eléctricos.
LA IMPEDANCIA CARACTERÍSTICA DE UNA
LÍNEA DEPENDE DE LA PERMITIVIDAD,
PERMEABILIDAD, FRECUENCIA Y
GEOMETRÍA DE LA LÍNEA.
Si R y G son muy pequeñas (líneade bajas pérdidas) o la frecuenciaes muy grande: la impedanciacaracterística es una cantidadconstante, sin depender de lafrecuencia de la señal que sepropague por la línea.
EN TALES CONDICIONES, LA IMPEDANCIA CARACTERÍSTICA ES REAL, ES DECIR, PURAMENTE
RESISTIVA Y NO DEPENDE DE LA FRECUENCIA, ÚNICAMENTE DE LA INDUCTANCIA Y CAPACIDAD DISTRIBUIDAS Y, ESTA ÚLTIMA, A SU VEZ, DE LA
PERMITIVIDAD DEL DIELÉCTRICO. COMO SE MENCIONÓ ANTES, LA IMPEDANCIA CARACTERÍSTICA
DE UNA LÍNEA ES, ENTRE OTRAS
COSAS, UNA PROPIEDAD GEOMÉTRICA DE LA LÍNEA, DE MODO QUE DICHA IMPEDANCIA
CARACTERÍSTICA ES LA MISMA, INDEPENDIENTEMENTE DE LA LONGITUD DE LA
LÍNEA.
EN LÍNEAS DE BAJAS PÉRDIDAS, Α ≈ 0, CON LO QUE:
Y
Y LA IMPEDANCIA DE ENTRADA SE REDUCE A:
Impedancia de entrada de una línea terminada en cortocircuito. En este caso ZL= 0
y ΓL = 1∠180º y,
IMPEDANCIA DE ENTRADA DE UNA LÍNEA TERMINADA EN CIRCUITO ABIERTO. EN ESTAS CONDICIONES,
∞ Y . LA IMPEDANCIA DE ENTRADA ES:
Donde y denotan las impedancias en cortocircuito(short circuit) y en circuito abierto open circuit),respectivamente.Impedancia de entrada de una línea terminada en unareactancia pura. En estas condiciones:
LA IMPEDANCIA EN UN PUNTO A UNA DISTANCIA X DEL GENERADOR ESTÁ DADA POR:
Donde y, si ahora se hacedonde z = l – x, la distancia medida desde lacarga, puede escribirse como:
Coeficiente de reflexión de las ondas de voltaje y corriente
Las expresiones
representan el voltaje y la corriente a lo largo de la línea detransmisión, con dos componentes, una onda directa que viajadel generador hacia la carga y otra que viaja de la carga hacia elgenerador.
DE ACUERDO CON ESTO, LA ONDA REFLEJADA EN LA LÍNEA DETRANSMISIÓN PUEDE DESCRIBIRSE COMO UN VOLTAJE,ACOMPAÑADO DE UNA CORRIENTE QUE CIRCULA DE LACARGA HACIA EL GENERADOR Y QUE DE CRECE
EXPONENCIALMENTE SEGÚN SE ALEJA DE LA CARGA. ASÍ, ELVOLTAJE REFLEJADO PUEDE EXPRESARSE EN TÉRMINOS DESDELA DISTANCIA MEDIDA DESDE LA CARGA, Z, COMO:
ZG = IMPEDANCIA INTERNA DEL GENERADOR.
VG = VOLTAJE EN LAS TERMINALES DEL GENERADOR.
IG = CORRIENTE EN EL EXTREMO DEL GENERADOR.
ZL = IMPEDANCIA DE CARGA.
VL = VOLTAJE EN LAS TERMINALES DE LA CARGA.
IL = CORRIENTE EN EL EXTREMO DE LA CARGA.
Z = DISTANCIA MEDIDA DESDE EL EXTREMO DE LA CARGA.
EL VOLTAJE EN LAS TERMINALES DE LA CARGA ES LA SUMA DEDOS VOLTAJES: UNO INCIDENTE, DEBIDO AL GENERADOR, , YOTRO REFLEJADO POR LA CARGA, . LA RELACIÓN ENTRE ELVOLTAJE REFLEJADO Y EL INCIDENTE SE DESIGNA COMO
COEFICIENTE DE REFLEXIÓN, :
EL COEFICIENTE DE REFLEXIÓN ES, EN GENERAL, COMPLEJO Y,AUNQUE SE EXPRESA EN TÉRMINOS DE LA SITUACIÓN EN LACARGA, PUEDE EXPRESARSE EN CUALQUIER PUNTO ADISTANCIA Z DE ÉSTA COMO:
DONDE ES EL VALOR DEL COEFICIENTE DEREFLEXIÓN EN LA CARGA, DADO POR LA MAGNITUDDE . CUANDO LA ATENUACIÓN EN LA LÍNEA ES
CERO (Α = 0), EL COEFICIENTE DE REFLEXIÓN TIENE LAMISMA MAGNITUD EN TODA LA LÍNEA, PERO SI Α ≠ 0,LA MAGNITUD DE LA ONDA REFLEJADA SE REDUCESEGÚN AUMENTA LA DISTANCIA A LA CARGA.
LA RELACIÓN ENTRE EL VOLTAJE Y LA CORRIENTE EN LACARGA Y LOS VOLTAJES DE LAS ONDAS INCIDENTE YREFLEJADA PUEDE DEDUCIRSE DE LAS ECUACIONESANTERIORES Y ESTÁ DADO POR:
ESTOS RESULTADOS PUEDEN ESCRIBIRSE TAMBIÉN ENTÉRMINOS DE FUNCIONES HIPERBÓLICAS:
Coeficiente de Reflexión de Potencia.
Se define como el cociente del valor fasorial de la tensiónreflejada y el valor fasorial de la tensión incidente, en el punto dereflexión, esto es, en la carga terminal.
Así entonces:
La Z en cualquier punto de la línea será la razón entre la tensión y la corriente .
En el extremo terminal (z = l ), esta relación será igual a la ZT.
El término V2 e +gl representa el valor fasorial en z = l , de una onda reflejada que avanza en dirección decreciente de Z. Esta reflexión es función de la impedancia ZT.
Dividiendo los términos de la derecha de entre V1
e -gl se obtiene:
La relación ZT / Z0 se denomina valor normalizado de ZT,y es el valor utilizado en los cálculos mediante la Carta deSmith.El Coeficiente de Reflexión en función de la ZT
normalizada es:
Impedancia en un punto de la línea de transmisión con perdidas , terminada
en una impedancia de carga.
Cuando una línea de transmisión se termina en corto circuito ocircuito abierto, hay una inversión de impedancia, cada cuarto delongitud de onda. Para una línea sin pérdidas, la impedancia variade infinito a cero. Sin embargo, en una situación más real, dondeocurren pérdidas de potencia, la amplitud de la onda reflejada essiempre menor que el de la onda incidente, excepto en laterminación. Por lo tanto, la impedancia varia de algún valormáximo a algún valor mínimo, o viceversa, dependiendo de si lalínea se termina en un corto o un circuito abierto.
La impedancia de entrada para una línea sin pérdidas, vista desdeuna línea de transmisión que está terminada en un corto o Uncircuito abierto puede ser resistiva, inductiva, o capacitiva,dependiendo de la distancia que exista desde la terminación.
Los diagramas fasoriales se utilizan generalmente para analizar laimpedancia de entrada de una línea de transmisión porque sonrelativamente simples y dan una representación gráfica de lasrelaciones entre las fases de voltaje y corriente. Las relacionesentre la fase de voltaje y corriente se refieren a las variaciones entiempo.
Espectro electromagnético
Se denomina espectro electromagnético a la distribución energética del conjunto de las ondas electromagnéticas. Referido a un objeto se denomina espectro electromagnético o simplemente espectro a la radiación electromagnética que emite (espectro de emisión) o absorbe (espectro de absorción) una sustancia. Dicha radiación sirve para identificar la sustancia de manera análoga a una huella dactilar. Los espectros se pueden observar mediante espectroscopios que, además de permitir ver el espectro, permiten realizar medidas sobre el mismo, como son la longitud de onda, la frecuencia y la intensidad de la radiación.
El espectro electromagnético se extiende desde la radiación de menor longitud de onda, como los rayos cósmicos, rayos gamma y los rayos X, pasando por la radiación ultravioleta, la luz visible y la radiación infrarroja, hasta las ondas electromagnéticas de mayor longitud de onda, como son las ondas de radio. Se cree que el límite para la longitud de onda más pequeña posible es la longitud de Planck mientras que el límite máximo sería el tamaño del Universo (véase Cosmología física) aunque formalmente el espectro electromagnético es infinito y continuo
Diagrama del espectro electromagnético, mostrando el tipo, longitud de onda con ejemplos, frecuencia y temperatura de emisión de cuerpo negro.
ESPECTRO RADIOELECTRICO
Quizás parezca un término y un tema muy técnicos, pero el espectro radioeléctrico se trata del medio por el cual se transmiten las frecuencias de ondas de radio electromagnéticas que permiten las telecomunicaciones (radio, televisión, Internet, telefonía móvil, televisión digital terrestre, etc.), y son administradas y reguladas por los gobiernos de cada país.
La definición precisa del espectro radioeléctrico, tal y como la ha definido la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT), organismo especializado de las Naciones Unidas con sede en Ginebra (Suiza) es: "Las frecuencias del espectro electromagnético usadas para los servicios de difusión y servicios móviles, de policía, bomberos, radioastronomía, meteorología y fijos." Este "(…) no es un concepto estático, pues a medida que avanza la tecnología se aumentan (o disminuyen) rangos de frecuencia utilizados en comunicaciones, y corresponde al estado de avance tecnológico.
El espectro radioeléctrico, tal y como se puede apreciar en el gráfico de arriba, se divide en bandas de frecuencia que competen a cada servicio que estas ondas electromagnéticas están en capacidad de prestar para las distintas compañías de telecomunicaciones avaladas y protegidas por las instituciones creadas para tal fin de los estados soberanos.
Un repaso corto a las bandas de frecuencia nos indica que:
Banda UHF: en este rango de frecuencia, se ubican las ondas electromagnéticas que son utilizadas por las compañías de telefonía fija y telefonía móvil, distintas compañías encargadas del rastreo satelital de automóviles y establecimientos, y las emisoras radiales como tal. Las bandas UHF pueden ser usadas de manera ilegal, si alguna persona natural u organización cuenta con la tecnología de transmisión necesaria para interceptar la frecuencia y apropiarse de ella con el fin de divulgar su contenido que no es regulado por el Gobierno.
Banda VHF: También es utilizada por las compañías de telefonía móvil y terrestre y las emisoras radiales, además de los sistemas de radio de onda corta (aficionados) y los sistemas de telefonía móvil en aparatos voladores. Es una banda mucho más potente que puede llegar a tener un alcance considerable, incluso, a nivel internacional.
Banda HF: Tiene las mismas prestaciones que la banda HF, pero esta resulta mucho más "envolvente" que la anterior puesto que algunas de sus "emisiones residuales" (pequeños fragmentos de onda que viajan más allá del aire terrestre), pueden chocar con algunas ondas del espacio produciendo una mayor cobertura de transmisión.
Protocolo de comunicaciones
En la comunicación por semáforo el protocolo de comunicaciones puede definir los distintos signos, la duración mínima de cada posición o el color de las banderas.
En informática y telecomunicación, un protocolo de comunicaciones es un sistema de reglas que permiten que dos o más entidades de un sistema de comunicación se comuniquen entre ellas para transmitir información por medio de cualquier tipo de variación de una magnitud física. Se trata de las reglas o el estándar que define la sintaxis, semántica y sincronización de la comunicación, así como también los posibles métodos de recuperación de errores. Los protocolos pueden ser implementados por hardware, por software, o por una combinación de ambos.
También se define como un conjunto de normas que permite la comunicación entre ordenadores, estableciendo la forma de identificación de estos en la red, la forma de transmisión de los datos y la forma en que la información debe procesarse. Los protocolos pueden estar implementados mediante hardware, software o una combinación de ambos.
Los sistemas de comunicación utilizan formatos bien definidos (protocolo) para intercambiar mensajes. Cada mensaje tiene un significado exacto destinado a obtener una respuesta de un rango de posibles respuestas predeterminadas para esa situación en particular. Normalmente, el comportamiento especificado es independiente de cómo se va a implementar. Los protocolos de comunicación tienen que estar acordados por las partes involucradas. Para llegar a dicho acuerdo, un protocolo puede ser desarrollado dentro de estándar técnico. Un lenguaje de programación describe el mismo para los cálculos, por lo que existe una estrecha analogía entre los protocolos y los lenguajes de programación: «los protocolos son a las comunicaciones como los lenguajes de programación son a los cómputos».
2 .Un protocolo de comunicación, también llamado en este caso protocolo de red, define la forma en la que los distintos mensajes o tramas de bit circulan en una red de computadoras.
Por ejemplo, el protocolo sobre palomas mensajeras permite definir la forma en la que una paloma mensajera transmite información de una ubicación a otra, definiendo todos los aspectos que intervienen en la comunicación: tipo de paloma, cifrado del mensaje, tiempo de espera antes de dar a la paloma por 'perdida'... y cualquier regla que ordene y mejore la comunicación.
En la comunicación por semáforo el protocolo de comunicaciones puede definir los distintos signos, la duración mínima de cada posición o el color de las banderas.
Modelo OSI
El modelo de interconexión de sistemas abiertos (ISO/IEC 7498-1), más conocido como “modelo OSI”, (en inglés, Open System InterConnect ion) es un modelo de referencia para los protocolos de la red de arquitectura en capas, creado en el año 1980 por la Organización Internacional de Normalización (ISO, International Organization for Standardization).
Se ha publicado desde 1983 por la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT) y, desde 1984, la Organización Internacional de Normalización (ISO) también lo publicó con estándar. Su desarrollo comenzó en 1977
Pila de capas o niveles del modelo OSI
Nivel físico Es la primera capa del Modelo OSI. Es la que se encarga de la topología de red y de las
conexiones globales de la computadora hacia la red, se refiere tanto al medio físico como a la forma en la que se transmite la información.
Sus principales funciones se pueden resumir como:
Definir el medio o medios físicos por los que va a viajar la comunicación: cable de pares trenzados (o no, como en RS232/EIA232), cable coaxial, guías de onda, aire, fibra óptica.
Definir las características materiales (componentes y conectores mecánicos) y eléctricas (niveles de tensión) que se van a usar en la transmisión de los datos por los medios físicos.
Definir las características funcionales de la interfaz (establecimiento, mantenimiento y liberación del enlace físico).
Transmitir el flujo de bits a través del medio.
Manejar las señales eléctricas del medio de transmisión, polos en un enchufe, etc.
Garantizar la conexión (aunque no la fiabilidad de dicha conexión).
Nivel de enlace de datos Esta capa se ocupa del direccionamiento físico, del acceso al medio, de la detección de
errores, de la distribución ordenada de tramas y del control del flujo. Es uno de los aspectos más importantes que revisar en el momento de conectar dos ordenadores, ya que está entre la capa 1 y 3 como parte esencial para la creación de sus protocolos básicos (MAC, IP), para regular la forma de la conexión entre computadoras así determinando el paso de tramas (trama = unidad de medida de la información en esta capa, que no es más que la segmentación de los datos trasladándolos por medio de paquetes), verificando su integridad, y corrigiendo errores, por lo cual es importante mantener una excelente adecuación al medio físico (los más usados son el cable UTP, par trenzado o de 8 hilos), con el medio de red que re direcciona las conexiones mediante un router. Dadas estas situaciones cabe recalcar que el dispositivo que usa la capa de enlace es el Switch que se encarga de recibir los datos del router y enviar cada uno de estos a sus respectivos destinatarios (servidor -> computador cliente o algún otro dispositivo que reciba información como teléfonos móviles, tabletas y diferentes dispositivos con acceso a la red, etc.), dada esta situación se determina como el medio que se encarga de la corrección de errores, manejo de tramas, protocolización de datos (se llaman protocolos a las reglas que debe seguir cualquier capa del modelo OSI).
Nivel de red Se encarga de identificar el enrutamiento existente entre una o más redes. Las unidades
de información se denominan paquetes, y se pueden clasificar en protocolos enrutables y protocolos de enrutamiento.
Enrutables: viajan con los paquetes (IP, IPX, APPLETALK)
Enrutamiento: permiten seleccionar las rutas (RIP, IGRP, EIGRP, OSPF, BGP)
El objetivo de la capa de red es hacer que los datos lleguen desde el origen al destino, aun cuando ambos no estén conectados directamente. Los dispositivos que facilitan tal tarea se denominan en caminadores o enrutadores, aunque es más frecuente encontrarlo con el nombre en inglés router. Los router trabajan en esta capa, aunque pueden actuar como Switch de nivel 2 en determinados casos, dependiendo de la función que se le asigne. Los firewalls actúan sobre esta capa principalmente, para descartar direcciones de máquinas.
En este nivel se realiza el direccionamiento lógico y la determinación de la ruta de los datos hasta su receptor final.
Nivel de transporte
Capa encargada de efectuar el transporte de los datos (que se encuentran dentro del paquete) de la máquina origen a la de destino, independizándolo del tipo de red física que esté utilizando. La PDU de la capa 4 se llama Segmento o Datagrama, dependiendo de si corresponde a TCP o UDP. Sus protocolos son TCP y UDP; el primero orientado a conexión y el otro sin conexión. Trabajan, por lo tanto, con puertos lógicos y junto con la capa red dan forma a los conocidos como Sockets IP:Puerto (191.16.200.54:80)
Nivel de sesión
Esta capa es la que se encarga de mantener y controlar el enlace establecido entre dos computadores que están transmitiendo datos de cualquier índole. Por lo tanto, el servicio provisto por esta capa es la capacidad de asegurar que, dada una sesión establecida entre dos máquinas, la misma se pueda efectuar para las operaciones definidas de principio a fin, reanudándolas en caso de interrupción. En muchos casos, los servicios de la capa de sesión son parcial o totalmente prescindibles
Nivel de presentación
El objetivo es encargarse de la representación de la información, de manera que aunque distintos equipos puedan tener diferentes representaciones internas de caracteres los datos lleguen de manera reconocible.
Esta capa es la primera en trabajar más el contenido de la comunicación que el cómo se establece la misma. En ella se tratan aspectos tales como la semántica y la sintaxis de los datos transmitidos, ya que distintas computadoras pueden tener diferentes formas de manejarlas.
Esta capa también permite cifrar los datos y comprimirlos. Por lo tanto, podría decirse que esta capa actúa como un traductor.
Nivel de aplicación
Ofrece a las aplicaciones la posibilidad de acceder a los servicios de las demás capas y define los protocolos que utilizan las aplicaciones para intercambiar datos, como correo electrónico (Post Office Protocol y SMTP), gestores de bases de datos y servidor de ficheros (FTP), por UDP pueden viajar (DNS y Routing Information Protocol). Hay tantos protocolos como aplicaciones distintas y puesto que continuamente se desarrollan nuevas aplicaciones el número de protocolos crece sin parar.
Cabe aclarar que el usuario normalmente no interactúa directamente con el nivel de aplicación. Suele interactuar con programas que a su vez interactúan con el nivel de aplicación pero ocultando la complejidad subyacente.
