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Hoy en día, resulta imprescindible contar con redes de área local en todo tipo de instituciones, corporaciones y hasta en los hogares. Por esa razón, existen múltiples tecnologías disponibles que se adecuan perfectamente a cada requerimiento. En este escrito, nos centraremos en la tecnología CAN, una alternativa altamente eficaz y adaptable para la creación de redes de área local. Sigue leyendo para conocer su funcionamiento y los beneficios que ofrece.

El papel y funciones de la red CAN explicados de manera sencilla

Una red CAN (Controller Area Network) es una red de comunicación serial diseñada para facilitar la comunicación entre dispositivos y sistemas electrónicos en diversos ámbitos. Principalmente se utiliza en industrias y en vehículos, funcionando como una red de área local (LAN).

La red CAN permite un intercambio de información eficiente y confiable entre dispositivos. En automóviles modernos, por ejemplo, se aprovecha para que sistemas como el motor, la transmisión, los frenos, la suspensión y otros se comuniquen entre sí. Así, se logra una mejor conducción y se aumenta la seguridad del vehículo.

En el ámbito industrial, la red CAN conecta sensores y actuadores que controlan procesos de fabricación y maquinaria. Además, se utiliza en sistemas de automatización, robótica y control de procesos para optimizar la producción y el rendimiento.

El funcionamiento del protocolo CAN en la transmisión de datos

La característica principal de CAN es su sistema de red peer-to-peer. A diferencia de otras opciones, no existe un maestro que controle cuándo los nodos individuales pueden leer y escribir datos en el bus CAN.

Cuando un nodo quiere transmitir información, primero comprueba si el bus está en uso y después procede a escribir un marco en la red. Estos marcos no contienen direcciones de transmisor ni receptores, sino que se identifican mediante una ID única de arbitraje en toda la red.

De esta manera, todos los nodos en la red pueden recibir el marco y decidir si el contenido es relevante para ellos. No hay un nodo central que controle el flujo de datos, lo que aumenta la eficiencia y descentralización del sistema CAN.

Soluciones CAN de National Instruments para una eficaz gestión de redes de control

National Instruments ofrece una amplia gama de herramientas de hardware y software para el desarrollo de aplicaciones CAN. Entre ellas se destacan sus interfaces CAN compatibles con diferentes plataformas, como PCI, PXI, USB, CompactRIO y CompactDAQ (serie C).

Para PCI, PXI y serie C, tienes la posibilidad de elegir entre distintas capas físicas, incluyendo un solo cable, baja velocidad/tolerancia a fallas y alta velocidad/FD. En el caso de PCI y PXI, National Instruments ofrece la primera interfaz CAN seleccionable por software de la industria, que cuenta con un transceptor de alta velocidad/FD, baja velocidad/tolerancia a fallas y un solo cable en cada tarjeta y puerto, todo en un solo dispositivo.

Por otro lado, NI te proporciona también el software controlador adecuado para cada dispositivo, lo que te permitirá aprovechar al máximo sus funcionalidades. Veamos un ejemplo en particular.

El ECU Measurement and Calibration Toolkit de National Instruments es una herramienta que extiende los entornos de desarrollo de NI LabVIEW, NI LabWindows/CVI y C/C++ para soportar aplicaciones de medición y calibración para el diseño y la validación de unidades de control electrónico (ECUs). Este toolkit ofrece funciones de alto nivel y fáciles de usar basadas en el protocolo de calibración CAN (CCP), que permitirán a los diseñadores, probadores e ingenieros de ECU crear sus propias aplicaciones personalizadas de medición y calibración.

Descubriendo el funcionamiento de las LANs

Tipos de LAN: LANs cableadas y LANs inalámbricas (WLAN)

Existen dos categorías principales de redes de área local o LANs: las cableadas y las inalámbricas. Las LANs cableadas utilizan conmutadores y cableado Ethernet para conectar dispositivos en una red corporativa.

Para pequeñas empresas con pocas conexiones, una LAN cableada puede consistir en un conmutador LAN no administrado con suficientes puertos Ethernet para conectar todos los dispositivos. Sin embargo, para redes más grandes que conectan miles de dispositivos, se requiere hardware, software y configuración adicionales para garantizar un óptimo funcionamiento. Y ahí es donde entra en escena...

Congestión en una LAN Ethernet y su solución

Debido a que una LAN Ethernet es un medio compartido, si una organización tiene demasiados dispositivos conectados, puede generar una gran cantidad de tráfico de transmisión que es escuchado por todos los dispositivos en la red. Para aliviar este problema, se pueden crear VLAN (redes virtuales) que dividan la red para que solo los dispositivos dentro de una VLAN específica reciban el tráfico de transmisión, eliminando así parte de la sobrecarga.

Pero esta solución también presenta un nuevo desafío: cuando dispositivos en diferentes VLAN necesitan comunicarse entre sí, se requiere un enrutador de Capa 3 para transmitir y recibir tráfico entre las dos redes. Esto se conoce como enrutamiento entre VLANs. Y debido a que grandes redes empresariales suelen tener cientos de VLAN, es necesario implementar enrutadores en diferentes partes de la red. Sin embargo, los proveedores han creado una solución para esto...

Enrutamiento en una red empresarial

Para evitar la necesidad de implementar enrutadores en diferentes partes de la red, los proveedores han integrado capacidades de enrutamiento de Capa 3 en conmutadores de red. Esto da origen a los conmutadores de Capa 3, que pueden transmitir y recibir tráfico entre VLANs sin requerir un enrutador adicional en la red. De esta manera, las grandes redes empresariales pueden funcionar de manera eficiente y optimizada sin necesidad de un gran número de enrutadores.

Entendiendo las características de una red de área local

Una tecnología de red de área local, también conocida como LAN, es un sistema de comunicación de datos que conecta dispositivos en un área geográfica determinada, como una oficina, un edificio o un campus universitario. Esta forma de conexión permite el intercambio de recursos entre los dispositivos, tales como impresoras, archivos y acceso a Internet.

Existen dos tipos de tecnologías principales en las LAN:
  • Ethernet: es un sistema de cableado que utiliza cables de cobre para transmitir datos. Es ampliamente utilizado debido a su coste relativamente bajo y su alta velocidad de transmisión.
  • Wi-Fi: es una tecnología de conexión inalámbrica que utiliza ondas de radio para transmitir datos. Es una opción muy conveniente ya que no requiere cables, pero su velocidad suele ser menor que la de Ethernet.

Historia de CAN

En 1985, Bosch creó CAN, una red pionera utilizada en vehículos. Antiguamente, los productores de automóviles montaban los aparatos electrónicos en los vehículos a través de un sistema de cableado punto a punto. Sin embargo, con el aumento de la tecnología electrónica en los coches, esto resultaba en un montón de cables gruesos y costosos. Con el objetivo de reducir costes, complejidad y peso, se comenzaron a implementar redes en los vehículos en lugar del cableado tradicional. De esta manera, CAN se convirtió en el estándar para las redes en vehículos, siendo un sistema de bus serial altamente confiable para dispositivos inteligentes en red. Esta innovación fue adoptada por toda la industria automotriz...

Hace más de tres décadas, Bosch introdujo CAN, una red avanzada que revolucionó el mundo de los vehículos. Previo a su lanzamiento, los fabricantes de automóviles empleaban una conexión directa mediante cables para integrar tecnología electrónica en los coches. Sin embargo, conforme se incluían más dispositivos en los vehículos, esta solución se tornó enredada, costosa y pesada. Para resolver este problema, se adoptaron redes en vehículos, lo que permitió reducir costes, complejidad y peso. CAN fue el resultado de esta implementación, estableciéndose como el estándar para redes en vehículos modernos. La industria automotriz lo acogió con los brazos abiertos...

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