TEMA 1

1. TEMA 1 INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS DE COMUNICACIÓN

2. 1.- El proceso telemático. • Teleinformática o telemática: Técnica que trata de la comunicación remota entre procesos. Para ello, debe ocuparse tanto de la interconectabilidad física (forma del conector, tipo de señal, parámetros eléctricos, etc.), como de las especificaciones lógicas: protocolos de comunicación, detección y corrección de errores, compatibilidad de distintas redes, etc. • Transmisión: Proceso por el que se transportan señales de un lugar a otro. Las señales son entidades de naturaleza diversa que se manifiestan como magnitudes físicas, principalmente electromagnéticas y mecánicas: luminosas, eléctricas, acústicas, etc. Los parámetros de cualquier transmisión son siempre magnitudes físicas: tensión, intensidad de corriente, presión, frecuencia, amplitud, etc. Concluiremos que la transmisión se ocupa de lo que en el transporte de datos o de información corresponde al nivel más bajo

3. 1.- El proceso telemático. • Comunicación: Proceso por el que se transporta información, sabiendo que esta información viaja sobre una señal que se transmite. Formalmente la comunicación se define coma la transmisión de señales con un código común al emisor y el receptor. • La transmisión se refiere al transporte de señales físicas, mientras que la comunicación se refiere al transporte de la información. • Nos referiremos a las líneas de transmisión cuando hablemos sobre el transporte de señal y a los circuitos de datos cuando consideremos el transporte de información.

4. 1.- El proceso telemático. • Ejemplo: En una comunicación telefónica entre dos personas que hablan el mismo idioma, se produce comunicación porque el emisor y el receptor se han puesto de acuerdo en una serie de normas por las que se entienden utilizando la transmisión de las señales como medio para producir el intercambio de la información, sin preocuparse del modo en que se transmiten esas señales. Si los interlocutores no hablaran el mismo idioma, seguiría habiendo transmisión de señal, pero no habría comunicación de información.

5. 1.- El proceso telemático. • CIRCUITO DE DATOS está compuesto por una serie de elementos: • A) Equipos terminales de datos. • El ETD es el componente que se encargará de hacer de fuente o destino de la información. Puede por lo tanto ser un terminal, una impresora o un ordenador. Dependiendo de la función encargada será un ETD emisor o un ETD receptor.

6. 1.- El proceso telemático. • Los ETD se clasifican según su inteligencia: • Terminal simple. Es aquel que no posee autonomía, está totalmente controlado por un proceso que le es ajeno. Un monitor es capaz de representar la información gráfica que le llega a través de un circuito de vídeo, pero no es capaz de tomar decisiones por sí mismo. • Terminal autónomo. Tiene una cierta capacidad de proceso independiente. Este tipo de terminal posee su propio procesador y memoria con el fin de poder ejecutar algunas tareas previamente establecidas. Un tipo especial son los terminales programables en los que las tareas están asignadas a través de la carga de un programa desde el exterior. Un ordenador personal puede desempeñar perfectamente las funciones de un terminal autónomo y programable.

7. 1.- El proceso telemático. • Clasificación según su servicio: • Terminal de propósito general. Puede desarrollar una amplia variedad de funciones. Algunos de estos terminales son las pantallas y teclados, las impresoras, etc. • Terminal de propósito específico. Cumple exclusivamente la función concreta para la que fue diseñado, como por ejemplo, los cajeros automáticos, los terminales de punto de venta, etc.

8. 1.- El proceso telemático. • B) Equipos terminales de circuitos de datos. • El ETCD es el dispositivo que recibe la señal procedente del ETD y la adapta al medio de transmisión. En el extremo remoto de la comunicación realiza la función inversa. • Ejemplo: Los modem que se encargan de transformar la señal para adaptarla a la línea telefónica y realiza el proceso inverso en el extremo final.

9. 1.- El proceso telemático. • C) Línea de un circuito de datos • Dos ETCD cualesquiera en un circuito de datos se unen a través de una línea de datos, es lo que también se denomina medio de transmisión. Es decir el camino físico que une a los dos ETCD. • Ejemplo: Cables, fibra óptica. Sin embargo, este medio no tiene por que ser tangible: Ondas de radio

10. 1.- El proceso telemático. • D) Enlace de datos. • Esta constituido por los ETCDs y las líneas que los interconectan, considerándolo como un conjunto.

11. 1.- El proceso telemático. • Circuito de datos. • Podemos ahora definir un circuito de datos como el conjunto formado por los ETCDs y el enlace, cuya misión es la entrega en el puerto del ETD destino de las señales y las informaciones que envía el ETD origen con total seguridad.

12. 2.- Elementos de un sistema de comunicaciones. • Emisor y Receptor: El emisor es el elemento de la comunicación que se encarga de proporcionar la información. El receptor es el elemento de la comunicación que recibe la información procedente del emisor. Muchas veces no es fácil distinguir entre emisor y receptor pues ambos realizan las dos funciones alternativamente. Siempre que hay un emisor existe un receptor, sin embargo, puede darse el caso de que hay un receptor y múltiples emisores y viceversa. • Ejemplo: Televisión : 1 emisor y muchos receptores. Cámaras Wifi: 1 receptor y múltiples emisores.

13. 2.- Elementos de un sistema de comunicaciones. • Transductor: Es un dispositivo encargado de transformar la naturaleza de la señal. • Ejemplo: Micrófono y altavoz (señal acústica – señal eléctrica).

14. 2.- Elementos de un sistema de comunicaciones. • Canal: es el elemento que se encarga del transporte de la señal sobre la que viaja la información. Cada canal de transmisión es adecuado para algunas señales concretas y no sirven para cualquier tipo de señal. Ej. La señal eléctrica viaja bien sobre canales conductores, pero la señal luminosa no. Un canal viene definido por sus propiedades físicas: naturaleza de la señal que es capaz de transmitir, velocidad de transmisión, capacidad para transmitir (ancho de banda), nivel de ruido,... • Ejemplo: Canal acústico en la atmósfera : Para señales electromagnéticas se pueden utilizar multitud de canales, dependiendo de la frecuencia con que se emitan : cables, satélites,...; fibras ópticas, especializadas en transmisiones luminosas.

15. 2.- Elementos de un sistema de comunicaciones. • Moduladores y codificadores: Muchas veces la naturaleza de la señal no es apropiada para el tipo de canal por el que se va a transmitir, y otras veces aunque si es el apropiada, sin embargo no es adecuada para conseguir una eficacia en la transmisión. Para solucionar este problema, es decir, adecuar las señales al canal por el que se va a transmitir, se utilizan una serie de dispositivos que transforman dicha señal y la adecuan al canal por el que se va a enviar.

16. 2.- Elementos de un sistema de comunicaciones. • CODEC (CODificador – DECodificador) : transforma señales eléctricas digitales, a otras digitales pero adecuándolas al modo requerido por el canal. • los moduladores (MODEM)MOdulador – DEModulador que se encarga de transformar la señal eléctrica digital que hay en una computadora a una señal eléctrica analógica, para poder enviar dicha información a otra computadora a través de la línea telefónica. De la misma forma realiza el proceso contrario (transforma de analógico a digital) en el destino.

17. 2.- Elementos de un sistema de comunicaciones. • Amplificadores: se encargan de restaurar una señal analógica devolviéndola a su amplitud original, paliando la atenuación de la señal. • Repetidores: Tienen como misión regenerar la señales digitales. No es una amplificación sino que es una reconstrucción de una nueva señal digital con una forma semejante a la original.

18. 2.- Elementos de un sistema de comunicaciones. • Distribuidores y concentradores: se encargan de repartir o agrupar señales eléctricas entre diversos emisores y receptores. Reciben el nombre de HUB.

19. 2.- Elementos de un sistema de comunicaciones. • Conmutadores: se encargan de establecer un canal de comunicaciones apropiados, eligiendo la ruta adecuada para conectar un emisor y un receptor.

20. 2.- Elementos de un sistema de comunicaciones. • Antenas: permiten que una señal eléctrica se propague por un canal inalámbrico (antenas de emisión) y, a la inversa, que una señal magnética se recoja en un cable (antena de recepción).

21. 2.- Elementos de un sistema de comunicaciones. • Distribución elementos red comuna.

22. 3.- Tipos de comunicaciones según su explotación. • Comunicación Simplex. Una comunicación es simplex si están perfectamente definidas las funciones del emisor y el receptor, de forma que la comunicación sólo se efectúa en una dirección: de emisor a receptor. • Ejemplo: La televisión

23. 3.- Tipos de comunicaciones según su explotación. • Comunicación Semiduplex. En las comunicaciones semiduplex el emisor y el receptor pueden intercambiarse los papeles, pero nunca simultáneamente. Es decir, la transmisión de datos es bien en un sentido o bien en el otro, nunca a la vez. • Ejemplo : radioaficionados y su palabra “cambio”

24. 3.- Tipos de comunicaciones según su explotación. • Comunicación Duplex. En la comunicación duplex, la comunicación es bidireccional y además simultánea. En ella el emisor y el receptor pueden intercambiar los papeles a la vez. En la comunicación duplex se dice que existe un canal físico y dos canales lógicos. • Ejemplo: Conversación telefónica

25. 4.-Tipos de transmisiones. • Transmision: La transmisión se refiere al transporte de señales entre un emisor que origina la comunicación y un receptor que acepta los datos. • Sincronización: Es el proceso mediante el cual el emisor informa al receptor sobre el instante el que se va a transmitir las distintas señales. Es decir, emisor y receptor se ponen de acuerdo sobre el instante preciso en el que comienza y termina la transmisión. Un error de sincronismo implicará la imposibilidad de interpretar correctamente la información que viaja por el medio.

26. 4.-Tipos de transmisiones. • Tipos de sincronismo. • Sincronismo a nivel de bit: Se encarga de determinar el momento preciso en que comienza o acaba la transmisión de un bit. • Sincronismo a nivel de carácter o palabra: se ocupa de determinar cuáles son los bits de cada palabra transmitida, es decir cual es el primer y último bit de cada carácter. • Sincronismo a nivel de bloque: es un proceso de sincronismo de carácter más avanzado. Consiste en definir un conjunto de caracteres especiales (códigos de control ASCII) que fragmentan el mensaje en bloques e intercalando esa secuencia entre los bloques. Las faltas de sincronía se detectan cuando se rompe esta secuencia.

27. 4.-Tipos de transmisiones. • Clasificación según la información. • Transmisión asíncrona: Consiste en que cada unidad de información (carácter= 5 o 8 bits dependiendo del código utilizado) irá precedida de un bit de arranque (start el bit 0) y otro de parada (stop el bit 1)

28. 4.-Tipos de transmisiones. • Transmisión Síncrona: Es más eficiente que la anterior y consiste en el envío de una trama de datos (conjunto de caracteres llamado SYN) al principio del bloque de información y termina con otro conjunto de bits (llamado ETB) que indican el final del bloque. En este caso, los bits de sincronismo tienen la función de sincronizar los relojes del emisor y del receptor de tal forma que éstos controlan la duración de cada bit y carácter ahorrando con respecto al anterior los bits de start y stop de cada carácter.

29. 4.-Tipos de transmisiones. • Clasificación según la señal transmitida No todas las líneas pueden transmitir todo tipo de señales, a veces es necesario adecuar una señal al tipo de canal por el que se va a transmitir. • Transmisión analógica: Si la señal es analógica, capaz de tomar todos los valores posibles en un rango, se dice que la transmisión es analógica. Es una señal sinusoidal. Las líneas de transmisión clásicas fueron creadas para la transmisión de líneas analógicas de tipo telefónico, siendo adaptadas posteriormente para las comunicaciones entre equipos informáticos. Ejemplo: la señal de voz.

30. 4.-Tipos de transmisiones. • Transmisión digital: Una señal digital es aquella que maneja señales discretas, utilizando medios diseñados específicamente para este tipo de transmisión, basadas en tecnologías LSI y VLSI (Integración de dispositivos en los circuitos integrados), consiguiendo una alta calidad y velocidad en la transmisión. En ese caso la transmisión es digital.

31. 5.- Líneas de comunicaciones. • Las líneas de comunicaciones son las vías a través de las cuales los circuitos de datos pueden intercambiar información. Cuando se interconectan dos o más equipos de comunicaciones a través de líneas de comunicación aparece lo que se denomina Red de Comunicación. • Las redes de comunicación, son sensibles a su topología, es decir a la forma en que están conectadas las líneas de datos.

32. 5.- Líneas de comunicaciones. • Tipos de líneas según la topología de la conexión. • Líneas punto a punto. • Dos equipos están conectados mediante una línea punto a punto cuando existe una línea física que los une, a través de la cual podemos producir la comunicación. Ningún otro equipo puede solicitar servicios de transmisión a esta línea. • Ventajas: • Alta velocidad de transmisión • La seguridad que presenta al no existir conexión con otros usuarios. • Inconveniente: • Coste de la línea puesto que cae sobre un solo usuario.

33. 5.- Líneas de comunicaciones. • Líneas Multipunto. • Tienen una topología en forma de red troncal constituida por un bus de comunicaciones común a todos los equipos que se conectan a la red. Es decir varios terminales se unen a su correspondiente computadora compartiendo una única línea de transmisión. • Ventajas: • Abaratamiento del coste con respecto al anterior. • Inconveniente: • Perdida de velocidad y seguridad.

34. 5.- Líneas de comunicaciones. • Tipos de líneas según sus propietarios. • Líneas privadas: Líneas que tienen un propietario definido. Las líneas utilizadas en las redes de área local son privadas. Todo su recorrido es propiedad del poseedor de la red. • Líneas públicas. Las líneas son de titularidad pública, normalmente en propiedad de compañías telefónicas y, por tanto, tienen un ámbito nacional o supranacional. El usuario de una línea pública contrata servicios de comunicaciones con la compañía pagando un alquiler. • Líneas dedicadas. Una línea puede ser pública, pero también puede ser exclusiva para quien la alquila, apareciendo lo que se denomina línea dedicada.

35. 6.- Las redes de comunicación. • La información no se produce necesariamente en el mismo punto geográfico en que se procesa, lo cual genera una necesidad de transporte de los datos de un lugar a otro, en muchos casos, en puntos geográficos muy distantes. Por otra parte sería imposible interconectar punto a punto todos los equipos, ello redundaría en un caos en los sistemas de cableado de tal magnitud que lo haría inviable. Esta idea tan general se convierte en la práctica en muchos kilómetros de cableado conectados a centralitas y otros dispositivos, todo ello destinado a ofrecer un conjunto de servicios al usuario. Por tanto, es necesario diseñar entidades de comunicación flexibles en donde sea posible compartir los recursos de comunicaciones. Estas entidades de comunicaciones son las redes de comunicaciones.

36. 6.- Las redes de comunicación. • Velocidad de transferencia: La cantidad de datos que es capaz de mover en cada unidad de tiempo. Las unidades de velocidad de transferencia típicas son el Kbps (Kilobit por segundo), Mbps (Megabits por segundo)

37. 6.- Las redes de comunicación. • Hardware de una red de comunicación. • Dispositivos de red. Se corresponde con el conjunto de elementos físicos que hacen posible la comunicación entre el emisor y el receptor. Estos dispositivos son: • Canal de comunicación. Es el medio por el que circula la información. • Nodos intermedios. Son los elementos encargados de realizar la selección del mejor camino por el que circulará la información ( en caso de que exista más de un camino). También funcionan como emisores o receptores y, en este caso, se asemejan más a un teléfono, ordenador, etc.

38. 6.- Las redes de comunicación. • Software de una red de comunicación. • Programas de red. A este tipo pertenecen todos los programas que permiten controlar el funcionamiento de la red, para hacerla más fiable. Las primeras redes de computadores se diseñaron pensando en los dispositivos y dejando en un segundo plano los programas; hoy en día el software de redes es un elemento muy importante y está altamente estructurado.

39. 6.- Las redes de comunicación. • Los servicios que puede ofrecer una red de comunicación. • Transmisión de voz: Éste es el servicio básico que han ofrecido las redes de comunicación desde sus inicios. Muchas redes de ordenadores permiten la transmisión de voz. • Transmisión de datos: Disponible en todas las redes. La información que se transmite posee unas características muy heterogéneas: bloques de reducido tamaño (mensajes de correo electrónico), datos esporádicos (comandos para su ejecución remota, conexión con un servidor web, etc.), bloques de gran tamaño (archivos transferidos), vídeo digital (que supone una gran cantidad de imágenes por segundo) y un largo etcétera. La tendencia actual conduce hacia la integración total de todos estos servicios en una sola red de comunicación. El obstáculo principal que dificulta esta evolución se encuentra en que todas las redes disponen de una capacidad de transmisión limitada.

40. 6.- Las redes de comunicación. • Otros Servicios de redes de comunicación. • Tarificación: Todas las redes públicas disponen de este servicio que permite conocer el grado de utilización de los servicios de comunicación por parte del usuario. La facturación se puede llevar a cabo por tiempo de conexión, por cantidad de información transmitida, etc. • Establecimiento de la llamada: El servicio de establecimiento de llamada es fundamental en la mayoría de las redes, no así en determinados servicios específicos, como el envío y recepción de mensajes SMS.

41. 6.- Las redes de comunicación. Los servicios de comunicaciones proporcionados por una red de transmisión de datos siguen unos protocolos bien establecidos y estandarizados. Si a una red en particular se le desea añadir una funcionalidad concreta, se deberá comprobar si ya posee el protocolo adecuado o hay que añadírselo. Un protocolo de red define unas normas a seguir a la hora de transmitir la información, normas que pueden ser: velocidad de transmisión, tipo de información, formatos de los mensajes, etc.

42. 6.- Las redes de comunicación. • Las redes de comunicación mas importantes. • Red telegráfica: Es la primera gran red de transporte de datos que encontramos. Permite transmitir caracteres entre dos lugares distantes, utilizando el código Morse. Actualmente el telégrafo se ha transformado en un teleimpresor, conectado a la red telex, utilizando el código baudot (5 bits) (Velocidad 7-8 palabras por segundo). Infraestructura y la responsabilidad de Correos.

43. 6.- Las redes de comunicación. • Red Telefónica Conmutada (RTC): Tras la invención del teléfono en 1876 por Alexander G. Bell, se produjo el desarrollo de las líneas de comunicación telefónicas. Éstas fueron incrementando tanto su longitud como su extensión, así como los modos de operación. La red telefónica ha constituido la estructura y base física de muchas transmisiones de datos actuales. El principal servicio ofrecido por la red telefónica conmutada es la transmisión de voz en tiempo real, además de la tarifación por pasos, aunque hoy en día se ofrece una cantidad de servicios al abonado bastante importante (llamada en espera, múltiples números de un abonado, conferencia a tres, marcación abreviada, desvío de llamadas, etc). La transmisión de la información se realiza utilizando una señal de carácter analógico y diferentes tonos para indicar a la centralita el abonado de destino.

44. 6.- Las redes de comunicación. • Iberpac: Es una red de transmisión de datos extendida por toda la geografía española. Actualmente se está restringiendo su uso a ciertas comunicaciones, como las sucursales bancarias y los cajeros automáticos. Aunque se trata de una red de transmisión de datos bastante lenta para las necesidades de comunicación actuales, su fiabilidad y seguridad hace que todavía no se haya desechado completamente su uso. • FrameRelay: La red FrameRelay ha sido diseñada para comunicar amplias zonas geográficas. Transmite datos a alta velocidad y los usuarios la contratan mediante una tarifa plana.

45. 6.- Las redes de comunicación. • Red Digital de Servicios Integrados (RDSI): Red de datos totalmente digital, por lo tanto no se requiere la utilización de un modem. Soporta servicios de videoteléfono, videoconferencia, multimedia, transmisión de datos a alta velocidad. • Internet: Internet es una gran red mundial de ordenadores formada por multitud de pequeñas redes y de ordenadores individuales conectados unos con otros de forma que sea posible el intercambio de información entre ellos. El éxito de Internet se basa en que se puede considerar como una única entidad, es decir, que es posible tomar información de otros sistemas como si estuviesen al lado.

46. 6.- Las redes de comunicación. • Los servicios proporcionados por Internet son: • Grupos de noticias para divulgar información a diferentes grupos de personas. • Telnet permite la conexión con sistemas informáticos centrales desde máquinas remotas. • Archie ayuda a la localización de archivos que estén disponibles para ser transferidos por Internet. • FTP para la difusión de ficheros. • Correo electrónico para gestionar el envío y recepción de mensajes. • WWW para la difusión de documentos presentados usando una gran diversidad de medios.

47. 6.- Las redes de comunicación. • Modo de Transferencia Asíncrono (ATM): Es una tecnología de transmisión que permite la implementación de servicios que requieren una gran velocidad de transmisión. Aunque está pensada para funcionar sobre cable de fibra óptica, en realidad lo puede hacer sobre cualquier red (incluso la red telefónica conmutada). • Línea Asimétrica Digital de Suscriptor (ADSL): ADSL es la tecnología que consiste en utilizar las líneas de la red telefónica conmutada para transmitir datos a alta velocidad. Puesto que la capacidad de la línea es muy escasa, se utilizan técnicas especiales para conseguir una tasa de transmisión alta.

48. 7.- Clasificación de las redes. • Titularidad de la red. • Redes dedicadas. Una red dedicada es aquella en la que sus líneas de comunicación son diseñadas e instaladas por el usuario o administrador, o bien, alquiladas a las compañías de comunicaciones que ofrecen este tipo de servicios (en el caso de que sea necesario comunicar zonas geográficas alejadas), y siempre para su uso exclusivo. Ejemplo de este tipo de red puede ser la red local de un aula de informática de instituto • Redes compartidas. Las redes compartidas son aquellas en las que las líneas de comunicación soportan información de diferentes usuarios. Se trata en todos los casos de redes de servicio público ofertadas por las compañías de telecomunicaciones bajo cuotas de alquiler en función de la utilización realizada o bajo tarifas por tiempo limitado. Pertenecen a este grupo las redes telefónicas conmutadas y las redes especiales para transmisión de datos. Ejemplos de este tipo son: la red de telefonía fija, la red de telefonía móvil, RDSI, Iberpac, las redes de fibra óptica...

49. 7.- Clasificación de las redes. • Topología.  • Malla. Es una interconexión total de todos los nodos, con la ventaja de que, si una ruta falla, se puede seleccionar otra alternativa. Este tipo de red es más costoso de construir, ya que hace falta más cable.

50. 7.- Clasificación de las redes. • Estrella. Los equipos se conectarán a un nodo central con funciones de distribución, conmutación y control. Si el nodo central falla, quedará inutilizada toda la red; si es un nodo de los extremos, sólo éste quedará aislado. Normalmente, el nodo central no funciona como estación, sino que más bien suele tratarse de dispositivos específicos.