INTRODUCCIÓN
La demanda de Comunicación de Datos y la Creciente Integración de
Computadoras y Comunicación como un solo Sistema, ha llevado al desarrollo de
una Industria que apenas tiene dos Décadas de Antigüedad, pero que va
alcanzando rápido crecimiento y se estiman muchos más grandes avances en el
Futuro, que situaran la Industria de la Comunicación de Datos
dentro del lugar de las más poderosas en el Mundo.
Por comunicación de datos se entiende que es el Proceso de Comunicar
Información en forma Binaria entre dos puntos. A la Comunicación de Datos se le
llama también Comunicación entre Ordenadores, porque la mayoría de las
informaciones se intercambian entre los Computadoras y sus periféricos.
La Comunicación de datos es
de vital Importancia hoy día en el Mundo de los Negocios, principalmente los
que se dedican a la parte de manejo Financiero y Bancario, aunque es aplicable
a todas las áreas en general.
HISTORIA
Desde el comienzo de la historia
de la humanidad, uno de los factores que han constituido y constituye un
elemento vital para la evolución y el desarrollo de la humanidad es la comunicación.
Las telecomunicaciones comenzaron
en 1830 con la utilización del Telégrafo, que permitió diversos tipos de
comunicaciones digitales utilizando códigos como el Morse inventado por Samuel
F. B. Morse en 1820. Morse comenzó a estudiar las comunicaciones en 1830
teniendo preparada una máquina en 1835 compuesta en el emisor por un conjunto
de piezas con dientes correspondientes a las letras y las cifras que ensambladas
para formar un mensaje y pasadas a través del correspondiente dispositivo,
provocaban las sucesivas aperturas y cierres de un interruptor que producía la
señal enviada por la línea. En el receptor, un electroimán recibía dicha señal
y producía el desplazamiento de un lápiz que escribía en el papel la forma de
la señal con la que se podía descifrar el mensaje recibido.
En 1855, Charles Wheatstone
inventó el formato de una cinta junto con la perforadora correspondiente que
permitía el envío y recepción de mensajes en código Morse en modo off-line, es
decir, sin que un operador se encuentre permanentemente pendiente de la
transmisión y recepción de los mensajes.
En 1874, el francés Emile Baudot,
inventó el telégrafo múltiple que permitía el envío de varios mensajes
por la misma línea. Se conectaban varios manipuladores de cinco teclas a una
misma línea a través de un distribuidor que repartía el tiempo entre los
distintos usuarios. En el receptor existía un distribuidor similar al del
transmisor y sincronizado con él, repartía los mensajes entre distintas
impresoras.
Más tarde, en 1876 Alexander
Graham Bell inventó el Teléfono con el que comenzó la comunicación de la
voz a distancia. Este invento hizo que rápidamente se unieran por cable muchas
ciudades y dentro de ellas muchas empresas particulares, lo cual facilitó mucho
la utilización de otros medios de comunicación posteriores que aprovecharon las
propias líneas telefónicas.
Con la aparición de máquinas de
escribir que incorporaban relés para la activación de la escritura, durante la
Primera Guerra Mundial, E.E. Kleinschmidt desarrolló un sistema de transmisión
que no requería de operadores en contínua atención. Este sistema hizo posible
la aparición en 1910 del Teletipo o teleimpresor, que permitió el envío
de mensajes a distancia utilizando el código Baudot creado por Emile Baudot en
1874.
Ya a partir de 1950, con la
aparición del módem, comenzaron los primeros intentos de transmisión de
datos entre computadoras en aplicaciones de gestión, pero fué en la década de
los sesenta, y fundamentalmente en la de los setenta, cuando se implantó
definitivamente la conexión a distancia de todo tipo de computadoras y
periféricos.
El primer proyecto importante que
incorpora técnicas teleinformáticas fue el SAGE (Service Automatic Ground
Environment) desarrollado por las Fuerzas Aéreas de los Estados Unidos de
América en 1958.
En la década de los sesenta
aparecen, por un lado, los lenguajes de programación interactivos y por otro,
los sistemas operativos conversacionales que, junto a las tecnologías de
conmutación de paquetes y los satélites de comunicaciones, propiciaron los
primeros pasos para la verdadera unión entre las telecomunicaciones y la
informática.
En la década de los setenta,
marcada por una gran evolución en la conectividad, aparecen las redes de
computadoras, los protocolos y las arquitecturas teleinformáticas.
En 1971 aparece la red ARPANET,
fundada por la organización DARPA (Defense Advanced Research Projects Agency)
que ha dado origen a la red Internet que actualmente integra a las más
importantes instituciones académicas, de investigación y desarrollo que existen
en el mundo. En esta red se desarrolló el conjunto de protocolos denominados
TCP/IP que han ejercido influencia en las redes teleinformáticas.
Esta década de los setenta se
caracteriza también por el gran auge que toma la normalización. En 1976, el Comité
Consultivo Internacional Telefónico y Telegráfico (CCITT) normalizó las
redes de conmutación de circuitos y las redes de conmutación de paquetes. En
1977, la Organización de Estándares Internacionales modela y normaliza
la interconexión de computadoras creando el Modelo Básico de Referencia para
la Interconexión de Sistemas Abiertos (OSI), que fué publicado años
después.
El final de la decada de los
setentas viene marcada, fundamentalmente, por la aparición en 1978 de las Redes
de Area Local (LAN) que permiten la interconexión entre equipos
informáticos en un entorno reducido.
La década de los ochenta, con la
popularización de las Computadoras Personales, ha marcado un desarrollo
definitivo en el campo teleinformático y lo ha popularizado. También en esta
década aparecen las Redes Digitales para dar servicio especializado a
usuarios que requieran la integración de información compuesta por texto,
datos, imagen y voz.
Actualmente, en Telecomunicaciones
se tiende al abaratamiento de la utilización de las redes, así como a nuevas
posibilidades de transmisión proporcionadas por las Redes Digitales de
Servicios Integrados de Banda Ancha que operan a gran velocidad.
CONCEPTOS BASICOS DE COMUNICACION DE
DATOS
Comunicación de Datos. Es el proceso de comunicar
información en forma binaria entre dos o más puntos. Requiere cuatro elementos
básicos que son:
Emisor: Dispositivo que transmite los datos
Mensaje: lo conforman los datos a ser transmitidos
Medio : consiste
en el recorrido de los datos desde el origen hasta su destino
Receptor:
dispositivo de destino de los datos
BIT: es la
unidad más pequeña de información y la unidad base en comunicaciones.
BYTE: conjunto
de bits continuos mínimos que hacen posible, un direccionamiento de información
en un sistema computarizado. Está formado por 8 bits.
Trama: tira de
bits con un formato predefinido usado en protocolos orientados a bit.
Paquete :
fracciones de un mensaje de tamaño predefinido, donde cada fracción o paquete
contiene información de procedencia y de destino, así como información
requerida para el reensamblado del mensaje.
Interfaces: conexión
que permite la comunicación entre dos o más dispositivos.
Códigos: acuerdo
previo sobre un conjunto de significados que definen una serie de símbolos y
caracteres. Toda combinación de bits representa un carácter dentro de la tabla
de códigos. las tablas de códigos más reconocidas son las del código ASCII y la
del código EBCDIC.
Paridad: técnica
que consiste en la adición de un bit a un carácter o a un bloque de caracteres
para forzar al conjunto de unos (1) a ser par o impar. Se utiliza para el
chequeo de errores en la validación de los datos. El bit de paridad será cero
(0=SPACE) o uno (1=MARK).
Modulación: proceso
de manipular de manera controlada las propiedades de una señal portadora para
que contenga la información que se va a transmitir
DTE (Data Terminal Equipment): equipos que
son la fuente y destino de los datos. comprenden equipos de computación (Host,
Microcomputadores y Terminales).
DCE (Data Communications
Equipment): equipos de conversión entre el DTE y el canal de
transmisión, es decir, los equipos a través de los cuales conectamos los DTE a
las líneas de comunicación.
Medios de transmisión:
Aéreos: basados en señales
radio-eléctricas (utilizan la atmósfera como medio de transmisión), en señales
de rayos láser o rayos infrarrojos.
Sólidos: principalmente el cobre en
par trenzado o cable coaxial y la fibra óptica.
Formas de transmisión:
Transmisión en Serie: los bits
se transmiten de uno a uno sobre una línea única. Se utiliza para transmitir a
larga distancia.
Transmisión en Paralelo: los bits
se transmiten en grupo sobre varias líneas al mismo tiempo. Es utilizada dentro
del computador.
La transmisión en paralela es más
rápida que la transmisión en serie pero en la medida que la distancia entre
equipos se incrementa (no debe sobrepasarse la distancia de 100 pies), no solo
se encarecen los cables sino que además aumenta la complejidad de los
transmisores y los receptores de la línea a causa de la dificultad de
transmitir y recibir señales de pulsos a través de cables largos.
Tipos de transmisión:
Transmisión Simplex: la
transmisión de datos se produce en un solo sentido. siempre existen un nodo
emisor y un nodo receptor que no cambian sus funciones.
Transmisión Half-Duplex:
la transmisión de los datos se produce en ambos sentidos pero alternativamente,
en un solo sentido a la vez. Si se está recibiendo datos no se puede
transmitir.
Transmisión Full-Duplex:
la transmisión de los datos se produce en ambos sentidos al mismo tiempo. un
extremo que esta recibiendo datos puede, al mismo tiempo, estar transmitiendo
otros datos.
Transmisión Asíncrona:
cada byte de datos incluye señales de arranque y parada al principio y al
final. La misión de estas señales consiste en:
Avisar al receptor de que está llegando
un dato.
Darle suficiente tiempo al receptor de
realizar funciones de sincronismo antes de que llegue el siguiente byte.
Transmisión Síncrona:
se utilizan canales separados de reloj que administran la recepción y
transmisión de los datos. Al inicio de cada transmisión se emplean unas señales
preliminares llamadas:
Bytes de
sincronización en los protocolos orientados a byte.
Flags en
los protocolos orientados a bit.
Su misión principal es alertar al
receptor de la llegada de los datos.
Nota: Las señales de reloj determinan la velocidad a la cual se
transmite o recibe.
 |
Simbología usada para representar los componentes de una Red
Códigos de Comunicación:
Los códigos de comunicación,
son dispositivos inteligentes que convierte un carácter o símbolo en códigos y
viceversa.
Un Código es un acuerdo previo sobre un conjunto de significados que
define una serie de símbolos y caracteres. Los códigos de Comunicación son una
característica común de los Sistemas de Comunicación, el uso de ellos hizo
posible la automatización de las comunicaciones.
Los códigos de Transmisión en un Sistema Binario están representados
por los dígitos 0 y 1.
Caracteres: Están representados por signos, números y símbolos de teclado.
Símbolos: Son representaciones de caracteres
transmitidos, es más fácil diseñar maquinas para reconocer Símbolos, que para
reconocer caracteres.
Código de Baudot: Desarrollo uno de los códigos más famosos que
se han diseñado para la codificación y decodificación automática, sin embargo
era poco potente porque solo usaba cinco dígitos.
El código de Baudot y sus derivados actuales fueron la base para
la comunicación de datos durante medio siglo, aunque hubo la necesidad de
nuevos códigos y que estos representaran todos los caracteres y pudieran
corregir errores.
Código EBCDIC: Es un Moderno código que representa 256
caracteres con 8 bits. Fue desarrollado por IBM para proporcionar un código
normalizado a sus Productos.
Código ASCII: Fue un código de 7 bits cuyo uso esta muy
generalizado actualmente puede representar 128 caracteres. El formato ASCII
hace que la minúscula se transforme en mayúscula con solo cambiar un Bits.
Protocolo: Conjunto de reglas que posibilitan la transferencia
de datos entre dos o más computadores.
Protocolos de Enlace: En las conexiones de Computador a Computador
existen diferencias de Sistemas y Fabricantes, para lograr la Sincronización
del transmisor y el Receptor se logra a través de un protocolo de Enlace que es
un conjunto de instrucciones predefinido
que asegura la correcta secuencia e integridad de los datos transmitidos
y reciba cuando se le instruya y notifique a la terminal que envía cuando reciben datos erróneos. Un protocolo
debe ser capas para distinguir entre los datos transmitidos y los caracteres de
control.
TELEPROCESOS
El área de Teleprocesos, dentro de la ciencias
Computacionales, se encarga del estudio de tecnologías de punta que facilitan y
mejoren la transmisión de información y datos, evitando la movilización o
traslados innecesarios de unidades o personas, generando de esta manera una
mayor eficiencia en los procesos de comunicación, manejo actualizado de
información y de toma de decisiones viene a convertirse en el objetivo
fundamental del modulo de teleprocesos.
A fin de
acometer el objetivo planteado y agrupar las investigaciones que se realizan en
función del mismo, teleprocesos dividen sus líneas de acción en dos áreas
programas denominadas:
Transmisión y comunicación
Diseñada para abarcar estudios de
mejoramiento continuo en las empresas de telecomunicaciones, redes privadas de
telecomunicaciones, análisis comparativo de sistemas de comunicación en función
de los requerimientos empresariales, teleprocesamiento de información
compartida para organizaciones y empresas que lo requieran.
Tecnologías
Estructurada a efectos de evaluar técnicas y
factibilidades de aplicación de alta tecnología que contribuyan con el objetivo
planteado considerando temas hacia el área de telemercadeo, teledocumentación
correo electrónico y otros.
Protocolos e Interfaces
Un protocolo es un conjunto de reglas que definen la
intersección entres dos maquinas o procesos iguales o que realizan funciones
similares. Una interfaz es un conjunto de reglas que controlan la interacción
entre dos maquinas o procesos diferentes, como pueden ser un ordenador y un
módem.
Los Protocolos para comunicación entre maquinas
funcionan de modo similar a las reglas que gobiernan las conversiones humanas,
y se utilizan por las mismas razones.
Elementos
de un Protocolo:
Los
Elementos básicos de un protocolo son tres:
1.
Un juego de caracteres.
- Un conjunto de normas
para controlar la sucesión y la temporización de los mensajes.
- Procedimientos para la
detección y corrección de errores.
Clasificación de los Protocolos de Enlace de Datos
De acuerdo a su estructura
Protocolos Orientados a Bit: son aquellos protocolos en los cuales los bits por si
solos pueden proveer información, son protocolos muy eficientes y trabajan en
tramas de longitud variable.
Protocolos Orientados a
Byte: son aquellos en los que la información viene provista por la
conjunción de bytes de información y bytes de control.
De acuerdo a su disciplina de
comportamiento
Protocolos de Sondeo Selección: son aquellos que utilizan un DTE como nodo principal
de canal. Este nodo primario controla todas las demás estaciones y determina si
los dispositivos pueden comunicarse y, en caso afirmativo, cuando deben
hacerlo.
Protocolos Peer to Peer: son
aquellos en los cuales ningún nodo es el principal, y por lo general todos los
nodos poseen la misma autoridad sobre el canal.
Protocolos de Transferencia
Para solventar los problemas de transferencia y de los errores
producidos por el ruido o fallos de las líneas de comunicaciones, la mayoría de
los paquetes disponen de uno o más protocolos de comunicaciones.
Hay que señalar que los protocolos son cometido del software.
Entre los protocolos más importantes se encuentran los siguientes:
: Protocolos
de Teletipo
Con los primeros ordenadores, la comunicación (remota
o local) entre el hombre y la máquina consistía en un terminal formado por un
teclado mediante el cual el hombre 'hablaba' con la CPU, y una impresora, que
escribía en un papel continuo las respuestas del ordenador. A este conjunto de
teclado e impresora se le denomina habitualmente teletipo o tty. El protocolo
mediante el cual se comunicaban teletipo y ordenador se denominó protocolo tty
o emulación tty. Era muy básico, se enviaba el texto tal cual y unos pocos
caracteres de control para indicar saltos de línea o de página y poco más.
Los protocolos de uso generalizado más simples son
los asociados con la transmisión de datos con start - Stop (arranque y parada)
o transmisión de datos asíncronos entre teleimpresoras.
Los 58 caracteres del juego de caracteres de un
protocolo de TTY se codifican mediante un código binario de cinco bits. Como el
sencillo protocolo TTY no comprueba errores en el mensaje incluso tasas de
errores reducidas, provocan que el mensaje no tenga sentido sin que el emisor
lo sepa.
: Protocolo XMODEM:
Este protocolo fue ideado por Ward Christensen en el año 1977. El
protocolo XMODEM posee una técnica de comprobación de errores que puede usarse
entre microordenadores. Los mensajes se envían en bloques de 128 caracteres
rodeados de caracteres de control.
Realiza la transferencia en bloques de 128 bytes. Para la
comprobación de los errores cada paquete incorpora una serie de sumas de
control. La comprobación de los errores la realiza el equipo receptor. En la
actualidad existen varios tipos en función del sistema de corrección de errores.
Aunque un protocolo XMODEM es simple y de fácil
manejo, requiere un ordenador en cada extremo, y todos los ficheros que hay que
transmitir deben instalarse manualmente.
: Protocolo YMODEM
Se trata de una versión derivada del protocolo anterior en la
que los bloques son de 1024 bytes. La suma de control es de 16 bits para la
corrección de errores. Hay una versión aplicada denominada MODEM BATCH que
permite la transferencia de un grupo de ficheros.
: Protocolo ZMODEM
Es un protocolo muy rápido y que también se basa en el XMODEM. La
característica principal de este protocolo es que varía el tamaño de los
bloques en función de la fiabilidad de la línea de comunicaciones.
: Protocolo KERMIT
Como en el caso anterior, la longitud de los bloques de
información es variable para adaptarse a las condiciones de la línea. Es un
protocolo bastante lento pero tiene como ventajas la posibilidad de utilizarse
con sistemas distintos y con sistemas operativos distintos.
: Protocolo CROSSTALK
Este protocolo corresponde al paquete de comunicaciones con el
mismo nombre.
Goza como ventaja principal de la seguridad que aporta a la hora
de corregir los errores de transmisión. Es por esto que ha sido considerado
como el estándar de los paquetes de comunicaciones.
En la actualidad hay varios paquetes de comunicaciones que emulan
este protocolo para permitir la compatibilidad de los paquetes con los sistemas
que trabajan con este estándar.
Procedimientos para la detección y corrección de errores.
Paridad: Es la Técnica de añadir un
bit a todos los símbolos con el propósito de detectar errores. La paridad puede
ser par o impar, aunque detecta los errores de transmitidos no detecta los
errores múltiples.
Ecoplexión: Es una técnica de
detección de errores en que el receptor devuelve al transmisor cada carácter de
un mensaje a medida que lo recibe.
Suma de Comprobación: Además de paridad de carácter (o
vertical) en la que se añade un bit de paridad a cada carácter, se puede añadir
un carácter de paridad de un bloque al final de cada bloque de mensaje.
Codificación convolucional - Código de
redundancia cíclica: El BCC significa (Block Neck Ciclica) carácter de
comprobación de bloque. El procedimiento de detección de errores CRC tiene gran
probabilidad de detectar con acierto secuencias de errores de hasta 16 bits a
causa de la memoria que presenta estos registros de desplazamiento.
La
codificación convolucional agrega un BCC al final de cada bloque de
transmisión. El receptor recalcula el BCC y lo compara con el transmitido para
is determinar si el mensaje se recibió correctamente.
El
Carácter de comprobación se determina dividiendo el valor binario total del
bloque entero por una constante llamada polinomio.
Protocolos de transmisión según la forma del enlace
Protocolos Semiduplex
Enlaces: Enlace de datos es el conjunto de
módems u otro equipo de interfaces y circuitos de comunicaciones que conectan
dos o más terminales que desean comunicarse. El protocolo de enlace mas usado
es el de procedimientos binarios (BSC: Binary Synchronous Comunication definido
por IBM) o sean comunicaciones síncronas binarias.
Enlaces Punto a Punto: Es aquel
que conecta únicamente dos estaciones en un instante dado. Se puede establecer
enlaces punto a punto en circuitos dedicados o conmutados, que a su vez pueden
ser dúplex o semidúplex.
Enlace Multipunto: Estos
conectan mas de dos estaciones a la vez.
Códigos de Transmisión - juegos
de caracteres: El protocolo BSC de IBM es uno de los protocolos de enlace
mas difundidos, se pueden utilizar con tres juegos de caracteres: SBT, EBCDIC,
ASCII. Los códigos difiere en él numero de bits codificados por símbolo (6 en
el SBT, 7 en el ASCII, y 8 en el EBCDIC) él numero de caracteres es distinto en
cada juego (64 en SBT, 128 en ASCII y 144 en EBCDIC).
Caracteres de Control de Enlace: En BSC se
utilizan varios caracteres de control de enlace para aumentar el control de
enlace de datos y asegurar que ocurran las acciones apropiadas. Entre los
caracteres de control de enlace están: SYN, SOH, STX, EBT, ETX, DEL, TTD, EOT,
ENQ, ACKO o ACKI, WACK, NAK.
Secuencia de códigos: Algunos
caracteres de control requieren una sucesión de dos caracteres normalizados,
ASCII y EBCDIC.
Sondeo y Selección: El sondeo es una
invitación del control a que el tributario emita. La selección es el aviso de
la estación de control para que el tributario se prepare a recibir algo que
tiene que enviarle.
Bloqueo de mensajes: Los
mensajes consisten en uno o más bloques de texto, denominado cuerpo del
mensaje, rodeado de caracteres de control de sincronismo, encabezamiento y
errores.
Comprobación
de Errores:
Existen
3 tipos de detección de errores:
1. VRC / LRC
- CRC -
12
- CRC -
16
- Paridad Vertical (VRC) : A cada carácter se le añade un
bit, de forma que en conjunto total de bits "1" sea par o impar.
- Paridad Horizontal o
longitudinal (LRC) : A cada cierto número de caracteres se añade otro
formado para completar la paridad de cada uno de los bits del conjunto de
caracteres anterior.
- Códigos cíclicos (CRC) : Se basan en asimilar el bloque
completo de datos a un polinomio previamente establecido en cada equipo.
Formato
de mensajes:
Existen
algunas partes de transmitir formas de información:
1.
Secuencia de sincronización.
- Encabezamiento.
- Texto.
- Secuencia
de comprobación de bloques.
1. Sincronización: El establecimiento
de sincronización necesaria entre emisor y receptor, precisa de una secuencia
de 3 pasos:
1. Sincronismo
de bits.
2.
Sincronismo de caracteres.
3.
Sincronismo de mensajes.
2. Encabezamiento: El
carácter SOH (cabecera) marca el principio de la cabecera, la cual sirve para
identificar el tipo de mensaje, para numerar y para especificar las prioridades
y encabezamiento.
3. Texto: Contiene
la Información a transmitir entre programas de aplicación.
4. Plazos de Tiempo: Este
término es utilizado para evitar esperas indefinidas provocadas por errores de
datos o perdidas de señales de cambio del turno en la línea.
Protocolos DUPLEX
Las aplicaciones en tiempo real con uso de terminales
CRT requerían un protocolo para operaciones dúplex que incluyera una detección
de errores potente y un sistema de corrección para prevenir la interpretación
errónea.
Procedimiento de HDLC: Los
protocolos que previenen la interpretación de errores deben determinar donde
comienza un bloque de mensaje verdadero y donde termina y que parte del mensaje
incluye en el CRC. El HDLC es uno de ellos. En el HDLC los datos se examinan
Bit a bit por lo que se denomina Protocolo orientado a BIT.
En HDLC existen tres tipos de trama:
1. Trama de
Información.
- Secuencia de control de Supervisión.
- Ordenes o respuestas no numeradas.
Semántica de HDLC: Una secuencia de
mensajes normas supone enviar tramas desde una estación transmisora (fuentes de
datos) a una estación receptora (destino de datos) y que la estación receptora
confirme la transmisión enviando una trama de vuelta al emisor.
SDLC: Estas siglas quieren decir control
de enlaces síncronos y es utilizado por IBM, tiene el mismo formato de tramas
que HDLC y su funcionamiento es similar.
DDCMP:
(digital data comunication Message protocol): Esta mas
orientado a carácter que a bit. Dicho termino no requiere Hardware especial
para funcionar correctamente en canales de datos sícronos, asíncronos o
paralelos.
TRANSMISIÓN DE DATOS
TERMINOLOGÍA
UTILIZADA EN TRANSMISIÓN DE DATOS
Los medios
de transmisión pueden ser :
·
Guiados si las ondas electromagnéticas van
encaminadas a lo largo de un camino físico ; no guiados si el medio es sin
encauzar ( aire , agua , etc..) .
·
Simplex si la señal es unidireccional ;
half-duplex si ambas estaciones pueden trasmitir pero no a la vez ; full-duplex
si ambas estaciones pueden transmitir a la vez .
Transmisión de Datos
Es el movimiento de información utilizando un medio físico como
alambres, ondas de radio, fibra óptica, etc. donde los datos están representados
por señales eléctricas. Estas señales pueden ser análogas o digitales y pueden
ser transmitidas de manera análoga o digital.
a) Datos y señales
|
|
SEÑAL
ANALÓGICA |
SEÑAL
DIGITAL |
|
Datos
Analógicos |
Hay dos alternativas (1) la señal ocupa el mismo espectro que los
datos analógicos; (2) los datos analógicos se codifican ocupando una porción
distinta del espectro. |
Los datos analógicos se codifican utilizando un codec para generar
una cadena de bits. |
|
Datos Digitales |
Los datos digitales se codifican usando un MODEM para generar señal
analógica. |
Hay dos alternativas (1) la señal consiste en dos niveles de tensión
que representan dos valores binarios (2) los datos digitales se codifican
para producir una señal digital con las propiedades deseadas. |
b)
Procesamiento de señales.
|
|
Transmisión
analógica
|
Transmisión digital |
|
Señal analógica |
Se propaga a través de amplificadores; se trata de igual manera si
la señal se usa para representar datos analógicos o digitales |
Se supone que la señal analógica representa datos digitales. La
señal se propaga a través de repetidores; en cada repetidor, los datos se
obtienen de la señal de entrada y se usan para regenerar una nueva señal
analógica de salida. |
|
Señal digital |
No se
usa. |
La señal digital representa una cadena de unos o ceros, los cuales
pueden representar datos digitales o pueden ser resultado de la codificación
de datos analógicos. La señal se propaga a través de repetidores; en cada
repetidor, se recupera la cadena de unos y ceros a partir de la señal de entrada,
a partir de los cuales se genera la nueva cadena de salida. |
PERTURBACIONES
EN LA TRANSMISIÓN
En cualquier sistema de
comunicaciones se debe aceptar que la señal que se recibe diferirá de la señal
transmitida debido a varias adversidades y dificultades sufridas en la
transmisión. En las señales analógicas, estas dificultades introducen
alteraciones aleatorias que degradan la calidad de la señal. En las señales
digitales, se producen bits erróneos: un 1 binario se transformará en un 0 y
viceversa.
Las perturbaciones más significativas son:
·
La atenuación y la distorsión de
atenuación.
·
La distorsión de retardo.
·
El ruido.
ATENUACIÓN
La energía de la señal decae con
la distancia en cualquier medio de transmisión. En medios guiados, esta
reducción de la energía es por lo general logarítmica y por lo tanto, se
expresa típicamente como un número constante
en decibelios por unidad de longitud. En medios no guiados, la
atenuación es una función mas compleja de la distancia y dependiente a su vez
de las condiciones atmosféricas. Se pueden establecer tres consideraciones
respecto a la atenuación.
Primera: la señal
recibida debe tener suficiente energía
para que la circuitería electrónica en el receptor pueda detectar e interpretar
la señal adecuadamente.
Segunda: Para ser
recibida sin error, la señal debe conservar un nivel suficientemente mayor que
el ruido.
Tercera: la atenuación
es una función creciente de la frecuencia.
Los dos primeros problemas se
resuelven controlando la energía de la señal, para ello se usan amplificadores
o repetidores. En el tercer problema se pueden utilizar amplificadores que
amplifiquen más las frecuencias altas que las bajas ya que la atenuación varía
en función de la frecuencia.
DISTORSIÓN DE RETARDO.
Debido a que en medios guiados , la velocidad de propagación
de una señal varía con la frecuencia , hay frecuencias que llegan antes que
otras dentro de la misma señal y por tanto las diferentes componentes en
frecuencia de la señal llegan en instantes diferentes al receptor . Para atenuar este problema se usan técnicas
de ecualización .
RUIDO
Es energía electromagnética no deseada, que proviene
de fuentes distintas al transmisor. Este es un factor limitante en el desempeño
de una comunicación. El ruido se manifiesta cuando la información transmitida
se ve modificada en el receptor. Se tienen dos diferentes fuentes de ruido;
externo al sistema, como atmosférico, galáctico y hechos por el hombre. Y el
interno al sistema, producido por las fluctuaciones de corriente o voltaje en
los circuitos eléctricos.
|
|
|
figura 1. |
Existen diferentes tipos de ruido que son:
- Impulsivo: no
tiene un comportamiento predecible, es no continuo y se presenta como
picos de gran amplitud. Ocurre por disturbios electromagnéticos externos,
defectos de fabricación en los sistemas de comunicación (diodos y
transistores). En las comunicaciones análogas el ruido impulsivo no afecta
significativamente en la información, la cual se puede entender. Mientras
que en las comunicaciones digitales, esta es la fuente primaria de error.
- Térmico: se
produce por el movimiento de electrones en un conductor dentro de los
dispositivos electrónicos del transmisor. No puede ser eliminado y esta
distribuido uniformemente, por lo tanto se puede tratar y superar teniendo
un limite superior. A este ruido se le denomina también blanco (es una
idealización del ruido).
- Intermodulación: cuando no hay linealidad en
el transmisor o en el receptor y se comparte el mismo medio de transmisión
para dos seniles de distinta frecuencia, se produce la intermodulación,
que como resultado da una señal que es la suma o la resta de estas dos
frecuencias, o una función de estas dos.
- Diafonía: es un acoplamiento eléctrico
producido en los caminos de una señal, se manifiesta como un
sobrelapamiento de las señales transmitidas. Lo ha podido experimentar todo aquel que al usar un
teléfono, haya oído otra conversación, también se puede presentar el ruido
cuando las señales no deseadas se captan en las antenas de microondas.
TRANSMISIÓN ASÍNCRONA Y SÍNCRONA
Hay enormes dificultades a la hora de recuperar la
señal transmitida por un emisor, sobre todo debido a que hay que saber cada
cuanto tiempo va a llegar un dato; para esto se suelen usar técnicas de
sincronización.
Transmisión asincrónica
La transmisión asincrónica se olvida de la temporización. No
envía largas e ininterrumpidas cadenas de bits; envía un carácter a la vez, es
decir, 5 u 8 bits. La sincronización debe ser mantenida entre cada carácter,
puede resincronizar al comienzo de cada uno de éstos.
Si
no hay transmisión de caracteres, la línea se encuentra en estado de descanso
(equivalente a un "1" lógico).
Al
comienzo de cada carácter hay un bit de encabezamiento "0" seguido
por 5 u 8 bits que hacen el carácter. Los bits son transmitidos comenzando por
el menos significativo seguido por un bit de paridad colocado de tal forma que
el número de bit en el carácter sea par o impar si es paridad par o impar. Este
bit es usado por el receptor para detectar errores; y por último, el bit de
parada "1".
La
longitud de este bit es 1, 1.5 o 2 veces la duración de un bit ordinario. Es el
mismo del estado de descanso, permanece en "1" hasta que esté listo
para enviar el siguiente carácter.
Transmisión síncrona.
La
transmisión síncrona consiste en enviar muchos bits de información
enmarcándolos en una secuencia conocida de bits de inicio - para que el reloj
del receptor pueda extraer la información de sincronización - y un tren de bits
acordado para señalar el término de los datos. La secuencia: encabezado de
sincronización, datos y demarcación de término se conoce como trama.
A
continuación se presenta un formato típico para una trama de una transmisión
síncrona. Normalmente, la trama comienza con un preámbulo denominado
delimitador de 8 bits. El mismo delimitador se utiliza igualmente como
indicador del final de la trama. El receptor buscará la aparición del
delimitador que determina el comienzo de la trama. Este delimitador estará
seguido por algunos campos de control y por último, se repetirá el delimitador
indicando el final de la trama.
INFRAESTRUSTURA PÚBLICA DE TRANSMISIÓN DE DATOS
Para comprender mejor el significado de transmisión de datos, es
necesario tener claro algunos conceptos.
Conceptos
Redes o instalaciones — el
conjunto de equipo, locales, centrales, líneas, circuitos, programas y demás
equipo de transmisión utilizado para proporcionar servicios de
telecomunicaciones.
Red
pública — el sistema telefónico de
un país, comprendidos los bucles locales, las centrales, los enlaces troncales
y los enlaces internacionales destinados a proporcionar servicios telefónicos
al público en general.
Red pública de telecomunicaciones — la red de telecomunicaciones que se utiliza para
explotar comercialmente servicios de telecomunicaciones destinados a satisfacer
las necesidades del público en general sin incluir los equipos terminales de
telecomunicaciones de los usuarios, ni las redes de telecomunicaciones que se
encuentren más allá del punto terminal de la red;
Servicio de telecomunicaciones — un servicio suministrado por vías de transmisión
y recepción de señales por cualquier medio electromagnético, pero no significa
distribución por cable, radiodifusión u otro tipo de distribución
electromagnética de programación de radio o televisión;
Servicio público de telecomunicaciones — cualquier servicio de telecomunicaciones que una Parte obligue,
explícitamente o de hecho, a que se ofrezca al público en general, incluidos el
telégrafo, teléfono, télex y transmisión de datos, y que por lo general conlleva la transmisión en tiempo real de información
suministrada por el usuario entre dos o más puntos, sin cambio "de
punto a punto" en la forma o en el contenido de la información del
usuario;
Servicios mejorados o de valor agregado — los servicios de telecomunicaciones que emplean sistemas de
procesamiento computarizado que:
a) Actúan sobre el formato, contenido, código, protocolo o aspectos similares
de la información transmitida del usuario;
b) Proporcionan al cliente información adicional, diferente o
reestructurada; o
c) Implican la interacción del usuario con información almacenada; y
Telecomunicaciones — toda transmisión, emisión o recepción de signos, señales,
escritos, imágenes, sonidos e informaciones de cualquier naturaleza, por línea
física, radioelectricidad, medios ópticos u otros sistemas electromagnéticos.
Red
(privada) no pública — toda
red utilizada para establecer comunicaciones dentro de una organización (en
contraposición a la prestación de servicios al público) o para suministrar esas
comunicaciones a organizaciones basándose en una configuración de instalaciones
propias o arrendadas. El término comprende las redes utilizadas por las
compañías privadas, las empresas estatales o entidades gubernamentales. El
anexo de telecomunicaciones del AGCS abarca el uso propio de las redes y los
servicios privados, y la posibilidad de que los proveedores concurrentes vendan
el uso de esas redes y servicios a organizaciones se enmarca en los compromisos
contraídos en las listas anexas al mencionado Acuerdo.
Proveedor
(u operador) de servicios con infraestructura propia — un proveedor de servicios de telecomunicaciones que
sea propietario de redes, es decir, que no las explote en arrendamiento, a fin
de proporcionar servicios de telecomunicaciones.
Proveedor
de servicios en régimen de reventa —
la venta o arrendamiento posterior con fines comerciales, con o sin valor
añadido, de un servicio proporcionado por un operador de telecomunicaciones con
infraestructura propia. Un proveedor o revendedor de servicios es una compañía
que arrienda capacidad de planta pagando una tarifa en bloque (por ejemplo la
transmisión) a operadores con infraestructura propia y utiliza esa capacidad
para prestar servicios a abonados o agrupaciones de abonados a precios
suficientemente elevados para realizar un beneficio que, no obstante, sea
suficientemente inferior a las tasas equivalentes aplicadas por los operadores
con infraestructura propia a fin de atraer a abonados.
Desvío del
tráfico — arreglos o instalaciones
que permiten que un cliente pueda acceder a servicios de larga distancia,
internacionales o de otro tipo sin utilizar la red de conmutación de la compañía
explotadora local, evitando así tener que pagar tasas de acceso. En sentido más
general, el término designa cualquier medio que permite a los abonados evitar
la utilización de un servicio o infraestructura monopolísticos.
Interconexión/tasa
de interconexión — un derecho impuesto por
operadores de redes u otros proveedores de servicios para recuperar los costos
de las instalaciones de interconexión (comprendido el equipo y los programas
para el encaminamiento, la señalización y otras funciones básicos de servicios)
proporcionados por los operadores de redes.
Tarifas/tarifas
individualizadas — las tarifas son las tasas
impuestas y abarcan los reglamentos por los que se rige la prestación de
servicios de telecomunicaciones. La individualización de tarifas se produce
cuando cada componente de un servicio o producto de comunicación se valora
separadamente, de forma que los clientes puedan escoger únicamente aquellos
componentes necesarios y cobrárseles en consecuencia.
Fijación
de precios según el costo — es el
principio general de tasar los servicios en función del costo de prestación de
éstos.
Servicio
universal — el concepto de que todo
individuo de un país deberá tener acceso a los servicios de telefonía básica a
un precio razonable. Este concepto se traduce en que los países más ricos
tienen por objetivo tener un teléfono en cada hogar y empresa, y los países en
desarrollo aspiran a disponer de un teléfono público a una determinada
distancia.
Frecuencia,
espectro y gestión del espectro —
el espectro o la gama de frecuencias radioeléctricas utilizadas en las
comunicaciones, para usos industriales y de otro tipo. Las bandas o segmentos
de frecuencia se asignan a diversas categorías de usuarios para fines
específicos tales como la radiodifusión y la televisión comerciales, los
enlaces terrenales por microondas, los satélites y la policía. A nivel
internacional, esta labor corre a cargo de la Junta Internacional de Registro
de Frecuencias de la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT). Cada
organismo de reglamentación nacional vigila la ocupación del espectro
radioeléctrico y asigna frecuencias a usuarios individuales o grupos de
usuarios a fin de permitir que un elevado número de servicios opere dentro de
límites determinados de interferencia.
Servicios
El concepto de infraestrucutra pública de transmisión esta ligada a los
ISP (Internet Services Providers), que generalmente son las compañias
telefónicas los ejemplos más comúnes.
Algunos servicios de Transmisión de datos, brindados mediante
infraestructura pública son:
1)
Transmisión de datos con conmutación de paquetes — un servicio de comunicaciones de datos en el que un flujo de datos se
divide en unidades denominadas paquetes que son encaminadas por separado a un
destino donde el mensaje original es reconstituido.
2)
Servicio de circuitos privados arrendados — un servicio de prestación de conexión mediante transmisión permanente
entre las instalaciones de dos abonados para uso exclusivo de un abonado. Este
servicio puede proporcionarse a través de la infraestructura propiedad de un
operador o explotada por éste o la capacidad de transmisión vendida o arrendada
por un proveedor de servicios de telecomunicaciones sin infraestructura propia,
o revendedor, y que puede utilizar instalaciones terrenales o por satélite. Por
lo general, no comprende las centrales de conmutación (también denominadas
líneas privadas arrendadas).
3)
Servicios móviles —
servicios de radiocomunicaciones entre buques, aeronaves, vehículos de
transporte por carretera o estaciones terminales portátiles para su utilización
en movimiento o entre esas estaciones y puntos fijos terrestres.
4)
Servicio celular — un servicio radioeléctrico
terrenal que proporciona comunicaciones bidireccionales dividiendo la zona de
servicio en un esquema regular de subzonas o células, cada una de ellas con una
estación de base con un transmisor y receptor de baja potencia. Si bien los
servicios radioeléctricos celulares son principalmente un medio de proporcionar
servicios telefónicos móviles, también se utilizan para proporcionar servicios
de datos y servicios vocales privados, y como alternativa a los servicios
telefónicos fijos alámbricos cuando es necesario, como en el caso de los países
en desarrollo.
5)
Servicios buscapersonas — un
servicio que permite la transmisión de una señal, por lo general sólo un tono
de alarma, a través de servicios radioeléctricos desde cualquier teléfono en la
red de conmutación pública hasta un mecanismo portátil receptor en una zona de
explotación definida. Los sistemas más complejos permiten el envío de mensajes
con indicación visual o audible.
6)
Sistemas radioeléctricos de concentración de enlaces — un método de explotación consistente en asignar un
número de pares de canales de radiofrecuencia a estaciones móviles y de base en
el sistema para su utilización como un grupo de enlace
7)
Sistemas o servicios de comunicaciones personales — un servicio de acceso a servicios de telecomunicaciones permitiendo
la movilidad personal. Este sistema permite a cada usuario participar en un
conjunto de servicios de abonado definidos por el usuario así como iniciar y
recibir llamadas basándose en un número único, personal e independiente de la
red. Éste puede utilizarse en múltiples redes en cualquier terminal fija,
portátil o móvil, con independencia de su ubicación geográfica.
8) Servicios de teleconferencia/videoconferencia — un servicio de telecomunicaciones bidireccional que
permite obtener imágenes en vivo mediante vídeo y transmitir discursos de
participantes en una conferencia entre dos o más ubicaciones. Los servicios de
videoconferencia por lo general requieren transmisión digital.