Tema 1: Sistemas de Comunicación 1.1.El procesos telemático. Los ordenadores son máquinas especializadas en procesar información de acuerdo con las instrucciones recogidas en un programa. El ordenador puede ser considerado como unidad o como una entidad de relación con otros ordenadores, sin embargo, la información no siempre se produce o se almacena en el lugar donde se procesa. Esto añade la necesidad de transportar los datos desde su lugar de almacenamiento hasta el de su proceso, originando asÃ- una comunicación. Un proceso informático es un programa, procedimiento o rutina que se encarga de realizar unas funciones concretas previamente definidas. Por ejemplo, un proceso de comunicación de datos consiste en la conversación mantenida por dos ordenadores que ejecuten sendos programas de acuerdo con unas reglas convenidas de antemano. El concepto de proceso no exige necesariamente el calificativo de informático, por ejemplo, un proceso telemático podÃ-a ser una conversación telefónica regida por las normas de establecimiento de la comunicación, o sea, marcar, de ruptura de la misma, colgar y del transporte de la voz. TELEINFORMÃTICA O TELEMATICA Viene de las palabras telecomunicaciones e informática. Telemática es la técnica que trata de la comunicación remota entre procesos y se ocupa tanto de la interconexión fÃ-sica (forma del convertir, tipo de señal, parámetros eléctricoscomo de las explicaciones lógicas como son protocolos de comunicación, detección y corrección de errores, compatibilidad de redes etc.La base de cualquier comunicación es una transmisión de señal, no se debe confundir la comunicación con la transmisión en la que se basa. a) concepto de transmisión: Es el proceso por el que se transportan señales de un lugar a otro. Las señales son entidades de naturaleza diversa que se manifiestan como magnitudes fÃ-sicas, principalmente electromagnéticas y mecánicas, luminosas, eléctricas, acústicas... Los parámetros de cualquier transmisión son siempre magnitudes fÃ-sicas como tensión, intensidad de corriente, presión, frecuencia, amplitud... b) Concepto de comunicación: En todo proceso de comunicación hay necesariamente transmisión de señales pero no ocurre lo mismo al contrario. No siempre que hay transmisión de señales hay se opera una comunicación, por tanto podemos concretar la comunicación como el proceso por el que se transporta la información sabiendo que esta información viaja sobre una señal que se transmite. Formalmente la comunicación se define como la transmisión de señales mediante un código común al emisor y al receptor. La transmisión de señales se refiere al transporte de señales fÃ-sicas necesarias para que se produzca un fenómeno telemático mientras que la comunicación se refiere mas bien al transporte de la información que significa algo concreto tanto para el emisor como para el receptor independientemente de las señales utilizadas para su transmisión. Por tanto se puede decir que la señal es a la transmisión lo que la información es a la comunicación. La comunicación se produce por que emisor y receptor se han puesto de acuerdo en una serie de norma por las que se entienden o comunican, 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.

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En general nos referimos a las lÃ-neas de transmisión cuando hablemos sobre el transporte de señales a circuitos de datos cuando concederemos el transporte de información. 1.2. Normas y asociaciones de estándares. El proceso de comunicación exige que los distintos fabricantes, organismos internacionales y estados se pongan de acuerdo en el modo en el que se llevara a cabo la comunicación tanto en el nivel fÃ-sico como en el lógico, por consiguiente se establecen una serie de normas a las que se pueden acoger los fabricantes y que indican que requisitos deben cumplir sus equipos. En ocasiones son los propios fabricantes quienes proponen las normas que rigen sus equipos y luego son elevadas a las asociaciones de estándares para conseguir su normalización. En otras ocasiones son las asociaciones de estándares quienes proponen las normas a los fabricantes que las quieran acoger, en cualquier caso, acogerse o no a estas normativas es opcional, salvo que las legislaciones estatales indiquen lo contrario. Los estándares pueden ser de dos tipos: a) Estándares de facto o de hecho: Es un estándar aceptado en el mercado por su uso generalizado. b) Estándares de Iure o de derecho: Es un estándar creado por una asociación de estándares que se propone a los distintos fabricantes para que diseñen sus equipos de acuerdo con las normas que recomienda ese estándar. Tabla de paginas web que contienen estandares: Organismo ADSLforum ANSI ATM Forum ETSI FR Forum GEA IEEE IETF IMTC ISO ITU

NTIA

Significado Asymetric Digital Suscriber Line American Nacional Standard Institute Asynchronous Transfer Mode European Telecomm unications Standards Institute Frame Relay

Enfoque

URL

TecnologÃ-a ADSL

www.adsl.com

LAN y WAN

www.ansi.org

TecnologÃ-a ATM

www.atmforum.org

Telecomunicaciones

www.etsi.org

Frame Relay TecnologÃ-a Gigabit Gigabit Ethernet Aliance Ethernet (1000 Mbps) Institute of Electrical and LAN y WAN Electronic Engineers Internet Engineering Task Internet Force International Multimedia Teleconferencing Videoconferencia Consortium International Organization TecnologÃ-as de la for Standarization información International Telecommunications Telecomunicaciones Union National Telecommunications Telecomunicaciones Indutry Association

www.frforum.org www.10gea.org www.ieee.org www.ietf.org www.imtc.org www.iso.ch www.itu.ch

www.ntia.doc.gov

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PCIA

Personal Communication Ordenadores personales Industry Association

www.pcia.com

1.3. LÃ-neas de comunicación: Podemos definir las lÃ-neas de comunicación con las vÃ-as a través de las cuales los circuitos de datos pueden intercambiar información. Cuando se interconectan dos o mas equipos de comunicación a través de lÃ-neas de comunicaciones se construye una red de comunicación. • Tipos de lÃ-neas según la topologÃ-a de de la conexión: 1) LÃ-neas punto a punto: Dos equipos están conectados mediante una lÃ-nea punto a punto cuando existe una lÃ-nea fÃ-sica que une a ambos equipos a través de la cual se puede producir la comunicación. Ningún otro equipo puede solicitar servicios de transmisión a esta lÃ-nea, a demás es insensible a problemas de competición por los recursos de comunicación puesto que solo los equipos conectados a ella tienen derecho de acceso. de comunicación puesto que solo los equipos conectados a ella tienen derecho de acceso.

2) LÃ-neas multipunto: tiene una topologÃ-a en forma de red troncal, constituida por un bis de comunicaciones común a todos los equipos que conectan a la red. De este tronco común parte hacia cada Terminal una lÃ-nea de conexión que se conecta a la red a través de un dispositivo llamado concentrador. Si lo usan varios usuarios a la vez se pueden producir colisiones o contiendas.

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b) tipos de lÃ-neas según su propietario: Podemos distinguir tres tipos; 1− LÃ-neas privadas: Se dice que una lÃ-nea es privada cuando tiene un propietario no público. 2− LÃ-neas publicas: En este caso las lÃ-neas son de titularidad pública. Normalmente están en poder de las compañÃ-as telefónicas y por tanto tienen un ámbito nacional o incluso supranacional (varias naciones). El usuario de una lÃ-nea pública, contrata servicios de comunicaciones con al compañÃ-a que le suministra la lÃ-nea en régimen de alquiler. Seria muy difÃ-cil además de económicamente inviable que una entidad no publica tendiese lÃ-neas privadas que conecten con equipos remotos, para evitar esto, las compañÃ-as telefónicas o de servicios telemáticos, construyen una red de ámbito extenso que ofrecen a sus potenciales clientes. 3− LÃ-neas dedicadas: Una lÃ-nea puede ser publica pero ello no significa que sea exclusiva para quien la alquila, normalmente en una lÃ-nea publica se mezclan datos de los diferentes usuarios aun que la red se encarga de que cada dato llegue a su destino correcto, en ocasiones interesa que la lÃ-nea de datos solo pueda ser utilizada con exclusividad por dos usuarios o por dos equipos concretos. Se dice entonces que la lÃ-nea es dedicada. 1.4. Elementos de la comunicación. Circuitos de datos. Para que se produzca una comunicación es necesaria una fuente de información, un destinatario y un canal a través del cual se transmiten los datos. Cada circuito está compuesto por una serie de elementos: • Equipos terminales de datos (ETD): Un ETD es cualquier dispositivo que hace de fuente o destino de la información. El concepto es muy amplio y puede englobar a muchos dispositivos distintos como un Terminal, una impresora, un teléfono, un fax, o un ordenador. La caracterÃ-stica que define a un ETD no es la eficiencia ni la potencia de cálculo sino la función que realiza ser origen o destino en una comunicación. • Equipo de terminación de circuito de datos (ECD) o (ETCD): Un ECD es el componente de un circuito de datos que adecua las señales que viajan por el canal de comunicaciones convirtiéndolas a un formato asequible para el ETD. Un ejemplo de ECD es el MODEM, encargado de convertir las señales digitales que le proporcionan los ETD en señales analógicas propias de las transmisiones por lÃ-neas telefónicas. A demás de adecuar esas señales, también envÃ-a señales propias para el uso de los ECD de manera que se puedan entender entre ellos. 4

• LÃ-nea de Transmisión (ELT): Es el conjunto de medios o soportes que unen los dos ECD. Debe cumplir una serie de especificaciones dependiendo de la distancia y la velocidad. La lÃ-nea tendrá como limitaciones el ancho de banda, máxima potencia, impedancias, etc. Generalmente hoy en dÃ-a las lÃ-neas de transmisión son bidireccionales, lo que implica que los dos ETD puedan actuar tanto como emisor como receptor. • Circuito de datos (CD): Es el conjunto formado por los ECD y la lÃ-nea que hace posible que la información enviada por el ETD fuente llegue en la misma forma al ETD destino • Enlace de datos (ED): en este caso nos referimos a todo el conjunto que hace posible la comunicación del origen al destino. • Interfase, interfaz (interface): De una manera sencilla podemos decir que se llama interfase o interfaz a un elemento intermediario como por ejemplo los conectores o elementos como las tarjetas de red que hacen posible la comunicación entre ETD y ECD y entre ECD y la lÃ-nea. 1.5 Tipos de transmisión. a) Clasificación según el sincronismo: Para que la transmisión se lleve a cabo de una manera correcta, es necesario que el receptor y el emisor estén sincronizados, es decir, se necesita tener una noción del tiempo común o lo que es lo mismo, un reloj en cada lado de la comunicación que haga posible que el receptor recupere correctamente la señal que se ha transmitido. Esta sincronización debe hacerse como mÃ-nimo de las tres formas siguientes: − Sincronismo de bit: Determina el momento preciso en el que comienza o acaba la transmisión de un bit, es decir, el receptor debe saber el tiempo que dura un bit para no saltarse ninguno ni repetir un bit dos veces. En las transmisiones asÃ-ncronas el sincronismo de bit se consigue arrancando el reloj del receptor en el momento en el que llega un bit especial llamado Bit de Start o de comienzo. Si la base de tiempos de los relojes del emisor y el receptor es aproximadamente la misma, cada bit quedará determinado por su duración temporal. En el caso de la transmisión sÃ-ncrona, es la propia señal de reloj transmitida por la lÃ-nea junto con los datos, la que se encarga de efectuar el sincronismo de bit.

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− Sincronismo de carácter: el sincronismo de carácter se ocupa de determinar cuales son los bits que componen cada carácter transmitido en el código elegido para efectuar la transmisión, es decir, establece las fronteras entre caracteres determinando perfectamente cual es el primer y el ultimo bit de cada carácter.

• Sincronismo de bloque (trama o paquete): Cuando analizamos una comunicación a larga distancia el mensaje original puede no viajar a la vez por todas las rutas posibles, el mensaje entonces se divide en bloques de bits mas pequeños denominados tramas o paquetes. De esta manera el receptor se puede encontrar con tramas o paquetes de distintos mensajes por lo que debe ser capaz de distinguir cada uno de esos paquetes. El receptor debe saber cual es el primer carácter de cada paquete para unir cada uno de ellos y completar el mensaje al cual pertenece.

Existe mas de un método para realizar el sincronismo de de bit y el de carácter. Actualmente, dependiendo del método utilizado nos encontramos con dos tipos de transmisiones: a1) Transmisión AsÃ-ncrona: En este caso la base de tiempos de emisor y receptor no tiene por que ser común a ambos durante todo el tiempo que dura la transmisión. Este tipo de transmisión se utiliza cuando las velocidades de transmisión necesarias son pequeñas. En la transmisión asÃ-ncrona el proceso de sincronización entre emisor y receptor se realiza en cada carácter transmitido a través de unos bits 6

especiales que ayudan a definir los lÃ-mites de cada carácter. Cada vez que el emisor quiera enviar un carácter, enviará delante el bit de start o comienzo, con un valor lógico 0. Cuando este bit llegue al receptor este disparará un reloj interno y se quedará esperando a los sucesivos bits que contendrán la información del carácter transmitido. Una vez recibidos todos los bits de información se añadirán uno o más bits de parada también llamados bits de stop con valor lógico 1 que repondrá la lÃ-nea a su estado inicial dejándola preparada para la transmisión del siguiente carácter: 10110010 F

a2) Transmisión SÃ-ncrona: En este tipo de transmisión todos los bits enviados tienen la misma duración en el tiempo, el emisor es el encargado de enviar la señal de reloj o señal de sincronismo al receptor. De esto se encarga el ECD o módem por tanto antes de empezar el envÃ-o de la información los dos ECD tienen la misma base de tiempos y saben cual es la duración de un bit. De esta manera se consigue el sincronismo de bit. El ETD emisor envÃ-a caracteres especiales denominados SYN los cuales especifican la duración de un carácter o de una palabra de código. El ECD recoge este carácter y envÃ-a esos datos junto con la señal de sincronismo al ECD receptor que a su vez lo enviará al ETD receptor

1 Kb de información = 1024 bytes. Utilizamos un protocolo de comunicaciones que envÃ-a 3 caracteres SYN cada 256bytes. 3 x 1024 = 3x4=12 caracteres SYN 1024 x 8 x 100= 98.8% 256 (1024+12)8 El modo de transmisión sÃ-ncrona permite velocidades mayores que la asÃ-ncrona en primer lugar por que es menos sensible al ruido, y en segundo lugar por que obtiene un mejor rendimiento de la lÃ-nea de datos. Como inconveniente es mas sensible a la perdida de sincronismo lo que la hace menos fiable que la 7

transmisión asÃ-ncrona. b) Clasificación según el medio de transmisión: b1) transmisión en serie: Se dice que una transmisión es serie cuando todas las señales se transmiten por una única lÃ-nea de datos secuencialmente. Esta forma de envÃ-o es la más adecuada en transmisiones a largas distancias. Los bits se transmiten en cadena por la lÃ-nea de datos a una velocidad constante negociada por el emisor y el receptor. Un ejemplo de esta transmisión es como se une el módem al ordenador, el ratón o el teclado.

b2) transmisión en paralelo: No todas las lÃ-neas efectúan la transmisión del mismo modo, de hecho un canal de comunicaciones puede estar formado por varias lÃ-neas. Cuando se transmiten simultáneamente un grupo de bits (uno por cada lÃ-nea del mismo canal) decimos que se efectúa una transmisión en paralelo. Los agrupamientos de bits pueden ser caracteres u otras asociaciones dependiendo del tipo de canal. En una primera aproximación para una misma tecnologÃ-a de transmisión, una transmisión en paralelo será N veces más rápido que su equivalente en serie, siendo N el número de lÃ-neas. Sin embargo, la complejidad de un canal paralelo y los acondicionamientos eléctricos hacen que haya una mayor dificultad en emplear este tipo de canales en grandes distancias por lo que se suele utilizar solo en ámbitos locales. Un ejemplo de estas transmisiones son las impresoras conectadas a un ordenador personal. En ocasiones es necesaria una conversión de un sistema en serie a uno paralelo. Para ello el mercado dispone de los conversores adecuados. c) Según la señal transmitida: No todas las lÃ-neas pueden transmitir todo tipo de señales, a veces es necesario adecuar la señal al tipo de canal por el que se va a transmitir por ejemplo, la lÃ-nea telefónica analógica es apta para transmisiones de voz, pero no lo es tanto para transmisiones digitales. Se pueden clasificar las transmisiones en analógicas y digitales dependiendo del tipo de señal que utilicen. La señal analógica es capaz de tomar todos los valores posibles en un rango en cambio las señales digitales solo pueden tomar un número finito de valores. c1) Transmisión analógica o digital: Analógico = Rango continuo de valores.

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Digital = rango discreto.1

c2) Transmisión en banda base o banda ancha: en ocasiones la transmisión a través de lÃ-neas de comunicación exige una modulación para que se produzca esa adecuación entre las lÃ-neas y los equipos transmisores. Si la transmisión se realiza sin ningún proceso de modulación, se dice que la transmisión opera en banda base. Por el contrario si exige un proceso de modulación se dice que la transmisión se produce en banda ancha. 1.6 Clasificación de los circuitos de datos. Las comunicaciones se pueden agrupar en tres grandes grupos dependiendo del régimen de explotación de las mismas: • Comunicación simplex: una comunicación es simples si en ella están perfectamente definidas las funciones del emisor y el receptor y la transmisión de datos siempre se efectúa exclusivamente en una dirección, de emisor a receptor. Un ejemplo seria la televisión o la radio. En la comunicación simplex se dice que hay un único canal fÃ-sico y un único canal lógico unidireccional.

• Comunicación Semiduplex: (halfduplex) en este caso la comunicación puede ser bidireccional, es decir, emisor y receptor pueden intercambiar los papeles, sin embargo la bidireccionalidad no puede ser simultánea. Cuando el emisor transmite, el receptor necesariamente recibe. Ejemplo; unos walky talkies. En la comunicación semiduplex hay un solo canal fÃ-sico y un canal lógico bidireccional.

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• Comunicación duplex: En los sistemas duplex la comunicación es bidireccional y a demás simultánea. En este caso ambos ETD actúan como emisor y receptor indistintamente. Ejemplo, la conversación telefónica. En la comunicación duplex se dice que hay un canal fÃ-sico y dos canales lógicos.

1.7. Elementos de un sistema de comunicación. a) El emisor y el receptor; emisor es el elemento terminal de la comunicación que se encarga . Se contrapone al receptor que es el elemento terminal de la comunicación que recibe la información procedente de un emisor. No siempre es fácil distinguir el emisor y el receptor por que frecuentemente intercambian sus papeles alternativamente para producir un diálogo. Cada emisor es inseparable de su receptor en caso contrario, no hay comunicación sin embargo, pueden darse casos en los que haya un receptor y múltiples emisores o viceversa. También son posibles combinaciones de múltiples emisores a múltiples receptores, como en el caso de gran parte de los dispositivos utilizados en las redes de comunicación entre ordenadores. b) los traductores: Un traductor es un dispositivo encargado de transformar la naturaleza de la señal. La señal fÃ-sica que más se utiliza en Telemática es la señal eléctrica. Esto es debido a la facilidad de transporte, gobierno y transformación, asÃ- como a su rapidez de transporte que es la velocidad de la luz. Ejemplo la luz roja donde se ve que trabaja el disco duro. c) canal: es el elemento que se encarga del transporte de la señal sobre la que viaja la información que emisor y receptor pretenden intercambiar. Cada canal de transmisión es adecuado para algunas señales concretas. No todos los canales sirven para todo tipo de señal, por ejemplo la señal eléctrica se propaga bien por canales metálicos ya que son buenos conductores de la electricidad pero no asÃ- la señal luminosa. Un canal se define desde el punto de vista telemático por sus propiedades fÃ-sicas como son naturaleza de la señal, que es capaz de transmitir velocidad de transmisión, capacidad de transmisión o ancho de banda, nivel de ruido que genera, longitud, modo de inserción de emisores y receptores, etc. d) el código: un código se puede definir como la relación que existe entre la información y el alfabeto utilizado para representarla. Para que la comunicación se lleve a cabo es necesario que el emisor y el receptor utilicen el mismo código. La transformación de la información inteligible a ceros y unos es la codificación. El código binario será la relación que existe entre la información binaria y la información que nosotros entendemos. e) el protocolo: es una serie de normas que nos regulan como se va a realizar la comunicación como son número de bits de cada mensaje, códigos de error, velocidad a transmitir etc. El protocolo engloba todo lo que envuelve a la comunicación. 1.8 Redes de Comunicación. 10

La información no se produce necesariamente en el mismo punto geográfico en que se procesa. Esto genera una necesidad de transporte de los datos de un lugar a otro, en muchos casos en puntos geográficos muy distantes. Por otro lado seria imposible interconectar punto a punto todos los equipos ya que habrÃ-a un caos en los sistemas de cableado que lo harÃ-a inviable. Por tanto es necesario diseñar entidades de comunicación flexibles en donde sea posible compartir los recursos de comunicaciones. Estas entidades reciben el nombre de redes de comunicaciones y son; • Red telegráfica; es la primera gran red de transporte de datos. Fundamentalmente sirve para la transmisión de caracteres entre dos lugares distantes. La primera demostración del telégrafo se pudo presenciar en Estados Unidos en 1838. Casi desde el principio se utilizó el código Morse para efectuar las transmisiones de los mensajes. Este código está basado en la emisión de pulsos eléctricos de distinta duración llamados rayas y puntos. La distribución de los caracteres se basaba en un estudio estadÃ-stico de frecuencia de aparición de cada carácter en inglés. Actualmente el telégrafo se ha transformado en un teleimpresor conectado a la red télex. El teleimpresor es similar a una máquina de escribir que emite o recibe la información a través de una lÃ-nea telegráfica. El código usado por la red télex es el código Baudot que es un código de cinco bits y que está estandarizado por la CCITT Nº2. La velocidad de transmisión de datos en esta red es de 50 baudios = bits/segundo, y da para transmitir 7 y 8 caracteres. • Red telefónica; el teléfono fue inventado por Alexander Graham Bell en 1876. Partir de ahÃ- se produjo el desarrollo de las lÃ-neas de comunicación telefónicas que fueron incrementando tanto su longitud como su extensión y sus modos de operación. A demás de la importancia que el teléfono ha tenido en la comunicación de voz desde su comienzo, la red telefónica ha constituido también la estructura y base fÃ-sica de muchas de las transmisiones de datos actuales. De hecho, el objetivo de gran parte de las compañÃ-as telefónicas es el uso de una única lÃ-nea de transmisión en cada hogar, que preste todos los servicios telemáticos como son telefonÃ-a de voz, vÃ-deo a la carta, televisión digital, acceso a Internet etc. Elementos de una red telefónica; 1)lÃ-neas de transmisión; constituyen la parte mas extensa de la red telefónica y permiten la conexión fÃ-sica de los emisores y los receptores. En un principio estas lÃ-neas fueron exclusivamente de cables de pares, es decir, dos hilos conductores en paralelo capaces de transmitir la señal eléctrica bajo unas determinadas condiciones eléctricas. Hoy en dÃ-a hay una gran variedad de lÃ-neas de transmisión, como son los cables coaxiales, la fibra óptica, enlaces radio−Terrestres, satélites, enlaces de telefonÃ-a celular, etc. En poco tiempo han quedado perfectamente implantados los servicios telefónicos inalámbricos basados en tecnologÃ-as analógicas o digitales como el GSM (Global System for Mobile Communication). Con el fin de proporcionar interconexión entre cualquier emisor y receptor existe una serie de dispositivos encargados de seleccionar de forma automática el camino oportuno. De esta tarea se encargan las centrales de conmutación telefónica. Para realizar la conexión las centrales deben disponer de elementos que optimicen la gestión del tráfico, la señalización, la tarificación, etc. • Red de ordenadores; La estructura de la red telefónica es jerárquica, de este modo los usuarios se reparten en distintas centrales de conmutación, a su vez varias centrales pueden estar agrupadas por otra central de orden jerárquico superior, distinguiéndose entre centrales urbanas, interurbanas, nacionales o internacionales. En ocasiones, con el fin de conseguir una mayor eficiencia se pueden definir caminos complementarios entre las centrales que modifican la jerarquÃ-a en beneficio de una mayor eficacia en el establecimiento de la conexión. Las centrales tienen como misión la realización de una serie de tareas entre las que destacan. • Transmisión; las centrales interconectan las lÃ-neas de transmisión formando circuitos virtuales. 11

• Señalización; Proporciona la información necesaria sobre el emisor, y los elementos de la red para poder establecer la conexión y garantizar su correcto funcionamiento. Permite la identificación del servicio solicitado, la selección de la ruta adecuada y el cálculo de la tarifa de la llamada. Hay otras funciones accesorias como son la monitorización y chequeo de la red, su verificación, la toma de datos estadÃ-sticos, control de averÃ-as etc. Las centrales de conmutación siguen evolucionando de modo que cada vez proporcionan más servicios a los usuarios como son buzón de voz, desvÃ-o de llamadas, tarificación detallada, llamada en espera • Esquema 1 Los terminales por excelencia de la red telefónica son los teléfonos aunque se pueden conectar otros dispositivos con funciones telefónicas como el fax o el módem. Los terminales se conectan a la red a travésï-¥ del interfaz apropiado. Un interfaz es un acoplador ente dos extremos en el caso de la red telefónica será la clavija que conecta el teléfono a dicha red. Funcionalidad de red telefónica: La red telefónica proporciona el servicio básico de transmisión de voz, a demás puede proporcionar el acceso a otras redes telemáticas como por ejemplo IBERTEX que es el servicio de vÃ-deo texto español, a demás la red telefónica es el medio mas frecuente de conexión a Internet. El procedimiento de utilización es el siguiente; • establecimiento de la conexión; consiste en descolgar el teléfono, esperar la señal de tono que indica q la lÃ-nea está libre, marcar el número del destinatario, y culminarÃ-a con la señalización de la llamada en el receptor esperando a que descuelgue. • Transmisión; consiste en la intercomunicación bidireccional y simultánea de los mensajes del emisor y el receptor. • Desconexión; es la ruptura de la conexión abierta, Redes de ordenadores: Concepto de red; una red de ordenadores no es mas que dos o mas equipos informáticos conectados entre si que pueden intercambiar información y/o compartir recursos, independientemente de la distancia a la que se encuentren. Al principio cuando empezaron a realizarse las primeras conexiones entre ordenadores, tenÃ-amos lo que se denomina información centralizada, es decir, un ordenador principal o host de donde se extraÃ-a toda la información y el resto eran simples terminales sin capacidad de proceso, llamados terminales tontos o no inteligentes. Hoy en dÃ-a se utiliza la información distribuida, es decir, se almacena y trata la información en varios ordenadores o terminales inteligentes y se establece la comunicación entre ellos, naciendo asÃ- las redes de ordenadores tal y como ahora las entendemos aunque se siga accediendo a ordenadores que almacenan grandes cantidades de información, llamados servidores o host.

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• Desde un punto de vista general; las redes se pueden clasificar en dos grupos; • redes punto a punto: son aquellas en las que la comunicación se realiza mediante más de un canal en cada sentido. En una red de este tipo, un mismo mensaje tiene que pasar por una o varias máquinas antes de llegar al receptor, de forma que se pueden establecer múltiples rutas diferentes. Este tipo de redes se utilizan cuando la red se extiende sobre un área geográfica grande.

• Redes de difusión: En este caso tenemos un único canal en cada sentido para todos los ordenadores conectados entre si y el canal está compartido por todos. El mensaje que envÃ-e un equipo a otro es recibido por todos los demás pero en el mensaje existen unos datos que indican la dirección de destino por lo que el resto de los equipos lo ignorarán. 13

• Distancia; LAN (Local Area Network) o redes de área local; en este tipo de redes los equipos se encuentran cerca unos de otros en un área geográfica que abarca como máximo unos pocos kilómetros. Generalmente en el mismo edificio o edificios cercanos. WAN (Wide Area Network) o redes de área extensa; este tipo de redes abarcan un mismo paÃ-s, un continente o incluso otro planeta. La diferencia fundamental con las redes LAN es la distancia a la que se encuentran los equipos con los que se van a comunicar. MAN (Mtropolitan Area Network) o redes metropolitanas; en este tipo de redes los equipos conectado se extienden a través de una misma ciudad. La extensión geográfica será como máximo de unos 50km. Este tipo de redes actualmente están poco desarrolladas aun que se espera que en pocos años sea una de las tecnologÃ-as con más futuro debido a las grandes inversiones que se están haciendo en cable y a las nuevas tecnologÃ-as inalámbricas. • Dependiendo de la utilización de la información: pueden ser; Privadas; Normalmente las usan las empresas o entidades gubernamentales ya que el coste de mantenimiento para un usuario individual serÃ-a muy elevado. Las lÃ-neas de transmisión pueden ser de la propia empresa, con lo cual, nadie mas las puede usar, pero esta opción no serÃ-a viable económicamente, por este motivo lo que hacen las empresas es alquilar las lÃ-neas que ya poseen las compañÃ-as telefónicas asegurándose un determinado ancho de banda en exclusividad. Públicas; tipo de red al que accedemos normalmente los usuarios individuales desde nuestras casas. En este tipo de redes se utilizan las mismas lÃ-neas fÃ-sicas que en las redes privadas, pero aquellas entidades que las han alquilado tienen prioridad de acceso a la misma. • Atendiendo a la topologÃ-a de la red: la topologÃ-a de una red es la forma geométrica que adquiere una vez conectados entre si todos los elementos que compone la red. Normalmente solo se habla de topologÃ-a en redes LAN por que las redes WAN no suelen tener una estructura definida. Son; • Estrella; La forma que adopta el conjunto de los equipos es la de una estrella es una de las topologÃ-as mas antiguas que utilizan los grandes ordenadores o también los terminales que están todos conectados a un nodo central llamado concentrador.

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El nodo central es el que hace posible la comunicación entre los distintos equipos terminales. Cada vez que un terminal quiera comunicarse con otro tendrá que pasar obligatoriamente por el nodo central. La desventaja de esta topologÃ-a es que si el nodo central deja de funcionar, las comunicaciones entre los terminales no podrán realizarse. El número de terminales que podemos conectar bien limitado por la capacidad de conexión del nodo central. • Bus; es una de las topologÃ-as lógicas más utilizadas actualmente en redes LAN, si bien su topologÃ-a fÃ-sica suele ser en estrella, también recibe el nombre de Ethernet.

La forma geométrica que adoptan estas redes es la forma de bus. El canal o lÃ-nea de transmisión es compartidos por todos los nodos, por tanto los mensajes deben ir identificados con la dirección del remitente. Las ventajas de esta tecnologÃ-a es que la red no se vendrá abajo si uno de los nodos falla. Esta es la topologÃ-a mas utilizada en redes de área local. Esta topologÃ-a también tiene algún inconveniente como es el hecho de tener que compartir el canal entre todos los nodos. Esto hace que el medio esté saturado de datos cuando todos quieren emitir la vez y puede a ver colisiones entre ellos perdiéndose en el mensaje o parte de él, y obligando por tanto a repetirlo. c) Anillo; en este caso los nodos se conectan formando un anillo o circulo. Dependiendo de cómo se hagan las conexiones podemos tener una red de difusión o punto a punto. Lo más normal es que sea punto a punto. La desventaja de esta topologÃ-a es que como normalmente se conecta punto a punto, si falla un nodo, falla la red entera. 15

d) Otras; Dibujo 1 sin terminar pero guardado. C1) redes de área local (LAN); una LAN es un conjunto de elementos fÃ-sicos y lógicos que proporcionan interconexión ente dispositivos en un área privada y restringida. Las principales caracterÃ-sticas de estas redes son; • una restricción geográfica; dependiendo de la tecnologÃ-a utilizada será de unos pocos metros, o incluso 1Km. • la velocidad de transmisión debe ser relativamente elevada. • la red debe ser privada. • fiabilidad en las transmisiones. La tasa de error en estas redes debe ser muy baja, son por tanto redes muy seguras. Funcionalidad de una LAN; en el ámbito de una misma organización, la LAN debe proporcionar los servicios de comunicación más comunes. Normalmente estos servicios se refieren a compartir recursos entre los distintos usuarios de la red. desde el punto de vista operativo, la principal función de una LAN consiste en permitir que los recursos de los ordenadores de la red se compartan entre todos los usuarios autorizados del sistema, mediante el intercambio de tramas de datos entre los distintos equipos conectados a la lÃ-nea de transmisión. Fundamentalmente hay dos formas para la conexión de ordenadores personales en red, Dependiendo de la ubicación de los recursos. La forma mas básica consiste en hacer que todos los ordenadores pongan a disposición de los demás los recursos de que disponen, fundamentalmente discos e impresoras. En este caso ningún ordenador tiene prioridad ya que todos tienen las mismas funciones. Tecnológicamente este modo de organización es muy simple, sin embargo, se hace muy difÃ-cil el control de los datos, puesto que los accesos cruzados son posibles en cualquier dirección. A este tipo de redes se les llama redes ente iguales. Redes tipo cliente/servidor; un segundo modo de organizar la red es consiste en privilegiar al menos a uno de los ordenadores, dotándole de capacidades añadidas en forma de servicios. Por ello a estos ordenadores se les llama servidores, el resto de los ordenadores de la red solicitarán servicios a estos servidores que estarán altamente especializados en la función para la que fueron diseñados, creando asÃ- una estructura centralizada en la red. Este tipo de organización es mucho más fácil de administrar.

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Normalmente los servidores de red llevan incorporado un sistema de cuentas y contraseñas de entrada que restringe los accesos indebidos a usuarios no autorizados. Hay muchos tipos de servidores, tantos como funciones informáticas y de comunicaciones distintas se puedan brindar como servicio en una red. Los más comunes son; • Servidor de disco; pone a disposición de posibles clientes su capacidad de almacenamiento en disco. Suelen tener gran capacidad de almacenamiento distribuida en varios discos. Los servidores de disco de alto rendimiento suelen tener sistemas redundantes de almacenamiento (RAID); estos sistemas proporcionan seguridad a varios niveles, como son duplicación de la información, control de los datos por código de paridad, redundancia de discos, posibilidad de cambiar discos en caliente,(sin apagar el ordenador) etc. La capacidad de transferencia de datos de estos servidores tiene que ser muy elevada, ya que muchos usuarios solicitarán datos simultáneamente y de modo concurrente. Otros sistemas de seguridad posibles se refieren a la memoria central, con requerimientos de módulos de memoria con control de paridad, a la alimentación eléctrica con sistemas de alimentación ininterrumpida para insensibilizarse a problemas de cortes de fluido eléctrico, • Servidores de impresora o de impresión; son servidores de red que brindan a sus posibles clientes la capacidad de imprimir documentos, por tanto son sistemas gestores de impresoras con capacidad de almacenamiento de los documentos que están listos para ser impresos. Los ordenadores cliente que utilizan estos servicios de impresión comunican sus necesidades de impresión al servidor que les brinda este servicio, de modo que el cliente reconoce las impresoras del servidor como si fueran propias. El servidor se encarga de proporcionar este servicio de modo transparente al usuario, a quien le parece que todos los recursos están disponibles en su misma máquina. Es posible definir algunas operaciones básicas en el sistema de gestión de colas de trabajos pendientes de imprimir como son añadir o eliminar un trabajo de la cola, desviar el trabajo de una cola a otra, asociar varias impresoras a una sola cola de manera que la primera impresora que quede libre sea la que imprima el trabajo, alterar la prioridad de un trabajo en la cola, hacer que el servidor notifique al cliente mediante un mensaje, que el documento ha finalizado de imprimirse o informar de un posible error de impresión. Últimamente hemos asistido a una simplificación enorme en los servidores de impresoras, tradicionalmente eran potentes ordenadores a cuyos puertos de salida se conectaban las impresoras y se les añadÃ-an programas especiales para hacer la gestión de impresión. En la actualidad un servidor de impresoras puede consistir en un conector sofisticado con los puertos de impresora y un puerto de red por donde llegan los datos. Este conector lleva el hardware suficiente para negociar con los clientes a través de los protocolos adecuados toda la gestión de impresión. • Servidor de comunicaciones, es un servidor de red que se encarga de gestionar las comunicaciones de los usuarios de una red de área local con el exterior. Por ejemplo; un fax puede ser utilizado por todos los usuarios de la red, si lo conectamos a un servidor de comunicaciones. El servidor se encargara del marcado del número destinatario del fax, de la gestión de colas de salida, de la distribución de los documentos entrantes etc. En ocasiones se establecen relaciones entre el servicio de fax y los servicios de correo electrónico, de modo que los dos sistemas puedan intercambiar información, y poder asÃ- recibir faxes en el buzón electrónico. • Servidor de correo electrónico; se encarga de proporcionar todos los servicios de, mensajerÃ-a electrónica necesarios para la intercomunicación de mensajes entre todos los usuarios del servicio. A cada usuario se le proporciona una dirección de correo y se le asigna un buzón, en donde recibirá los mensajes que circulan por la red de los que el sea destinatario. El usuario podrá visualizar los mensajes recibidos a petición propia con solo conectarse a su oficina postal y abrir su buzón, normalmente a través de una contraseña para garantizar la confidencialidad de la información. También existe la posibilidad de que el sistema de correo le avise automáticamente de q tiene mensajes pendientes de lectura en su buzón. • Servidores gráficos; un servidor gráfico sirve gráficos a los otros ordenadores de la red, normalmente los servidores gráficos suelen ser muy sofisticados y especializados requiere procesadores muy veloces con unidades de puntos flotante de alta velocidad y con gran potencia en la 17

tarjeta gráfica. D)Redes de área extendida; las redes LAN resuelven los problemas de comunicación en un ámbito reducido, sin embargo, con frecuencia es necesario comunicar equipos que se encuentran a muy largas distancias o pertenecientes a distintos propietarios. Una red WAN es aquella que intercomunica equipos en un área geográfica muy amplia. Normalmente las lÃ-neas de transmisión utilizadas son las lÃ-neas públicas propiedad de las compañÃ-as telefónicas, aunque no necesariamente. La capacidad de transmisión de estas lÃ-neas suele ser menor que las utilizadas en las redes LAN. A demás las lÃ-neas son compartidas por muchos usuarios, lo que exige el seguimiento de unas normas en los modos de transmisión, y en la interconexión a la red. A demás los diseñadores de una red WAN deben tener en cuenta una serie de especificaciones legales, polÃ-ticas, económicas etc, ya que se trata de un ámbito geográfico extenso incluso internacional y público. Las tasas de error, de errores de transmisión en este tipo de redes son mayores unas mil veces superiores que su equivalente en redes LAN. Funcionalidad de redes WAN; los protocolos utilizados en redes WAN, pueden estar orientados o no, a la conexión, es decir, que dependiendo del protocolo y del servicio solicitado habrá o no que efectuar una llamada. En general la mayor parte de los servicios proporcionados por las redes WAN son servicios distribuidos, quiere esto decir que la información puede estar ubicada y ser procesada por diferentes equipos todo ello de forma transparente para el usuario. A demás las redes WAN interconectan redes LAN de muy diversos tipos siempre que se cuente con el hardware y el software apropiados.

Ejemplos de redes WAN;

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Red digital de servicios integrados (ISDN): la RDSI es una red de comunicación de datos totalmente digital, de extremo a extremo de la comunicación. Por tanto, las conexiones RDSI no requieren la utilización de un módem para la transmisión de datos. Esto no quiere decir que por las lÃ-neas RDSI no puedan viajar datos de naturaleza analógica pero en este caso habrá que proceder previamente a una digitalización de la señal analógica. −La RDSI− BE de banda estrecha soporta en su acceso básico hasta dos canales de comunicación de 64 Kbps mas uno de 16 Kbps para señalización. −La RDSI−BA o de banda ancha que en España solo está disponible para empresa y que ofrece hasta 2 Mbps por segundo a base de sumar canales de 64Kbps. Entre las principales ventajas que aporta la RDSI Están la mejora de la calidad, de la flexibilidad, y de la velocidad de las comunicaciones. La RDSI permite soportar servicios de video telefonÃ-a, video conferencia, multimedia y transmisión de datos a alta velocidad. Redes FDDI (de fibra óptica, Fiber Distributed Datainterface):

esta tecnologÃ-a se basa en una estructura de red en doble anillo que permite transmisiones de hasta 100 Mbps por segundo, y distancias de hasta 100km. En la actualidad existen redes de prestaciones semejantes en las que la fibra óptica se ha sustituido por cables de par trenzado, denominados TPDDI (Twisted Pair). El tipo de trenzado suele ser apantallado y no apantallado. Otro tipo de redes son las Frame Relay, que digamos que es el sustituto del X.25 son redes públicas. Esta tecnologÃ-a puede considerarse como una evolución de las redes X.25, las principales caracterÃ-sticas son el alto caudal de información, hasta 2mbps, la transparencia a los protocolos de comunicaciones, y la integración de voz y datos.

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Redes ATM (Asyncrhonous transfer mode); esta es la tecnologÃ-a utilizada para llevar a cabo la RDSI de banda ancha. ATM es un modo especÃ-fico de transferencia de paquetes que los divide en celdas de tamaño fijo y de pequeña longitud. De este modo, se puede garantizar un flujo aproximadamente constante en la transmisión de datos. Las principales ventajas de las redes ATM son la integración de voz, datos e imagen., la transparencia a los protocolos, ausencia de restricciones en cuanto a distancia. Tiene un gran ancho de banda, desde 2 Mbps hasta 2 Gbps. Integra perfectamente las redes LAN y WAN y además tiene un fuerte soporte internacional. Entre las principales aplicaciones de ATM están la transmisión de video o audio, la video conferencia y video telefonÃ-a, la interconexión de redes LAN, la transmisión multimedia, y la RDSI de banda ancha. Una tecnologÃ-a directamente relacionada con ATM es la xDSL. Redes satélites; los satélites artificiales de comunicación pueden resolver mucho problemas de distribución masiva de datos, están especialmente diseñados par a la comunicación. Existen satélites geoestacionarios que siguen una órbita alrededor de la tierra a la misma velocidad que esta por lo que su Posición permanecerá estable respecto de un observador inmóvil situado en la superficie de la tierra. A demás hay satélites que no siguen estas órbitas geoestacionarias son satélites de órbitas bajas que giran en torno a la tierra varias veces al dÃ-a, por lo que su posición es variable con respecto a la de un observador fijo en la tierra.

E) redes MAN (metropolitanas); las redes MAN siguen estándares situados entre las redes LAN y las redes WAN. Tienen ámbitos geográficos más reducidos que las WAN y una mayor capacidad de transferencia. El área geográfica que abarcan suele ser el entorno de una ciudad. Las tasas de transferencia están por encima de las redes LAN pero no llegan a tener las limitaciones de las redes WAN. LAN

WAN • Ãmbito geográfico reducido • Velocidad de transferencia elevada • Tasas de error muy pequeñas • • Compartir recursos (información, programas, hardware)

MAN • Ãmbito geográfico amplio • Velocidad de transferencia reducida

34 − 155 Mbps

• Tasas de error superiores, hasta 1000 veces mayores. • Ejecutar procesos distribuidos.

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Funcionalidad de una red MAN; El IEEE ha propuesto la norma 806.6 como estándar para este tipo de redes, esta normativa propuso inicialmente velocidades de transferencia de entre 34 Mbps y 155 Mbps. El servicio mas utilizado dentro del estándar 802.6 es el SMDS (Switched Multimegabit Data Service) que utiliza técnicas de transmisión y conmutación como producto de la evolución de las redes LAN adaptadas a las redes públicas. Se trata de una norma de alta velocidad sin conexión. Ofrece rangos desde 1.5 hasta 45 Mbps en América. Las redes MAN son apropiadas para la distribución de televisión por cable en el ámbito de la población sobre la que se extiende la red. Actualmente las compañÃ-as operadoras de cable compiten activamente con las de telefonÃ-a, proporcionando a través del cable todo tipo de servicios como son televisión, video bajo de banda, acceso a Internet y telefonÃ-a tradicional. Actualmente se encuentra en proceso de desarrollo la tecnologÃ-a Wifi 54 Mbps Wimax 802.16 ↓ MAN WAN . 1.9 algunos códigos de representación de la información. Ya sabemos que un código es la relación que existe entre la información binaria y la que nosotros entendemos. La transformación de la información inteligible a ceros y unos, es la codificación. Principalmente existen dos tipos de código; • de longitud fija. • De longitud variable. Además, cuando estos códigos se tienen que transmitir por alguna lÃ-nea de transmisión se pueden producir errores, por lo que en el mundo de las telecomunicaciones hablaremos también de códigos detectores de errores y códigos detectores y correctores de errores. a) longitud fija; Son códigos en los que el número de byts que integran cada carácter es fijo. Ejemplos de este código: • código Baudot, código empleado actualmente en al red telegráfica. Es un código de 5 bits. El cambio a letras es; 11111 El cambio a cifras es; 11011 Por ejemplo, asi1 se escribiria asi: 11000 10100 01100 11101 21

ASI1 • código EBCDIC, código empleado por los ordenadores IBM grandes. BCD= binary coded decimal (decimal codificado binario) ↓ 4 bits cada dÃ-gito decimal por sus 4 bits EBCDIC; Código de intercambio decimal codificado en binario extendido. Es de 6 bits. Empiezan por BCD

DECIMAL 1111 1111 1111 1111 1111

0000

0

1111

0001

1

1111

0010

2

1111

0011

3

1111

0100

4

1111

0101

5

0000

0110

6

0001

0111

7

0010

1000

8

0011

1001

9

0100 0101 0110 0111 1000 1001 22

Se dice que un código es eficaz cuando 2n no es inútilmente superior a N= nº de caracteres del alfabeto. • Código ASCII (código estándar americano para intercambio de información): originalmente es un código de 7 bits que nos da para representar letras mayúsculas y minúsculas, los dÃ-gitos, los operadores, aritméticos, los signos de puntuación, los caracteres especiales, caracteres de control (corresponde en decimal de 0−31). b)longitud variable; son códigos en los que el número de bits con que se representa cada carácter puede ser variable. Ejemplos; • Código morse. A = _________ E = · O = __ __ __ • Método huffman de codificación; Es una técnica para codificar información en función de la probabilidad de la aparición de los caracteres. Pr nº enteros entre 0 y 1 Suma de probabilidades = 1 Ej: {a, e, i, o, u} P(a) = 0.3 P(e) = 0.2 P(i) = 0.25 P(o) = 0.15 P8u) = 0,1 1.00 Pa > P i > Pe > Po > Pu 0.3 0.25 0.2 0.12 0.1 Se van cogiendo las dos cantidades mas pequeñas, se suman y se pone un cero en la pequeña y un uno en la grande. Este proceso de suma se repite sucesivamente hasta que la suma de 1. Finalmente los caracteres se representan cogiendo los ceros y unos de abajo a arriba. aeiou 0.2 0.25 0.2 0.15 0 1 │ │ │ │ │ 1 0 │ 1 0 23

│ │ │ 0.55 0.2 0.25 │ │ │ │ 0 1 │ 0.45 │ │ •0 │ 1

escribir: Sistemas telemáticos. P(A) = 0.3 P(I) = 0.2 P(E) = 0.15 P(O) = 0.15 P(S) = 0.1 P(M) = 0.025 P(T) = 0.02 P(C ) = 0.02 P(L) = 0.013 P(espacio) = 0.012 P() = 0.01 P(a) >P(i) >P(e) >P(o) > P(s) >P(m) >P(t )>P(c) >P(l) > P(espacio)>P()

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1.10. Conversión entre sistemas de numeración. • como pasar de cualquier base a decimal. Am am−1 am−2 a1 a0 a−1 a−2 .. a−nb p.c. (polinomio caracterÃ-stico) am ambm + am−1bm−1 + am−2bm−2 + + a1b1 + a0 + lo tiene lorena copiado. Esto hacerlo a mano por que es un jaleo. Lo tengo en la carpeta • pasar de decimal a cualquier base: B1) parte entera; se hace por divisiones sucesivas entre la base hasta que el cociente de cero. 137 base2 *** A partir de aquÃ- lo tengo todo en folios.

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