ESCUELA DE CIENCIA BASICAS TECNOLOGIAS E INGENIERIA

INGENIERIA DE LAS TELECOMUNICACIONES

UNAD 2008

Segunda Edicin abril de 2008 Autora: Magdalena Santamara Cortes Revisin: Sixto Enrique Campaa Bastidas

Tabla de Contenido

Presentacin Introduccin Orientaciones Metodolgicas

UNIDAD 1 FUNDAMENTOS DE TELECOMUNICACIONES

Captulo 1. Conceptos bsicos Introduccin 1. Historia de las Telecomunicaciones 2. El proceso Telemtico 3. Elementos de un sistema de comunicaciones 4. El espectro electromagntico 5. Uso de las redes, ventajas y ejemplos 6. Tipos de redes 7. Topologas 8. Interconexin de redes

Captulo 2. Normas y Estndares, Modelos de referencia 1. Organismos de normalizacin 2. Modelos de referencia: OSI 3. Proyecto IEEE 802 4. Aplicaciones y arquitecturas de capas 5. Conjunto de Protocolos TCP/IP

Captulo 3. Caractersticas de las redes 1. Tcnicas de transmisin: banda base, banda ancha 2. Redes de conmutacin de circuitos, de paquetes y de mensajes 3. Tipos de Transmisin

UNIDAD 2 LA CAPA FSICA

Captulo 1. Transmisin de datos 1. Seales: Analgicas y digitales 2. Perturbaciones en la transmisin 3. Fsica de la comunicacin 4. Bases tericas de la comunicacin y Fourier 5. Multiplexacin 6. Modulacin

Guiados poca

Captulo 2. Medios de transmisin 1. Medios guiados 2. Medios no guiados 3. Aplicaciones

Captulo 3. Codificacin de datos 1. Datos Digitales seales digitales 2. Datos digitales seales analgicas 3. Datos analgicos seales digitales 4. Datos analgicos seales analgicas

Captulo 4. Interfaz en las comunicaciones de datos 1. Aspectos que definen una interface 2. Norma RS232 3. Otras Interfaces

UNIDAD 3 LA CAPA DE ENLACE DE DATOS

Captulo 1. Subcapa LLC 1. Descripcin y caractersticas 2. Mtodo de operacin 3. Control de flujo 4. Control de errores 5. Deteccin y correccin de errores

Captulo 2. Subcapa MAC 1. Descripcin y caractersticas 2. Mtodo de operacin

Captulo 3. Protocolos del Nivel de Enlace de Datos 1. HDLC: Descripcin y caractersticas 2. LAP B y LAP D

PROLOGO A LA SEGUNDA EDICION

En esta nueva entrega del mdulo del curso de Ingeniera de telecomunicaciones se han conservado la mayora de conceptos de la primera edicin, se han actualizado otros que por efectos del tiempo y desarrollo tecnolgico que se vive da a da han cambiado.

Lo fundamental del contenido de este mdulo, es que sirva como gua para el estudio del curso, ms no que se tome como ltima palabra para el desarrollo de proceso de aprendizaje del estudiante, pues resultara imposible incluir en un solo documento todas la tecnologas que envuelven las telecomunicaciones y sera muy optimista tambin esperar que el mismo sirva como fuente final y completa de la cantidad de trminos, protocolos y desarrollos que se dan alrededor de las comunicaciones y la transmisin de datos, por ello se invita al estudiante lector que tome estas referencias y que mediante otros documentos relacionados, sitios web y dems herramientas que pueda encontrar, complemente su estudio y haga un buen proceso de aprendizaje.

Tambin se invita a todos los estudiantes para que hagan sus observaciones al presente documento, pues a pesar de tratar de estar acorde con las exigencias del curso, puede contener algunas diferencias que deban ser corregidas y solventadas para que no causen ningn inconveniente con el desarrollo de las actividades propuestas, si as fuere pueden escribir al correo sixto.campana@unad.edu.co, en donde se les comunicar acerca de sus inquietudes.

Cordialmente,

Sixto Enrique Campaa Bastidas Director curso Ingeniera de las telecomunicaciones

INTRODUCCION

Estamos en el umbral del inicio de un nuevo siglo donde las nuevas tecnologas y, especialmente las comunicaciones, representan un campo que ha sufrido un avance vertiginoso en los ltimos aos especialmente. Este avance se ha reflejado en el notable crecimiento de las redes en todos los ambientes de nuestra sociedad. Las encontramos en los hospitales, los negocios, colegios, universidades, empresas del estado, reas residenciales, etc. Tambin con la cantidad de computadores personales presentes en los hogares y el fcil acceso a Internet, el uso de las redes es cada vez ms necesario, convirtindose la red en el estndar de este nuevo siglo. El incremento de estas redes se ha posibilitado gracias a los desarrollos que han posibilitado las tecnologas que las sustentan.

El mdulo de Ingeniera de Telecomunicaciones tiene como objetivo servir de referencia principalmente. Aunque parte de este material estar disponible en medios magnticos y en la pgina del curso virtual, encontrar que este texto es manejable y fcil de consultar. Se incluye informacin esencial sobre conceptos de Telecomunicaciones y Redes de datos. El mdulo est diseado para guiarlo y esboza conceptos bsicos sobre el fascinante mundo de las redes de computadoras.

El mdulo comienza con una visin bsica de las redes de computadoras, conceptos importantes y terminologa usada en el campo de las comunicaciones.

Es importante que el Ingeniero de Sistemas conozca y domine estos conceptos desde el back end, pues normalmente, como usuarios de los sistemas, conocemos el front end y nos convertimos en conductores de la tecnologa, muchas veces sin entender claramente los principios de funcionamiento de la misma. El estudiante de Ingeniera de sistemas debe ser conciente de la dedicacin y esfuerzo adicional que exige esta metodologa de autoaprendizaje, por esta razn este material pretende ayudar en ese proceso proporcionando ejercicios y esquemas que apoyen ese proceso.

Usted debe de tener presente que el hecho de que se tenga experiencia en infraestructuras de telecomunicaciones no significa que sepa de redes, pues muchas veces las aplicaciones esconden la tecnologa que subyace detrs de las mismas. Ante todo debemos de ser humildes frente al conocimiento y tener la mente abierta para aprehenderlo y finalmente descubrir que siempre tenemos algo nuevo por aprender, as llevemos muchos aos de experiencia como usuarios de la tecnologa.

OBJETIVOS GENERALES

Que el estudiante comprenda nociones, conceptos, tendencias y terminologa bsica que configuran el campo general de las Telecomunicaciones mediante la profundizacin en los diferentes campos de este curso.

Que el estudiante defina e identifique las diferentes capas del modelo de referencia OSI a travs del conocimiento de sus diferentes caractersticas y aplicaciones

Que el estudiante conozca la importancia de los estndares en comunicaciones mediante el anlisis de los diferentes aspectos para entender el estado actual de la tecnologa y su futura direccin

Que el estudiante adquiera elementos de anlisis que le permitan realizar diagnsticos y consideraciones en un proyecto de implantacin de redes telemticas.

Que el estudiante comprenda los diversos medios de transmisin mediante el estudio de sus caractersticas y aplicaciones.

Que el estudiante identifique las diferentes tecnologas de comunicacin y transmisin de datos a nivel de capas fsica y enlace del modelo OSI.

Unidad 1: FUNDAMENTOS DE TELECOMUNICACIONES

Fuente: http://www.linux-itt.com/2007/11/review-exposicin-fundamentos-de.html

Captulo 1: CONCEPTOS BSICOS

OBJETIVOS ESPECFICOS

Conocer la historia y desarrollo de las comunicaciones Identificar las diferentes terminologas usadas en redes Comprender los componentes en un proceso de comunicacin Describir los diferentes tipos de redes existentes as como sus tecnologas

INTRODUCCION

El desarrollo en la industria de las telecomunicaciones ha sido de tal magnitud que actualmente es uno de las bases ms importantes que soportan el desarrollo econmico, cultural, y educativo. Avances tecnolgicos como la fibra ptica y la digitalizacin de seales de voz y video han revolucionado la forma en que la informacin es procesada y enviada, creando superautopistas de informacin y redes computacionales mundiales que han eliminado las fronteras de tiempo y distancia para la transmisin de datos.

Igualmente, debido a la convergencia de las comunicaciones y la computacin ya no existen muchas diferencias en la comunicacin de datos, voz, y video. Esto nos est llevando a una era de globalizacin de servicios donde es posible a travs de un mismo dispositivo, como una computadora o asistente personal, obtener servicios de radio y televisin, hacer compras en lnea, y tener comunicacin instantnea con personas en distintas partes del mundo.

1.1 Historia de las Telecomunicaciones

En la historia de la humanidad, desde el principio, la comunicacin ha constituido el elemento vital para su desarrollo y evolucin. Las dos ciencias que dan origen a la Teleinformtica tienen su propia historia y evolucin por separado hasta llegar a un punto en que sus caminos se unen para compartir tcnicas y mtodos de trabajo. Las telecomunicaciones comenzaron en 1830 con la utilizacin de telgrafo, que permiti diversos tipos de comunicaciones digitales utilizando cdigos como el Morse Inventado por Samuel Morse en 1820. Fue en 1839 cuando dos ingleses, W. F. Cooke y Charles Wheatstone inventaron un modelo de telgrafo que utilizaba el principio del galvanmetro inventado por Andr Ampere, donde una aguja asociada a una bobina por la que puede circular corriente elctrica en una direccin, en la otra o en ninguna, se encuentra en posicin vertical o inclinada hacia uno de los lados derecho e izquierdo, impulsada por el campo magntico creado por el paso de la corriente.

Este telgrafo de Cooke y Wheatstone posea cinco agujas capaces de seleccionar por la inclinacin de dos de ellas, una letra entre veinte, as como por el movimiento del telgrafo de cinco agujas en estado transmisor, y sealando la letra F. La primera comunicacin que existi entre hombres fue a base de signos o gestos que expresaban intuitivamnete determinadas manifestaciones con sentido propio. Estos gestos iban acompaados de sonidos que complementaban los gestos.

Hasta hace muy poco tiempo, los sistemas informticos eran islas que slo podan comunicarse entre s con gran dificultad. La historia de las redes de computadoras se remonta hacia 1957 cuando los Estados Unidos crearon la Advanced Research Projects Agency ARPA, organismo afiliado al Departamento de Defensa para impulsar el desarrollo tecnolgico. Este organismo result fundamental en el desarrollo de las redes de computadoras y su producto ms relevante: Internet. Anteriormente, al adquirir una computadora se adquira un sistema de comunicaciones de red. Un ejemplo, los mainframes de IBM utilizaban System Network Architecture SNA. SNA es

una arquitectura de red robusta y muy adecuada al entorno terminal-host de las computadoras mainframe.

En los aos setenta y ochenta, coexistan varias docenas de arquitecturas de red. Los equipos de las compaas de mainframes como IBM, Digital, Burroughs y Honeywell estaban aislados, ya que no podan comunicarse entre s debido a que cada empresa aplicaba su propia arquitectura de red. En la poca en que los fabricantes obtenan su beneficio en la venta de hardware, tendan a concebir los sistemas propios como un modo de vincular a sus clientes a una marca especfica de computadoras y equipamiento de red.

A finales de los ochenta, cuando el uso de las LAN (Local Area Network- Red de rea Local) era habitual, los fabricantes siguieron utilizando sus propios protocolos: por ejemplo, Novell utilizaba su protocolo IPX/SPX, Apple dispona de AppleTalk y Microsoft e IBM se centraron en NetBEUI. La tarea de comunicar un tipo de LAN con otro de la competencia poda resultar dantesca. Para que un PC pudiera entenderse con un mainframe, era preciso utilizar tecnologas que lo convirtieran en un terminal no inteligente integrable en la esfera de influencia del mainframe. Con frecuencia, la simple tarea de trasladar datos de un entorno a otro requera utilizar un disco intermedio o una cinta que pudiera leerse desde el sistema de destino. Resultaba prcticamente imposible que dos sistemas distintos compartieran archivos y datos de manera transparente.

Al final de la dcada de los ochenta, el aislamiento de los sistemas informticos empezaba a ser inaceptable. Las empresas empezaron a darse cuenta de que las LAN, consideradas secundarias en sus inicios, se utilizaban cada vez ms para resolver necesidades vitales en sus organizaciones y no slo documentos de texto y hojas de clculo. Las LAN se estaban convirtiendo en depsitos de datos crticos a los que deban acceder los programas del mainframe. Si hubiera dependido de ellos, probablemente los fabricantes de computadores seguiran sin ponerse de acuerdo sobre el diseo de una arquitectura comn de red. Afortunadamente para la comunidad de usuarios, un movimiento marginal ha conseguido lo que las empresas comerciales no han podido lograr. Gracias a una serie de acontecimientos, ha emergido una arquitectura que permite interconectar distintas redes y distintos tipos de computadoras.

Un grupo de usuarios haba estado haciendo durante mucho tiempo lo que otros deseaban hacer. Durante ms de veinte aos Internet ha sido el contexto en el que se han interconectado miles de computadoras a lo largo del mundo. TCP/IP es el lenguaje de Internet.

En sus orgenes, el ARPA tena como principal objetivo, situar a los Estados Unidos como el lder mundial en tecnologa que fuera aplicable al entorno militar. Posteriormente a la creacin del ARPA, y mientras este organismo se iba abriendo hueco, Leonard Kleinrock, un investigador del MIT Massachussets Institute of Technology, escriba el primer libro sobre tecnologas basadas en la trasmisin por un mismo cable de ms de una comunicacin. Estas tcnicas se denominan tecnologas de conmutacin de paquetes y constituyen la base para la transmisin de informacin entre computadoras. Un ao ms tarde a la publicacin de Kleinrock, dos cientficos

del MIT, Licklider y Clarck, lanzaban la primera publicacin Online Man Computer Communication; Comunicaciones Hombre-Computadora en lnea. Donde se propona la necesidad de una cooperacin social a todos los niveles mediante el uso de redes de computadoras. Aunque su publicacin no tiene un carcter marcadamente cientfico, s se puede hablar de un primer enfoque visionario de cmo deban ser las comunicaciones en el futuro. Dos aos despus, en 1964, Paul Baran de la RAND Corporation, realiza la primera propuesta seria de utilizar redes basadas en conmutacin de paquetes a travs de su publicacin On Distributed Communications Networks.

En 1969, un ao clave para las redes de computadoras pues se construye la primera red de computadoras de la historia. Esta red denominada ARPANET, estaba compuesta por cuatro nodos situados en UCLA, Universidad de California en los Angeles, SRI Standford Research Institute, UCSB Universidad de California en Santa Brbara, y la Universidad de Atah.

La primera comunicacin entre dos computadoras se produce entre UCLA y Standford el 20 de Octubre de 1969. En ese mismo ao, la Universidad de Michigan creara una red basada en conmutacin de paquetes, con un protocolo llamado X.25, denominada Merit Network. La misin de esta red era la de servir de gua de comunicacin a los profesores y alumnos de dicha universidad. A partir de 1987 se han sucedido numerosos acontecimientos que han convertido a las redes de computadoras en general, y a Internet en particular, en una nueva revolucin cultural y social que ha afectado a prcticamente todas las facetas de la vida cotidiana. Su impacto es hoy indiscutible y en los albores del siglo XXI, la sociedad de la informacin se presenta como la alternativa real a muchas pautas de comportamiento desarrolladas sobre el siglo XX que han tenido que redefinir su forma de ver y entender las cosas.

1.2 El proceso telemtico

En el caso de las comunicaciones digitales, es lgico que una mquina tan compleja como el computador se pueda estudiar desde mltiples puntos de vista, por ejemplo, hardware y software, velocidad y desempeo, flexibilidad y potencia, etc. Se debe considerar un aspecto ms que le enriquece extraordinariamente: el computador considerado como unidad y el computador como entidad en relacin con otros computadores. Este ltimo concepto sita a este tipo de mquinas en un nivel de potencialidad realmente excepcional.

Cuando nos comunicamos estamos compartiendo informacin. Esta proceso de compartir puede ser local o remoto. Entre los individuos, las comunicaciones locales se producen habitualmente cara a cara, mientras que las comunicaciones remotas tienen lugar a travs de la distancia. El trmino telecomunicacin incluye telefona, telegrafa y televisin y significa comunicacin en la distancia.

El trmino datos se refiere a hechos, conceptos e instrucciones presentados en cualquier formato acordado entre las partes que crean y utilizan dichos datos. stos se representan con unidades de informacin binaria o bits en forma de ceros y unos.

La transmisin de datos es el intercambio de datos en forma de ceros y unos entre dos dispositivos a travs de alguna forma de medio de transmisin. La transmisin de datos se considera local si los dispositivos de comunicacin estn en el mismo edificio o rea geogrfica restringida y se considera remota si los dispositivos estn separados por una distancia considerable.

Para que la transmisin de datos sea posible, los dispositivos de comunicacin deben ser parte de un sistema de comunicacin formado por hardware y software. La efectividad del sistema de comunicacin de datos depende de tres caractersticas fundamentales:

Entrega: El sistema debe entregar los datos con exactitud. Los datos deben ser recibidos por el dispositivo o usuario adecuado y solamente por ese dispositivo o usuario.

Exactitud: El sistema debe entregar los datos con exactitud. Los datos que se alteran en la transmisin son incorrectos y no se pueden utilizar.

Puntualidad: El sistema debe entregar los datos con puntualidad. Los datos entregados tarde son intiles. En el caso del vdeo, el audio o la voz, la entrega puntual significa entregar los datos a medida que se producen, en el mismo orden en que se producen sin un retraso significativo. Este tipo de entregas se llama transmisin en tiempo real.

1.3 Elementos de un sistema de comunicaciones.

Existen cinco elementos bsicos y necesarios para la comunicacin: Emisor o Transmisor: es la fuente de los datos a transmitir.

Medio o canal: posibilita la transmisin.

Receptor: es el destinatario de la informacin.

Mensaje: Constituido por los datos a transmitir.

Protocolo: es el conjunto de reglas previamente establecidas que definen los procedimientos para que dos o ms procesos intercambien informacin. Adems, se dice que estas reglas definen la sintaxis, la semntica y la sincronizacin del protocolo.

Enlace: es el vnculo que existe entre dos nodos, a travs del cual fluye la informacin.

Figura 1.1: Componentes bsicos de la comunicacin

EMISOR RECEPTOR Informacin

Medio

1.4 El especto electromagntico

El Espectro Electromagntico es un conjunto de ondas que van desde las ondas con mayor longitud como "Las ondas de radio" hasta los que tienen menor longitud como los "Los rayos Gamma".

Es importante anotar que las ondas con mayor longitud de onda tienen menor frecuencia y viceversa.

Las caractersticas propias de cada tipo de onda no solo es su longitud de onda, sino tambin su frecuencia y energa.

Figura 1.2: Espectro electromagntico

Fuente: http://www.quimicaweb.net/grupo_trabajo_ccnn_2/tema5/imagenes/EM3.jpg

1.5 Uso de las redes y ejemplos.

En la actualidad es muy comn el uso masificado de computadores en las empresas, algunos de estos equipos pueden ser usados para supervisar la produccin, controlar

inventarios y procesar la nmina. La conexin de estas mquinas permite extraer y correlacionar la informacin acerca de toda la empresa. Pero esto ya no solo es comn en la industria y el comercio, pues ahora en los hogares ya se esta volviendo comn, el computador se esta utilizando y adquiriendo como un electrodomsticos ms y los puntos de conexin a redes pblicas estn por doquier, las redes inalmbricas y los porttiles estn facilitando esta tendencia.

Los usos ms frecuentes de las redes son:

Compartir recursos de uso general; con el fin de que todos los programas, el equipo y los datos estn disponibles para todos los que se conecten a la red, independientemente de la ubicacin fsica del recurso y del usuario.

Aplicaciones domsticas: se puede tener acceso a informacin remota, comunicacin persona a persona, entretenimiento interactivo, comercio electrnico.

El uso masificado de las redes ha presentado problemas sociales, ticos y polticos.

Reduce y elimina la duplicidad de trabajos

Reemplaza o complementa computadores de forma eficiente y con un costo reducido.

Permite establecer enlaces con Servidores de alta capacidad y rendimiento. De esta forma un computador de mayor capacidad acta como un servidor haciendo que los recursos disponibles estn accesibles para cada uno de los computadores personales.

Permite mejorar la seguridad y control de la informacin que se utiliza permitiendo la entrada de determinados usuarios, accediendo nicamente a cierta informacin o impidiendo la modificacin de diversos datos.

Posibilita compartir gran cantidad de informacin a travs de distintos programas, bases de datos, de manera que sea ms fcil su uso y actualizacin.

Permite usar el correo electrnico para enviar o recibir mensajes de diferentes usuarios de la misma red e incluso de redes diferentes.

Creacin de clusters y sper servidores a partir de equipos obsoletos o con caractersticas bsicas.

1.6 Tipos de redes

Una red es un conjunto de dispositivos (a menudo denominados nodos) conectados por enlaces de un medio fsico. Un nodo puede ser una computadora, una impresora

o cualquier dispositivo capaz de enviar y/o recibir datos generados por otros nodos de la red. Los enlaces conectados con los dispositivos se denominan a menudo canales de comunicacin.

Procesamiento distribuido

Las redes usan procesamiento distribuido en el aspecto en que una tarea est dividida entre mltiples computadoras. En lugar de usar una nica mquina grande responsable de todos los aspectos de un proceso, cada computadora individual (habitualmente una computadora personal o una estacin de trabajo) maneja un subconjunto de ellos.

Redes de rea Local LAN

Una red LAN, Local Area Network, red de rea local es una red de propiedad privada que conecta enlaces de una nica oficina, edificio o campus. Dependiendo de las necesidades de la organizacin donde se instale y del tipo de tecnologa utilizada, una LAN puede ser tan sencilla como dos PC y una impresora situados en la oficina de la casa de alguien o se puede extender por toda una empresa e incluir servicios de voz, sonido y perifricos de video. Su cobertura esta limitada a unos pocos kilmetros.

Las LAN estn diseadas para poder compartir recursos comunes entre computadores personales o estaciones de trabajo. Dentro de estos recursos pueden incluirse: hardware, software o datos. Las LAN se distinguen de otro tipo de redes por su medio de transmisin y su topologa. En general una LAN usar un nico medio de transmisin.

Redes de rea Metropolitana MAN.

Estas redes han sido diseadas para que se pueda extender a lo largo de una ciudad entera. Puede ser una red nica como una red de televisin por cable, o puede ser una forma de conectar un cierto nmero de LAN en una red mayor, de forma que los recursos puedan ser compartidos de LAN a LAN y de dispositivo a dispositivo. Una

empresa puede usar una MAN para conectar las LAN de todas sus oficinas dispersas por la ciudad. Una MAN puede ser propiedad totalmente por una empresa privada que ser su operadora, o puede ser un servicio proporcionado por una empresa de servicio pblico, como una empresa de telefona local.

Figura 1.3 Redes MAN

Fuente: http://www.merca.net.co/images/NodosCerros.png

Redes de rea Extensa WAN.

Una WAN proporciona un medio de transmisin a larga distancia de datos, voz, imgenes e informacin de video sobre grandes reas geogrficas que pueden extenderse a un pas, un continente o incluso el mundo entero. En contraste con las LAN que dependen de su propio hardware para transmisin, las WAN pueden utilizar dispositivos de comunicacin pblicos, alquilados o privados, habitualmente en combinaciones, y adems pueden extenderse a lo largo de un nmero de kilmetros ilimitado (Mediante el uso de empresas denominadas ISP: Proveedor de servicios de Internet). Una WAN que es propiedad de una nica empresa, que la nica que la usa, se denomina habitualmente red de empresa.

Figura 1.4 Redes WAN

Fuente: http://www.jegsworks.com/Lessons-sp/lesson7/wan-world.gif

Redes Inalmbricas

Una red local se denomina inalmbrica cuando los medios de unin entre las estaciones no son cables. Actualmente existen cuatro tcnicas para su utilizacin en redes inalmbricas: infrarrojos, radio en UHF, microondas y lser.

Actualmente se habla de redes WLAN aquellas que son de las mismas caractersticas de las redes LAN tradicionales, pero que usan como medio de transmisin elementos inalmbricos; dentro este tipo de redes existe la definicin WIFI y para redes metropolitanas con alcances de hasta ms de 50 kilmetros se tiene WIMAX.

Figura 1.5 Redes inalmbricas

Fuente: http://www.pcenterperu.com/graficos/verinalambrica.jpg

1.7 Topologas

Se denomina topologa a la forma geomtrica en que estn distribuidas las estaciones de trabajo y los cables que las conectan. La topologa de la red est compuesta por el diseo fsico del cable y el camino lgico que siguen los paquetes de una red. Las estaciones de trabajo de una red se comunican entre s mediante una conexin fsica, y el objeto de la topologa es buscar la forma ms econmica y eficaz de conectarlas para, al mismo tiempo, facilitar la fiabilidad del sistema, evitar los tiempos de espera en la transmisin de los datos, permitir un mejor control del a red y permitir de forma eficiente el aumento de las estaciones de trabajo.

Hay tres principales topologas: bus, estrella y anillo. Puede haber variaciones sobre la base de esas topologas, incluyendo la estrella bus y la estrella anillo.

La topologa de bus es la ms simple y ms comnmente usada. Tiene una configuracin lineal, con todas las computadoras conectadas a un mismo cable. En una red bus, la seal es enviada a todas las computadoras de la red. Para prevenir que la seal rebote, de un lado a otro a lo largo del cable, un terminador es colocado al final del cable. Solo una computadora puede enviar datos al mismo tiempo. Por lo tanto, a mayor nmero de computadoras en una red bus, la transmisin de datos ser ms lenta.

Figura 1.6 Topologa en Bus

Fuente: http://members.fortunecity.es/infokmas/index/memorias/memorias_archivos/image004.gif

En una topologa de estrella cada computadora est directamente conectada a un componente central que se denomina equipo de conmutacin, que puede ser hub, swith o router. Si el componente central falla, la red entera fallar.

Figura 1.7 Topologa estrella

Fuente: http://internett.galeon.com/REDES_archivos/image003.gif En la topologa de anillo (Token Ring) se conectan las computadoras en un circulo lgico. La seal o token, pasa alrededor del anillo a travs de cada computadora en

direccin de las manecillas del reloj. Una computadora toma el token libre y enva datos a la red. La computadora que recibe, copia los datos y agrega una marca de que han sido recibidos. Finalmente, los datos continan a lo largo del anillo hasta que regresan a la computadora que los envi, la cual quita los datos del anillo y libera un nuevo token.

Figura 1.8 Topologa en anillo

Fuente: http://internett.galeon.com/REDES_archivos/image002.gif

Las topologas ms frecuentes de las LAN son el bus, el anillo y la estrella. Tradicionalmente una LAN tena tasas de transmisin entre los 4 Mbps y los 16Mbps, luego se trabajo con las tecnologas ethernet manejando una velocidad de 10 Mbps, pasando luego las fast ethernet con 100 Mbps, sin embargo, actualmente las velocidades se han incrementado y pueden alcanzar los 1000 Mbps.

Existen otras topologas como:

Arbol: es una variante de la de estrella. Como en la estrella, los nodos del rbol estn conectados a un concentrador central que controla el trfico de la red. Sin embargo, no todos los dispositivos se conectan directamente al concentrador central. La mayora de los dispositivos se conectan a un concentrador secundario que, a su vez, se conecta al concentrador central.

El controlador central del rbol es un concentrador activo, el cual contiene un repetidor, es decir un dispositivo hardware que regenera los patrones de bits recibidos

antes de retransmitirlos. Retransmitir las seales de esta forma amplifica su potencia e incrementa la distancia a la que puede viajar la seal.

Los concentradores secundarios pueden ser activos o pasivos. Un concentrador pasivo sirve solamente como medio para facilitar la conexin fsica entre los dispositivos conectados.

Malla: Se trata de la unin entre nodos de una red segn las necesidades en cada caso, por tanto, podemos decir que los nodos se conectan de forma irregular. La caracterstica principal de este tipo de red es que se ajusta a cada necesidad particular sin seguir un esquema lgico predefinido

Hbrida: en la prctica, las redes de conmutacin de paquetes tienen topologas mixtas, por ejemplo, una red poligonal total o parcialmente conectada para la red primaria con subredes en rbol para las redes secundarias. Esta es bsicamente la topologa adoptada por la red de conmutacin de paquetes X.25.

Anillo configurado en estrella: una red donde se pasan las seales de una estacin a otra en crculo. La topologa fsica constituye una estrella en la que las estaciones de trabajo se ramifican desde los concentradores. Anillo con testigo 802.5 IEEE es la principal configuracin.

Estrella/Bus: una red que tiene grupos de estaciones de trabajo configurados en estrella conectados con cables de conexin largos de bus lineales.

Si todas las estaciones de trabajo estn en fila, como en una clase o bajo un vestbulo en un edificio de oficinas, es fcil instalar y gobernar una topologa bus. Sin embargo la rotura del cable puede derribar la red entera.

1.8 Interconexin de redes

La interconexin de redes ("internetworking") es un conjunto de redes interconectadas que a simple vista puede parecer solo una red ms grande, sin embargo, si cada una de estas redes retiene su identidad y se necesitan mecanismos especiales para la conmutacin a travs de mltiples redes entonces a la configuracin se le conoce como Internet y cada una de las redes constituyente como una subred.

Estos son algunos de los trminos que se debe conocer cuando se habla de interconexin de redes:

Red de comunicacin: Sistema que facilita la transferencia de datos entre las estaciones conectadas a la red.

Internet: Coleccin de redes de comunicacin conectadas

Subred: Red perteneciente a una Internet.

Sistema final(ES): Dispositivo conectado a una subred que se utiliza para implementar aplicaciones de usuario final.

Sistema intermedio(IS): Dispositivo utilizado para conectar dos subredes y permitir la comunicacin entre sistemas finales.

Puente: Es un sistema intermedio utilizado para conectar redes LAN que utilizan el mismo protocolo.

Dispositivos de encaminamiento: Es un sistema intermedio utilizado para conectar dos redes que pueden o no ser similares.

Para que una interconexin sea efectiva debe cumplir mnimo con ciertos requisitos:

Proporcionar un enlace entre redes Proporcionar el enrutamiento y entrega de los datos Proporcionar un servicio que realice el seguimiento de las redes y los dispositivos de enrutamiento y mantenga sta informacin Proporcionar estos servicios pero sin necesitar la modificacin de la arquitectura de cualquiera de las redes interconectadas.

Adems el sistema de interconexin debe adaptarse a las diferencias que hay entre cada una de las redes, y ste es una de los procesos ms difciles. Algunas de estas diferencias son:

Esquemas de direccionamiento: las redes usan diferentes esquemas de direccionamiento, por lo que se necesitar una conversin a un sistema de directorio.

Tamao mximo de paquete (MTU): cada red tiene su propio tamao mximo de paquete, por lo tanto es necesario romper un paquete en unidades ms pequeas (fragmentacin o segmentacin).

Valores de los temporizadores: los procedimientos que determinan estos valores deben permitir una transmisin eficiente que evite retransmisiones innecesarias.

Tcnicas de enrutamiento: el sistema de interconexin debe coordinar las diferentes tcnicas que tenga cada red.

Recuperacin de errores: pueden variar desde una conexin sin recuperacin de errores hasta un servicio seguro de extremo a extremo.

Mecanismos de acceso a la red: puede ser diferente para cada red.

Servicios: las redes pueden prestar servicios orientados a conexin o no orientados a conexin.

Control de acceso del usuario: cada red tiene su propio control y debe ser solicitado por el servicio de interconexin.

Control de flujo: puede ser ventana corrediza, control de taza, o cualquier otro, en algunos caso ninguno.

Calidad de servicio: una red puede solicitarla y otra simplemente no.

EJERCICIOS

1. Identifique los componentes de un sistema de comunicaciones 2. Investigue sobre el uso de las redes en los diferentes ambientes 3. Cul es la funcin de los protocolos de comunicaciones? 4. De dos ejemplos de ventajas y desventajas del uso de los protocolos en las redes. 5. Realice un cuadro comparativo entre las redes LAN, MAN, WAN e Inalmbricas, identificando claramente las caractersticas y propiedades de cada una: mbito geogrfico, velocidad de transmisin, etc. 6. Enumere las caractersticas de los servicios que provee una LAN 7. Detalle esquemticamente las distintas tecnologas con las que se puede construir una red WAN. 8. Realice un cuadro comparativo entre las diferentes topologas de red identificando claramente las caractersticas de cada una 9. Puede influir el nmero de usuarios en una red en el desempeo de la misma? Explique su respuesta 10. Las necesidades del comercio mundial motivaron la construccin de los canales de Suez y Canad. Qu situaciones anlogas pueden darse en las redes de comunicaciones? 11. Realice un cuadro comparativo sobre la evolucin de las Telecomunicaciones 12. Realice un cuadro comparativo sobre la evolucin de las Informtica 13. Qu relacin encuentra entre los numerales 11 y 12 anteriores?

BIBLIOGRAFA COMPLEMENTARIA

100 Years of Comunications Progress, IEEE Comunications Magazine, vol. 22, nm. 5, mayo 1984. Contiene muchos artculos importantes acerca de la historia de las telecomunicaciones y predicciones de las redes futuras.

ALCALDE, EDUARDO Y JESS GARCA TOMS (1993) . Introduccin a la Teleinformtica, McGrawHill. Contiene referencias importantes sobre conceptos fundamentales de telecomunicaciones, exponiendo estos conceptos de una forma clara y concisa.

Martn, J., Future Developments in Telecomunications, Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey, 1977. Una vision detallada del futuro de las redes: interesante para echar la vista atrs y comprobar con qu frecuencia se han cumplido las predicciones. .

Visitar http://www.racal.comnetworking.html, all encontrar informacin y enlaces sobre comunicaciones y redes de datos.

Unidad 1: Fundamentos de Telecomunicaciones

Captulo 2: Normas y Estndares Modelos de Referencia

Fuente: http://www.granatula.com.es/web/engranajes%20granates.jpg

OBJETIVOS ESPECFICOS

Describir las entidades responsables de los estndares en comunicaciones Conocer el estado del arte de los estndares en comunicaciones Profundizar en el conocimiento del modelo de referencia OSI y sus diferentes

funcionalidades Distinguir otros modelos de referencia como TCP/IP y su aplicabilidad en redes

como Internet

INTRODUCCION

Las redes de computadores posibilitan el intercambio de informacin entre dos o ms sistemas conectados. Esto se hace posible gracias al desarrollo de estndares internacionales tanto en hardware como en software. El desarrollo de estos estndares se ha logrado a travs de entidades internacionales que siguen los fabricantes de hardware y software para el trabajo en red. Uno de los estndares ms conocidos ha sido el basado en OSI.

2.1 Organismos de normalizacin

Para poder establecer una comunicacin entre computadores, lo mismo que para realizarla entre personas, es necesario contar con una serie de normas que regulen dicho proceso. Estas normas las fija la sociedad en general (en el caso de las personas) o unos organismos internacionales de normalizacin (en el caso de las mquinas).

Un estndar proporciona un modelo de desarrollo que hace posible que un producto funcione adecuadamente con otros sin tener en cuenta quin lo ha fabricado. Los estndares son esenciales para crear y mantener un mercado abierto y competitivo entre los fabricantes de los equipos y para garantizar la interoperabilidad nacional e internacional de los datos y la tecnologa y los procesos de telecomunicaciones.

Proporciona guas a los fabricantes, vendedores, agencias del gobierno y otros proveedores de servicios, para asegurar el tipo de interconectividad necesario en los mercados actuales y en las comunicaciones internacionales.

Los estndares de transmisin de datos se clasifican en:

Estndares de facto o por convencin Estndares por ley o por regulacin, tambin llamados de JURE o IURE.

Los estndares de jure son aquellos que han sido legislados por un organismo oficialmente reconocido. Los estndares que no han sido aprobados por una organizacin reconocida pero han sido adoptados como estndares por su amplio uso son estndares de facto. Los estndares de facto suelen ser establecidos a menudo por fabricantes que quieren definir la funcionalidad de un nuevo producto de tecnologa.

Los estndares son desarrollados mediante la cooperacin entre comits de creacin de estndares, foros y agencias reguladoras de los gobiernos.

Comits de creacin de estndares

Aunque hay muchas organizaciones que se dedican a la definicin y establecimiento de estndares para datos y comunicaciones, en Norteamrica se confa fundamentalmente en aquellos publicados por los siguientes:

The International Standards Organization ISO The International Telecommunications Union Telecommunication Standards Sector ITU T, anteriormente CCITT The American National Standards Institute ANSI The Institute of Electrical and Electronics Engineers IEEE The Electronic Industries Association EIA Telcordia

2.2 Modelos de referencia:

OSI - Modelo de referencia OSI Open System Interconection

Figura 1.9 Modelo OSI

Fuente: http://exa.unne.edu.ar/depar/areas/informatica/SistemasOperativos/imageER9.JPG

OSI es el nombre del modelo de referencia de una arquitectura de capas para redes de computadores y sistemas distribuidos que ha propuesto la ISO como estndar de interconexin de sistemas abiertos.

El modelo de referencia OSI propone una arquitectura de siete capas o niveles, cada una de las cuales ha sido diseada teniendo en cuenta los siguientes factores:

Una capa se identifica con un nivel de abstraccin, por tanto, existen tantas capas como niveles de abstraccin sean necesarios. Cada capa debe tener una funcin perfectamente definida. La funcin de cada capa debe elegirse de modo que sea posible la definicin posterior de protocolos internacionalmente normalizados. Se disminuir al mximo posible el flujo de informacin entre las capas a travs de los interfaces. Las capas sern tan numerosas como sea necesario para que dos funciones muy distintas no tengan que convivir en la misma capa.

Los nombres que reciben estas siete capas son: fsica, enlace de datos, red, transporte, sesin, presentacin y aplicacin.

El modelo OSI no especifica cmo son los protocolos de comunicaciones, no es una verdadera arquitectura, sencillamente recomienda la manera en que deben actuar las distintas capas. No obstante, la ISO ha recomendado normas para protocolos en cada una de las capas. Estrictamente hablando, estas normas o realizaciones concretas de los protocolos no pertenecen al modelo OSI; de hecho, se han publicado como normas internacionales independientes.

El dilogo entre las diferentes capas se realiza a travs de interfaces existentes entre ellas. Esta comunicacin est perfectamente normalizada en forma de un sistema de llamadas y respuestas que OSI denomina primitivas. De este modo, cada servicio est nominado por un SAP (Punto de acceso al servicio) que le identifica unvocamente dentro de cada interfase y un conjunto de operaciones primitivas, al servicio de la capa superior, utilizadas para solicitar los servicios a que se tienen acceso desde cada SAP.

El modelo de referencia OSI es un modelo terico. No hay ninguna red que sea OSI al cien por ciento. Los fabricantes se ajustan a este modelo en aquello que les interesa.

Al principio de la informtica, cada fabricante estableca unos procedimientos de comunicacin entre sus computadores, siendo muy difcil la comunicacin entre computadores de fabricantes distintos.

La Organizacin Internacional de Normalizacin (ISO) desarroll el modelo de referencia OSI (Interconexin de Sistemas Abiertos) a modo de gua para definir un conjunto de protocolos abiertos. Aunque el inters por los protocolos OSI ha pasado, el modelo de referencia OSI sigue siendo la norma ms comn para describir y comparar conjuntos de protocolos. Este estndar cubre todos los aspectos de las redes de comunicacin en un modelo que permite que dos sistemas diferentes se puedan comunicar independientemente de la arquitectura subyacente.

Este modelo propone dividir en niveles todas las tareas que se llevan a cabo en una comunicacin entre computadores. Todos los niveles estaran bien definidos y no interferiran con los dems, de ese modo, si fuera necesaria una correccin o modificacin en un nivel, no se afectara el resto. En total se formaran siete niveles (los cuatro primeros tendran funciones de comunicacin y los tres restantes de proceso).

La capa fsica

En esta capa se lleva a cabo la transmisin de bits puros a travs de un canal de comunicacin. Los aspectos del diseo implican asegurarse de que cuando un lado enva un bit 1, ste se reciba en el otro lado como tal, no como bit 0. Se tienen en cuenta aspectos de diseo como interfaces mecnicas, elctricas y de temporizacin y medios de transmisin. La capa fsica es la capa inferior del modelo de referencia OSI y se encarga de transmitir los datos por el medio de transmisin. Los protocolos utilizados en la capa fsica se encargan de genera y de detectar el nivel de tensin necesario para transmitir y recibir las seales que transportan los datos. Las seales de datos se transmiten en formato binario y estn formados por unos y ceros. El uno, por ejemplo, puede significar +5 Volts y el cero puede significar 0 Volts. El cableado, el equipo de red y el diseo fsico de la red forman parte de la capa fsica, igual que el tipo de transmisin que se utiliza, que puede ser anloga o digital.

La capa fsica maneja la velocidad de transmisin de los datos, monitorea la proporcin de errores en los datos y maneja los niveles de tensin para la transmisin de las seales. La capa fsica se ve afectada por los problemas fsicos de la red, por ejemplo si falta la carga de un cable o si existen interferencias elctricas o electromagnticas. Las interferencias se producen por la proximidad de motores elctricos, lneas de alta tensin, alumbrados y otros dispositivos elctricos.

La capa de enlace de datos

Su funcin principal es transformar un medio de transmisin puro en una lnea de comunicacin que, al llegar a la capa de red, aparezca libre de errores de transmisin. Para ello el emisor fragmenta los datos de entrada en tramas de datos y transmite las

tramas de manera secuencial. Si el servicio es confiable, el receptor confirma la recepcin correcta de cada trama devolviendo una trama de confirmacin de recepcin. Tambin dentro de las funciones de esta capa est la de la regulacin del trfico que indica al transmisor cunto espacio de bfer tiene el receptor en ese momento. Un aspecto adicional de esta capa el del control del acceso al medio.

Servicios orientados a la conexin

Establece una conexin lgica entre el nodo que transmite y el nodo que recibe antes de empezar toda la comunicacin. Las tramas contienen un nmero de secuencia que sirve para que el nodo de recepcin se asegure de que las tramas estn llegando en el mismo orden en que se han enviado. Proporciona varias formas para asegurar que los datos se reciban correctamente en el nodo de recepcin. Estas formas de asegurar la correcta comunicacin incluyen la creacin de una conexin de comunicacin lgica, la coordinacin de la velocidad de transmisin de los datos, proporcionar notificacin de que los datos han sido recibidos y proporcionar una forma de retransmisin de los datos.

Servicios no orientados a la conexin No proporciona ningn control para asegurar que los datos han llegado correctamente al nodo destino.

Capa de red

Es la encargada de controlar el paso de paquetes por la red. Todas las redes estn compuestas por rutas fsicas (caminos cableados) y rutas lgicas (caminos software). La capa de red lee la informacin de la direccin y enruta cada una de las tramas por la ruta ms conveniente, para que las transmisiones sean eficientes. Esta capa tambin permite que las tramas sean enviadas desde una red a otra por medio de los enrutadores. Los enrutadores son dispositivos fsicos que contienen un software que permite a las tramas formateadas en una red alcanzarn otras redes diferentes, de forma que las segunda red la entienda. Para controlar el paso de las tramas, la capa de red acta como una estacin de conmutacin, enrutando las tarmas por las rutas ms eficientes entre los diferentes caminos. El mejor camino se determina mediante la obtencin continua de la informacin sobre la localizacin de las distintas redes y nodos en un proceso llamado descubrimiento. Se emplean circuitos virtuales cuando se desea que todos los paquetes sigan la misma trayectoria. Los circuitos virtuales son caminos de comunicacin lgicos que establecen el envo y la recepcin de datos.

Los circuitos virtuales slo los conoce la capa de red. La capa de red tambin pone la direccin a las tramas y les ajusta el tamao para que cumplan con los requisitos de la red de recepcin. Otra de las funciones de la capa de red es la de asegurar que las tramas no se estn enviando a una tasa ms alta de la que es capaz de manejar la capa de recepcin.

Capa de transporte

La capa de transporte garantiza que los datos se envan de manera fiable desde el nodo de transmisin hacia el nodo de destino. La capa de transporte, por ejemplo, asegura que las tramas se enva y reciben en el mismo orden. Tambin, cuando se realiza una transmisin, el nodo de recepcin puede enviar un acuse de recibo, que a veces se llama ack de acknowledgement, reconocimiento en ingls, para indicar que los datos se han recibido. La capa de transporte establece el nivel de la comprobacin del error de paquete, con el nivel ms alto, que garantiza que las tramas se envan de nodo a nodo, sin errores y en un intervalo de tiempo aceptable. Los protocolos empleados para comunicarse dentro de la capa de transporte emplean varias medidas de calidad.

Capa de sesin

La capa de sesin establece, mantiene y sincroniza los dilogos entre los nodos. El control de flujo y de errores en el nivel de sesin utiliza puntos de sincronizacin que son puntos de referencia introducidos en los datos. El propsito de este nivel es ofrecer los medios necesarios para que dos usuarios cooperantes organicen y sincronicen su dilogo. Para ello el nivel de sesin abre conexiones (denominadas sesiones) e impone una estructura de dilogo. Los servicios ofrecidos son:

Apertura de sesiones Liberacin de sesiones de forma ordenada, sin prdida de informacin pendiente de entrega Cuatro canales separados de datos Funciones de gestin de la comunicacin: unidireccional, dplex, semidplex

Insercin de puntos de control durante el intercambio de datos para permitir posteriores procesos de resincronizacin Organizacin del dilogo en diferentes unidades Comunicacin de situaciones excepcionales.

Para acceder a estos servicios se accede usando una serie de primitivas de servicios. El servicio de sesin estandarizado por la ISO est orientado a la conexin.

La capa de sesin es responsable de la continuidad de la conexin o sesin entre dos nodos. Establece la conexin y asegura que ste se mantiene mientras dure la sesin de comunicacin. La capa de sesin tambin proporciona comunicacin de forma ordenada entre los nodos. Por ejemplo, primero se establece el nodo que transmite. Determina cunto tiempo puede transmitir un nodo y cmo reconstruir los errores de transmisin. Asigna una nica direccin a cada nodo, igual que ocurre con el cdigo postal, que permite asociar las cartas postales a una determinada regin o zona postal. Cuando finaliza la sesin de comunicacin, la capa de sesin desconecta lgicamente los nodos.

Capa de Presentacin

Se encarga de formatear los datos. Cada tipo de red utiliza un esquema de formato particular que se aplica en la capa de presentacin. Una forma de ver la capa de presentacin es como un verificador de sintaxis. Garantiza que los nmeros y el texto se envan para que puedan ser ledos por la capa de presentacin del nodo de recepcin. La capa de presentacin tambin es la encargada de encriptar los datos. La encriptacin de los datos supone la codificacin de los datos para que no puedan leerlos los usuarios no autorizados.

La encriptacin de los datos se utiliza en muchos sistemas software para las contraseas pero raramente se utiliza para transmitir otro tipo de datos. Otra de las funciones de la capa de presentacin es la compresin de los datos. Cuando se formatean los datos, puede haber espacios en blanco que tambin se formatean entre las partes de texto y nmeros. La compresin de los datos elimina los espacios en blanco y los compactan para que los datos a enviar sean mucho ms pequeos. Los datos se descomprimirn ms tarde en la capa de presentacin del nodo de recepcin.

Capa de Aplicacin

Corresponde la capa siete situada en la parte superior de la arquitectura OSI. Representa los accesos a las aplicaciones y a los servicios de red de los usuarios del computador. Esta capa proporciona servicios de red a las aplicaciones software como bases de datos. Algunos de los servicios incluyen transferencias de archivos, administracin de archivos, acceso remoto a los archivos, manejo de mensajes de correo electrnico y emulacin de terminales

2.3 Proyecto 802 IEEE

La norma 802 indica que una red local es un sistema de comunicaciones que permite a varios dispositivos comunicarse entre s. Para ello se defini, el tamao de la red, la velocidad de transmisin, los dispositivos conectados, el reparto de recursos y la viabilidad de la red que cubren el nivel Fsico y el nivel de enlace de datos. Entre las distintas especificaciones de la norma 802 se encuentran:

Ethernet e IEEE 802.3: Ethernet y el protocolo del Instituto de Ingeniera Elctrica y Electrnica (IEEE Institute of Electrical and Electronic Engeneers) 802.3 son los protocolos de LAN que ms se usan en la actualidad. Usan una tecnologa de red denominada acceso mltiple con deteccin de portadora y deteccin de colisiones (CSMA/CD carrier sense multiple access collision detect) para permitir el acceso a un bus de 10 Mbps en el que se comunican todos los dispositivos. Los dispositivos Ethernet pueden comunicarse en modo semiduplex, lo que quiere decir que puede enviar o recibir una trama, pero no ambas cosas a la vez.

Fast Ethernet: Fast ethernet es un protocolo CSMA/CD que funciona a 100 Mbps, lo que supera 10 veces la velocidad de Ethernet. El xito de Fast Ethernet se debe a que el protocolo usa el mismo medio fsico (cobre, par trenzado y fibra) que el Ethernet, lo que hace posible que las redes pasen de 10 Mbps a 100 Mbps sin cambiar de infraestructura fsica. Fast Ethernet puede funcionar en semiduplex o en duplex completo.

Figura 1.10 Fast ethernet

Fuente: http://www.diazcomunicaciones.com/web/images/te100-s24%20diagrama.jpg

Gigabit Ethernet: se basa en el estndar Ethernet IEEE 802.3. La principal diferencia es que se comunica con los dispositivos a 1Gbps, por lo tanto es 10 veces ms rpida que Fast Ethernet. Pero para su implementacin es necesario realizar cambio en la interfaz fsica de los dispositivos.

Figura 1.11 Gibabit ethernet

Fuente: http://www.jalercom.com/cms/upload/products/planet/GSD-802PS/GSD-802PS_app1.jpg

Token Ring: es una tecnologa desarrollada por IBM y estandarizada como el protocolo IEEE 802.5. El protocolo token ring opera en una topologa lgica de anillos. Usa un protocolo llamado token capture para conceder acceso al medio fsico de la red. Se ha implementado a 4 Mbps y a 16 Mbps.

FDDI: La Interfaz de Datos Distribuidos por Fibra (FDDI, Fiber Distributed Data Interface) es otro protocolo de captura de token. Es similar al Token Ring, pero en lugar de usar una arquitectura de un solo anillo, FDDI usa un anillo de fibra dual que transmite datos en direcciones opuestas. Durante el funcionamiento normal FDDI usa solo un anillo, denominado anillo primario. Solo usa el segundo anillo, llamado anillo de respaldo, cuando se produce un fallo en el anillo primario. Funciona a 100 Mbps.

IEEE 802.6: Especificaciones para una red de rea metropolitana.

IEEE 802.7: Redes Locales de Banda Ancha.

IEEE 802.8: Fibra ptica.

IEEE 802.9: Estndar para la definicin de voz y datos en las redes locales.

IEEE 802.10: Seguridad en las redes locales.

IEEE 802.11: Redes locales inalmbricas.

2.4 Aplicaciones y Arquitectura de capas

Cuando se realiza un intercambio de datos entre computadoras, terminales y/o otros dispositivos de procesamiento, las cuestiones a estudiar son muchas ms. Considrese, por ejemplo, la transferencia de un archivo entre dos computadores. En este caso, debe haber un camino entre los dos computadores, directo o a travs de una red de comunicacin, pero adems se requiere la realizacin de las siguientes tareas adicionales:

i. El sistema fuente de informacin debe activar el camino directo de datos, o bien debe proporcionar a la red de comunicacin la identificacin del sistema destino deseado.

ii. El sistema fuente debe asegurarse de que el destino est preparado para recibir datos.

iii. La aplicacin de transferencia de archivo en el origen debe asegurarse de que el programa gestor en el destino est preparado para aceptar y almacenar el archivo para el usuario determinado.

iv. Si los formatos de los dos archivos son incompatibles entre ambos sistemas, uno de los dos deber realizar una operacin de adecuacin.

Al intercambio de informacin entre computadoras con el propsito de cooperar se le denomina comunicacin entre computadoras. Al conjunto de computadores que se interconectan a travs de una red de comunicaciones se les denomina red de computadores.

En el estudio de las comunicaciones entre computadores y las redes de computadores son relevantes los siguientes conceptos:

Los protocolos

Las primeras redes de computadoras se disearon teniendo al hardware como punto principal y al software como secundario. Esta estrategia ya no funciona. Actualmente el software de redes est altamente estructurado. Para reducir la complejidad de su diseo, la mayora de las redes est organizada como una pila de capas o niveles, cada una construida a partir dela que est debajo de ella. El nmero de capas, as como el nombre, contenido y funcin de cada una de ellas difieren de red a red. El propsito de cada capa es ofrecer ciertos servicios a las capas superiores, a las cuales no se les muestran los detalles reales de implementacin de los servicios ofrecidos.

La capa n de una mquina mantiene una conversacin con la capa n de otra mquina. Las reglas y convenciones utilizadas en esta conversacin se conocen de manera colectiva como protocolo de capa n. Bsicamente, un protocolo es un acuerdo entre las partes en comunicacin sobre cmo se debe llevar a cabo la comunicacin.

Las entidades que abarcan las capas correspondientes en diferentes mquinas se llaman iguales (peers). Los iguales podran ser procesos, dispositivos de hardware o incluso seres humanos. En otras palabras, los iguales son los que se comunican a travs del protocolo.

En realidad, los datos no se transfieren de manera directa desde la capa n de una mquina a la capa n de la otra mquina, sino que cada capa pasa los datos y la informacin de control a la capa inmediatamente inferior, hasta que se alcanza la capa ms baja. Debajo de la capa 1 se encuentra el medio fsico a travs del cual ocurre la comunicacin real. Entre cada para de capas adyacentes est una interfaz que define qu operaciones y servicios primitivos pone la capa ms baja a disposicin de la capa superior inmediata. Cuando los diseadores de redes deciden cuntas capas incluir en una red y qu debe hacer cada una, una de las consideraciones ms importantes es definir interfaces limpias entre las capas. Esto requiere que la capa desempee un conjunto especfico de funciones bien entendidas. Adems de minimizar la cantidad de informacin que se debe pasar entre las capas, las interfaces bien definidas simplifican el reemplazo de la implementacin de una capa con una implementacin totalmente diferente.

Un conjunto de capas y protocolos se conoce como arquitectura de red. La especificacin de una arquitectura debe contener informacin suficiente para permitir que un implementador escriba el programa o construya el hardware para cada capa de modo que se cumpla correctamente con el protocolo apropiado. Ni los detalles de la implementacin ni las especificaciones de las interfaces son parte de la arquitectura porque estn ocultas en el interior de las mquinas y no son visibles desde el exterior. La lista de protocolos utilizados por un sistema, con un protocolo por capa, se conoce como pila de protocolos.

Encapsulamiento

Cada PDU no slo contiene datos, sino que adems debe incluir informacin de control. De hecho algunas PDU contienen informacin de control exclusivamente. La informacin de control se puede clasificar en las siguientes categoras:

Direccin: en la PDU se debe indicar la direccin del emisor y receptor. Cdigo para la deteccin de errores: para la deteccin de errores en la trama se debe incluir alguna secuencia de comprobacin.

Control del protocolo: en la PDU se incluye informacin adicional para llevar a cabo las funciones del protocolo. Se denomina encapsulamiento al hecho de aadir a los datos informacin de control. Los datos se aceptan o generan por una entidad y se encapsulan en la PDU junto con la informacin de control. Una PDU, Unidad de datos de Protocolo, es el bloque de datos a intercambiar entre dos entidades. Una primitiva es un comando que se emplea para transferir la informacin de una capa de la arquitectura OSI a otra, por ejemplo, de la capa fsica a la capa de enlace.

2.5 TCP/IP

Figura 1.12 TCP/IP Vs OSI

Fuente: http://www.textoscientificos.com/imagenes/redes/tcp-ip-osi.gif

TCP/IP no es una arquitectura OSI, se pueden establecer algunas comparaciones. La familia de protocolos TCP/IP, usada en Internet, se desarroll antes que el modelo OSI. Por tanto los niveles del Protocolo de Control de Transmisin/Protocolo de Red no coinciden exactamente con los del modelo OSI. La familia de protocolos TCP/IP est compuesta por cinco niveles: fsico, enlace de datos, red, transporte y aplicacin. Los primeros cuatro niveles proporcionan estndares fsicos, interfaces de red,

conexin entre redes y funciones de transporte que se corresponden con los cuatro primeros niveles del modelo OSI. Sin embargo, los tres modelos superiores del modelo OSI estn representados en TCP/IP mediante un nico nivel denominado nivel de aplicacin.

La arquitectura de un sistema en TCP/IP tiene una serie de metas:

La independencia de la tecnologia usada en la conexin a bajo nivel y la arquitectura del ordenador

Conectividad Universal a traves de la red Reconocimientos de extremo a extremo Protocolos estandarizados

TCP/IP es un conjunto de protocolos jerrquico compuesto por mdulos interactivos, cada uno de los cules proporciona una funcionalidad especfica, pero que no son necesariamente interdependientes. Mientras el modelo OSI especifica qu funciones pertenecen a cada uno de sus niveles, los niveles de la familia de protocolos TCP/IP contiene algunos relativamente independientes que se pueden mezclar y hacer coincidir dependiendo de las necesidades del sistema. El trmino jerrquico significa que cada protocolo de nivel superior est soportado por uno o ms protocolos de nivel inferior.

Figura 1.13 Protocolos de TCP/IP

Fuente: http://www4.uji.es/~al019803/tcpip/paginas/estructura.htm

TCP/IP define dos protocolos en el nivel de transporte: Protocolo de Control de Transmisin TCP y Protocolo de Datagramas de usuario UDP. En el nivel de red, el principal protocolo definido por TCP/IP es el protocolo entre redes IP, aunque hay algunos otros protocolos que proporcionan movimiento de datos en este nivel.

Protocolo IP

IP Internet Protocol es el protocolo de nivel de red en ARPANET, el sistema de comunicaciones que tradicionalmente han utilizado los sistemas UNS y que naci a principios de los aos ochenta. IP es un protocolo sin conexin, por tanto, carece de

seguridad en la entrega de paquetes. Cuando una comunicacin que utiliza el protocolo IP para transferir los paquetes de datos necesita seguridad, sta debe ser proporcionada por otro protocolo de capa superior, en nuestro caso el protocolo TCP, que ser estudiado ms adelante. Los protocolos TCP/IP se relacionan unos con otros. La idea inicial de diseo para IP fue la de confeccionar un protocolo capaz de conducir paquetes a travs de distintas redes interconectadas, por tanto, es un protocolo especialmente preparado para que sus paquetes sean encaminados (utilizando routers, que son dispositivos especiales para interconexin de redes) entre las distintas subredes que componen una red global. IP es el protocolo base para las transferencias de datos en Internet.

El protocolo IP tambin define la ruta inicial por la que sern enviados los datos.

Cuando los datagramas viajan de unos equipos a otros, es posible que atraviesen diferentes tipos de redes. El tamao mximo de estos paquetes de datos puede variar de una red a otra, dependiendo del medio fsico que se emplee para su transmisin. A este tamao mximo se le denomina MTU (Maximum Transmission Unit), y ninguna red puede transmitir un paquete de tamao mayor a esta MTU. El datagrama consiste en una cabecera y datos.

Longitud de la Cabecera

Este campo ocupa 4 bits, y representa el nmero de octetos de la cabecera dividido por cuatro, lo que hace que este sea el nmero de grupos de 4 octetos en la cabecera.

Versin

El campo versin ocupa 4 bits. Este campo hace que diferentes versiones del protocolo IP puedan operar en la Internet. En este caso se trata de la versin 4.

Tipo de servicio

Este campo ocupa un octeto de la cabecera IP, y especifica la precedencia y la prioridad del datagrama IP. Los tres primeros bits del octeto indican la precedencia. Los valores de la precedencia pueden ser de 0 a 7. Cero es la precedencia normal, y 7 esta reservado para control de red. Muchos Gateways ignoran este campo.

Los otros 4 bits definen el campo prioridad, que tiene un rango de 0 a 15. Las cuatro prioridades que estn asignadas son: 0, (por defecto, servicio normal), 1 (minimizar el coste monetario), 2 (mxima fiabilidad), 4 (Maximizar la transferencia), 8 (El bit +4 igual a 1, define minimizar el retraso). Estos valores son utilizados por los routers para direccionar las solicitudes de los usuarios.

Longitud Total

Este campo se utiliza para identificar el numero de octetos en el datagrama total.

Identificacin

El valor del campo identificacin es un numero secuencial asignado por el Host origen. El campo ocupa dos octetos. Los nmeros oscilan entre 0 y 65.535, que cuando se combinan con la direccin del Host forman un nmero nico en la Internet. El numero se usa para ayudar en el reensamblaje de los fragmentos de datagramas.

Fragmentos Offset

Cuando el tamao de un datagrama excede el MTU, este se segmenta.

El fragmento Offset representa el desplazamiento de este segmento desde en inicio del datagrama entero.

Flags

El campo flag ocupa 3 bits y contiene dos flags. El bit +5 del campo flags se utiliza para indicar el ultimo datagrama fragmentado cuando toma valor cero. El bit +7 lo utiliza el servidor origen para evitar la fragmentacin. Cuando este bit toma valor diferente de cero y la longitud de un datagrama excede el MTU, el datagrama es descartado y un mensaje de error es enviado al Host de origen por medio del protocolo ICMP.

Tiempo de Vida

El campo tiempo de vida ocupa un octeto. Representa el nmero mximo de segundos que un datagrama puede existir en Internet, antes de ser descartado. Un Datagrama puede existir un maximo de 255 segundos. El nmero recomendado para IP es 64.

El originador del datagrama envia un mensaje ICMP cuando el datagrama es descartado.

Protocolo

El campo protocolo se utiliza para identificar la capa de mayor nivel mas cercana usando el IP. Este es un campo de 0 bits, que normalmente identifica tanto la capa TCP (valor 6), como la capa UDP (valor 17) en el nivel de transporte, pero puede identificar hasta 255 protocolos de la capa de transporte.

Checksum

El checksum proporciona la seguridad de que el datagrama no ha sido daado ni modificado. Este campo tiene una longitud de 16 bits.

El checksum incluye todos los campos de todos los campos de la cabecera IP, incluido el mismo, cuyo valor es cero a efectos de clculo.

Un Gateways o nodo que efectu alguna modificacin en los campos de la cabecera (por ejemplo en el tiempo de vida), debe recalcular el valor del checksum antes de enviar el datagrama.

Los usuarios del IP deben proporcionar su propia integridad en los datos, ya que el checksum es solo para la cabecera.

Direccin de Origen

Este campo contiene un identificador de red (Netid) y un identificador de Host (Hostid). El campo tiene una longitud de 32 bits. La direccin puede ser de clase A, B, C.

Direccin de Destino

Este campo contiene el Netid y el Hostid del destino. El campo tiene una longitud de 32 bits. La direccion puede ser de clase A, B, C o D.

Opciones

La existencia de este campo viene determinada por la longitud de la cabecera. Si esta es mayor de cinco, por lo menos existe una opcin.

Aunque un Host no esta obligado a poner opciones, puede aceptar y procesar opciones recibidas en un datagrama. El campo Opciones es de longitud variable. Cada octeto esta formado por los campos Copia, Clase de Opcin y Numero de Opcin.

El campo Copia sirve para que cuando un datagrama va a ser fragmentado y viaja a travs de nodos o Gateways. Cuando tiene valor 1, las opciones son las mismas para todos los fragmentos, pero si toma valor 0, las opciones son eliminadas.

Clase de Opcin es un campo que cuando tiene valor 0, indica datagrama o control de red; Cuando tiene valor 2, indica depuracin o medida. Los valores 1 y 3 estn reservados para un uso futuro.

El Nmero de Opcin indica una accin especfica.

Caracteristicas de la Opcion IP Clase

de Opcion

Numero de

Opcion Octetos Descripcion

0 0 1 Fin de alineamiento 0 1 1 Para alinear dentro de una lista de opciones 0 2 11 Seguridad (aplicaciones militares) 0 3 var Ruteo del Origen 0 7 var Grabar/trazar ruta

0 9 var Ruteo estricto del Origen 2 4 var Fecha y hora de Internet

Padding

Cuando esta presente el campo Pad, consiste en 1 a 3 octetos puestos a cero, si es necesario, para hacer que el numero total de octetos en la cabecera sea divisible por cuatro.

Datos

El campo datos consiste en una cadena de octetos. Cada octeto tiene un valor entre 0 y 255. El tamao de la cadena puede tener un mnimo y un mximo, dependiendo del medio fsico. El tamao mximo esta definido por la longitud total del datagrama. El tamao del campo Datos en octetos es igual a:

(Longitud Total del Datagrama) - (Longitud de la cabecera) Formato del Datagrama IP

msb lsb 7 6 5 4 3 2 1 0

Version Header Length +0

Type of Service +1 +2 Total Length +3 +4 Identification +5

Flags +6

Fragment Offset +7

Time to Live +8 Protocol +9

+10 Header Checksum +11 +12 +13 +14

Source Address of Originating Host

+15 +16

I

P

H e a d e r

Destination Address of Target Host +17

+18 +19 +20 +21 Options +22

Padding +23 +0

+1 MSB

IP Data +n

Direcciones IP

Las direcciones IP hacen que el envo de datos entre ordenadores se haga de forma eficaz, de un modo similar al que se utilizan los nmeros de telfono.

Las direcciones IP tienen 32 bits, formados por cuatro campos de 8 bits separados por puntos. Cada campo puede tener un valor comprendido entre 0 y 255. Esta compuesta por una direccin de red, seguida de una direccin de subred y de una direccin de host.

Clases de Direcciones IP

La clase A contiene 7 bits para direcciones de red, con lo que permite tener hasta 128 redes, con 16.777.216 ordenadores cada una. Las direcciones estarn comprendidas entre 0.0.0.0. y 127.255.255.255., y la mascara de subred ser 255.0.0.0.

La clase B contiene 14 bits para direcciones de red y 16 bits para direcciones de hosts. El numero mximo de redes es 16.536 redes, con 65.536 ordenadores por red. Las direcciones estarn comprendidas entre 128.0.0.0. y 191.255.255.255., y la mascara de subred ser 255.255.0.0.

La clase C contiene 21 bits para direcciones de red y 8 para hosts, lo que permite tener un total de 2.097.142 redes, cada una de ellas con 256 ordenadores. Las direcciones estarn comprendidas entre 192.0.0.0. y 223.255.255.255., y la mascara de subred sera 255.255.255.0.

La clase D se reserva todas las direcciones para multidestino (multicast), es decir, un ordenador transmite un mensaje a un grupo especifico de ordenadores de esta clase. Las direcciones estarn comprendidas entre 224.0.0.0. y 239.255.255.255.

La clase E se utiliza exclusivamente para fines experimentales. Las direcciones estn comprendidas entre 240.0.0.0. y 247.255.255.255.

IP (Internet Protocol) Versin 6

Esta es una nueva versin del protocolo IP, llamada IPv6, aunque tambin es conocida como IPng (Internet Protocol Next Generation). Es la versin 6, debido a que la numero 5 no pas de la fase experimental. La compatibilidad con la versin 4 es prcticamente total, ya que se han incluido caractersticas de compatibilidad. Algunas de las modificaciones, estn encaminadas a mejorar la seguridad en la red, que apenas exista en la versin 4.

Formato de la cabecera.

Esta cabecera ocupa el doble que la anterior, pero se ha simplificado omitiendo algunos campos y haciendo que otros sean opcionales. De esta manera, los routers no tienen que procesar tanta informacin. Los campos son los siguientes:

Versin: Este campo ocupa 4 bits, y contiene el nmero de versin del IP, en este caso 6.

Prioridad: Ocupa 4 bits, y indica la importancia del paquete que se esta enviando.

Etiqueta de Flujo: Ocupa 24 bits. Indica que el paquete requiere un tratamiento especial por parte de los routers que lo soporten.

Longitud: Ocupa 16 bits. Indica la longitud en bytes de los datos del mensaje Siguiente Cabecera: Ocupa 8 bits e indica a que protocolo corresponde la

cabecera que esta a continuacin de la actual. Tiempo de vida: Ocupa 8 bits y tiene la misma funcion que el la versin 4. Direccin de origen: Ocupa 128 bits (16 octetos), y es el nmero de direccin

del origen. Direccin de Destino: Ocupa 128 bits (16 octetos). Es el nmero de direccin

del destino.

Formato de la Cabecera del IPv6 Octet +0 Octet +1 Octet +2 Octet +3 7 6 5 4 3 2 1 0 7 6 5 4 3 2 1 0 7 6 5 4 3 2 1 0 7 6 5 4 3 2 1 0 Versin Prioridad Etiqueta de flujo Longitud Siguiente

cabecera Tiempo de vida

Direccin de Origen (128 bits) Direccin de Destino (128 bits)

Direcciones IP Versin 6

El cambio mas significativo en las direcciones ha sido, que ahora, se refieren a un interfaz y no a un nodo, aunque como cada interfaz pertenece a un nodo, es posible referirse a estos mediante su interfaz.

El nmero de direcciones diferentes se ha multiplicado de una manera exagerada. Tericamente, es posible tener 2128 direcciones diferentes. Este nmero quiere decir que se podran llegar a tener mas de 665.000 trillones de direcciones por metro cuadrado, aunque si siguieran una jerarqua, este numero decrece hasta 1564 direcciones por metro cuadrado en el peor caso o tres trillones siendo optimistas.

En el IPv6 existen tres tipos bsicos de direcciones:

Direcciones unicast: Estn dirigidas a un nico interfaz en la red. Actualmente se dividen en varios grupos, y existe un grupo especial que facilita la compatibilidad con las direcciones de la versin 4.

Direcciones anycast: Identifican a un conjunto de interfaces de red. El paquete se enviara a cualquier interfaz que forme parte del conjunto. En realidad son direcciones unicast que se encuentran asignadas a varios interfaces.

Direcciones multicast: Identifican a un conjunto de interfaces de la red, de manera que cada paquete es enviado a cada uno de ellos individualmente.

EJERCICIOS

1. Cul es la utilidad del uso de los estndares en comunicaciones? 2. Investigue sobre los diferentes organismos existentes para el control de los estndares 3. Visite el sitio www.ietf.org, entrese de lo que all hacen. Elija un proyecto y realice un informe de media pgina acerca del problema y la solucin que se propone. 4. Visite los sitios de la ITU y la ISO entrese de lo que all hacen. Analice el trabajo de estandarizacin que realizan y escriba un informe que resuma estas actividades. 5. Qu tiene que ver el FCC con las comunicaciones? 6. Qu agencia internacional est relacionada con los estndares en ciencia y tecnologa? 7. Enumere las caractersticas y funciones de cada una de las capas del modelo OSI 8. Agrupe los niveles OSI segn su funcin 9. Relacione los niveles del protocolo TCP/IP con los niveles OSI 10. Elabore un diagrama explicativo del concepto de capa, interface, protocolo, primitiva y servicio en la arquitectura de una red.

BIBLIOGRAFA COMPLEMENTARIA

ALCALDE, EDUARDO Y JESS GARCA TOMS (1993) . Introduccin a la Teleinformtica, McGrawHill. Contiene referencias importantes sobre conceptos fundamentales de telecomunicaciones, exponiendo estos conceptos de una forma clara y concisa.

Visitar http://www.ietf.org, explore dicho sitio encuentre la relacin con el mundo de las telecomunicaciones.

GARCA, LEN Y WIDJAJA ( 2002). Redes de comunicacin, McGrawHill. All encontrar informacin detallada sobre estndares de comunicacin.

STALLINGS, WILLIAM (2000). Comunicaciones y redes de computadores, Prentice Hall. En el captulo uno encontrar informacin detallada sobre normas y estndares de comunicacin.

http://www.cisco.com

http://www4.uji.es/~al019803/tcpip/paginas/introduccion.htm

Unidad 1: Fundamentos de Telecomunicaciones

3 Captulo 3: Caractersticas de las redes

Fuente: http://wifi.woodwar.com/images/tower_of_power.jpg

OBJETIVOS ESPECFICOS

Conocer las diferentes tecnologas de redes Identificar conceptos fsicos de las redes Distinguir los diferentes tipos de transmisin en las redes

INTRODUCCION

La comunicacin entre las personas y los dispositivos de comunicacin es muy importante para el xito de muchas operaciones hoy en da. Con el fin de facilitar las comunicaciones lo que se est haciendo es implementar redes. Para lograr la comunicacin entre dos entes los datos tienen que cumplir ciertas especificaciones hardware y software requeridos. A continuacin se presentan los conceptos Inherentes al hardware, especficamente las seales que transportan los datos en la comunicacin.

3.1 Tcnicas de transmisin: banda base, banda ancha

Banda Base

Es el mtodo ms comn dentro de las redes locales. Transmite las seales sin modular y est especialmente indicado para cortas distancias, ya que en grandes distancias se produciran ruidos e interferencias. El canal que trabaja en banda base utiliza todo el ancho de banda y por lo tanto slo puede transmitir una seal simultneamente.

Banda Ancha

Consiste en modular la seal sobre ondas portadoras que pueden compartir el ancho de banda del medio de transmisin mediante multiplexacin por divisin de frecuencia. Es decir, acta como si en lugar de un nico medio se estuvieran utilizando lneas distintas.

3.2 Redes de conmutacin de circuitos, de paquetes y de mensajes

Servicios de conmutacin de circuitos

En una conexin de conmutacin de circuitos se establece un canal dedicado, denominado circuito, entre dos puntos por el tiempo que dura la llamada. El circuito proporciona una cantidad fija de ancho de banda durante la llamada y los usuarios slo pagan por esa cantidad de ancho de banda el tiempo que dura la llamada. En ocasiones existe un retardo al comienzo de estas llamadas mientras se establece la conexin, aunque nuevas tcnicas de conmutacin y nuevos equipos han hecho que este retardo por conexin sea despreciable en la mayora de los casos.

Servicios de conmutacin de paquetes

Los servicios de conmutacin de paquetes suprimen el concepto de circuito virtual fijo. Los datos se transmiten paquete a paquete a travs del entramado de la red o nube de manera que cada paquete puede tomar un camino diferente a travs de la red. Dado que no existe un circuito virtual predefinido, la conmutacin de paquetes puede aumentar o disminuir el ancho de banda segn se sea necesario, por ello puede manejar avalanchas de paquetes de manera elegante. Los servicios de conmutacin de paquetes son capaces de encaminar paquetes, evitando las lneas cadas o congestionadas, gracias a la disponibilidad de mltiples caminos en la red.

Servicios de conmutacin de mensajes

Utiliza un mtodo de comunicacin de almacenamiento y envo para transmitir los datos desde el nodo de envo hasta el nodo de recepcin. Los datos se envan de un nodo a otro para que el segundo los almacene hasta que se establezca una ruta hacia el paso siguiente, de modo que los datos puedan enviarse. A lo largo de la ruta hay varios nodos que almacenan y envan los datos hasta que se alcanza el nodo de recepcin. Un ejemplo puede ser el envo de un correo electrnico por una red empresarial, con cinco servidores actuando como oficinas postales. El mensaje circula por los servidores de correos hasta que alcanza al destinatario del mensaje.

3.3 Tipos de transmisin

La transmisin se refiere a los parmetros fsicos del transporte de seales entre un emisor que origina la comunicacin y un receptor que acepta los datos. Las clasificaciones que se pueden hacer son mltiples.

Clasificacin segn la informacin

Cuando el equipo terminal de datos DTE de un emisor quiere desplazar informacin a travs de un circuito de datos, debe emplear un cdigo concreto con el que dar significado a los datos. Por ejemplo, es comn que en las transmisiones entre terminales o inteligentes y sus computadores centrales se use el cdigo ASCII. Cada palabra transmitida ser un carcter ASCII compuesto por ocho bits de informacin. No todos los equipos entregan la informacin de la misma manera a la lnea de datos. De los diferentes modos en que se puede producir esta entrega surge una clasificacin para las transmisiones.

- Transmisin Asncrona

El sincronismo es un procedimiento mediante el cual un emisor y un receptor se ponen de acuerdo sobre el instante preciso en el que comienza o acaba una informacin que se ha puesto en el medio de transmisin empleado. Por tanto la sincronizacin requiere la definicin comn de una base de tiempos sobre la que medir los distintos eventos que ocurrirn durante toda la transmisin. Un error de sincronismo implicar la imposibilidad de interpretar correctamente la informacin a partir de las seales que viajan por el medio.

Una transmisin es asncrona cuando el proceso de sincronizacin entre emisor y receptor se realiza en cada palabra de cdigo transmitido. Esto se lleva a cabo a travs de unos bits especiales que ayudan a definir el entorno de cada cdigo transmitida. Esto se lleva a cabo a travs de unos bits especiales que ayudan a definir el entorno de cada cdigo.

- Transmisin Sncrona

Es una tcnica ms eficiente que la anterior y consiste en el envo de una trama de datos (conjunto de caracteres) que configura un bloque de informacin comenzando con un conjunto de bits de sincronismo (SYN) y termina con otro conjunto de bits de final de bloque (ETB). En este caso, los bits de sincronismo tienen la funcin de sincronizar los relojes existentes tanto en el emisor como en el receptor, de tal forma que stos controlan la duracin de cada bit y carcter ahorrando con respecto al esquema anterior los bits de start y stop de cada carcter.

Clasificacin segn el medio de transmisin

- Transmisin Serie y Paralelo

Los movimientos de datos en el interior de una computadora se realizan mediante un conjunto de bits que configuran una palabra de computadora, siendo tratados simultneamente, es decir, en paralelo. Para una transmisin de datos a larga distancia realizndose en paralelo, seran necesarios tantos circuitos como bits; por este motivo se utiliza la transmisin en Serie,

envindose stos uno detrs de otro.

- Simultaneidad emisin recepcin

Una lnea de comunicacin tiene dos sentidos de transmisin que pueden existir simultneamente o no. Por este motivo, existen los siguientes modos de transmisin:

Smplex: La lnea transmite en un solo sentido sin posibilidad de hacerlo en el otro. Esta modalidad se usa exclusivamente en casos de captura de datos en localizaciones lejanas o envo de datos a un dispositivo de visualizacin desde una computadora lejana. Dos ejemplos pueden ser los de captura de datos en estaciones meteorolgicas y la transmisin de informacin a los sealizadotes luminosos en las carreteras.

Semidplex o half dplex: La lnea transmite en los dos sentidos simultneamente.

Dplex o full dplex: La lnea transmite en los dos sentidos simultneamente.

Full full dplex: La lnea permite la transmisin en los dos sentidos simultneamente, pero a dos o ms interlocutores.

EJERCICIOS

1. Qu modo de transmisin se puede asociar a los siguientes casos:

a. Una discusin entre Luca y Dora b. Una conexin computador a monitor c. Una conversacin educada entre ta Gertrudis y ta Rosana d. Una emisin por televisin e. Una lnea de tren reversible f. Un torniquete

2. Realice un cuadro comparativo entre los modos de transmisin, identificando ventajas, desventajas y caractersticas.

3. Un gasoducto es un sistema smplex, semidplex, dplex o ninguno de los mencionados? Explique

BIBLIOGRAFA COMPLEMENTARIA

ALCALDE, EDUARDO Y JESS GARCA TOMS (1993) . Introduccin a la Teleinformtica, McGrawHill. Contiene referencias importantes sobre conceptos fundamentales de telecomunicaciones, exponiendo estos conceptos de una forma clara y concisa.

Visitar http://www.snapple.cs.washington.edu:600/mobile/mobile_html:contiene informacin sobre tecnologa, productos, conferencias y publicaciones sobre comunicaciones inalmbricas. GARCA, LEN Y WIDJAJA ( 2002). Redes de comunicacin, McGrawHill.

STALLINGS, WILLIAM (2000). Comunicaciones y redes de computadores, Prentice Hall.

http://www.cisco.com

Unidad 2: La capa Fsica

1 Captulo 1: Transmisin de datos

OBJETIVOS ESPECFICOS

Conocer las caractersticas de la capa fsica Identificar y reconocer los diferentes tipos de seales existentes Identificar las perturbaciones que se presentan en las transmisiones

INTRODUCCION

Las tecnologas usadas hoy en da para la transferencia de datos tienen implcitos muchos componentes complejos que difieren unos de otros. Para comunicar dos equipos debe de existir sincronismo en hardware y software entre las entidades que se estn comunicando. En este captulo se presentan algunos trminos y tcnicas usadas.

1. 1 Seales: Analgicas y digitales

La seal es la manifestacin de una magnitud fsica. Tambin puede considerarse como la variacin de cualquier cantidad mensurable que porte informacin relativa al comportamiento de un sistema con el que est relacionada. Las seales utilizadas en Telecomunicaciones se caracterizan porque se puede propagar a travs de diferentes medios o canales de transmisin.

La informacin debe ser transformada en seales electromagnticas para poder ser transmitida. Representaremos las seales matemticamente, como una funcin variable con el tiempo. Tanto los datos como las seales que los representan pueden estar en forma analgica o digital.

Figura 2.1 Seales analgicas

Fuente: http://www.diesl.com/web/img/TDT_Television_Digital_Terrestre_1.gif

Analgico indica algo que es continuo, un conjunto de puntos especficos de datos y todos los puntos posibles entre ellos. Un ejemplo de dato analgico es la voz humana. Cuando alguien habla, crea una onda continua de aire. Esta onda puede ser capturada por un micrfono y convertida en una seal analgica. Una seal analgica es una forma de onda continua que cambia suavemente en el tiempo.

Figura 2.2. Seales digitales

Fuente: http://arantxa.ii.uam.es/~taao1/teoria/tema2/tema1-1.gif

Digital indica algo que es discreto, un conjunto de puntos especficos de datos sin los puntos intermedios. Un ejemplo de dato digital son los datos almacenados en la memoria de una computadora en forma de unos y ceros. Se suelen convertir a seales digitales cuando se transfieren de una posicin a otra dentro o fuera de la computadora. Una seal digital es discreta. Solamente puede tener un nmero de valores definidos, a menudo tan simples como ceros y unos.

1.2 Perturbaciones en la transmisin

Figura 2.3 Seales con perturbaciones

Fuente: http://www.scielo.org.ve/img/fbpe/rtfiuz/v28n3/art03img03.gi

Hay una serie de factores que intervienen en el proceso de transmisin de seales y que deformar o alteran las mismas. Estas contaminaciones o deformaciones pueden conducir a prdidas de informacin y a que los mensajes no lleguen a sus destinos con integridad.

Entre los efectos negativos ms comunes en las transmisiones tenemos:

Atenuacin: es un efecto producido por el debilitamiento de la seal, debido a la resistencia elctrica (impedancia) que presentan tanto el canal como los dems elementos que intervienen en la transmisin.

Distorsin: Consiste en la deformacin de la seal, producida normalmente porque el canal se comporta de modo distinto en cada frecuencia y es producto de una falta de linealidad. Un ecualizador corrige los efectos de distorsin de un canal, potenciando la amplitud de la seal en aquellas frecuencias que el sistema, por su naturaleza, tiende a atenuar.

Interferencia: es la adicin de una seal conocida y no de