Introducción a los Sistemas de Comunicación

Evolución histórica. Organismos de Normalización. Clasificación de las redes. Servicios y protocolos. Redes de Transmisión. Circuitos

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TEMA 1: “INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS DE COMUNICACIÓN”

  • EVOLUCIÓN HISTORICA DE LOS SISTEMAS DE COMUNICACIÓN.

  • ORGANISMOS DE NORMALIZACIÓN.

  • CLASIFICACIÓN DE LAS REDES:

    • TRANSFERENCIA DE INFORMACIÓN

    • SEGÚN SU PROPIETARIO

    • TOPOLOGÍA:

      • Malla.

      • Bus

      • Estrella

      • Anillo

      • Árbol.

    • LOCALIZACIÓN GEOGRAFICA:

      • LAN “Local Area Network”

      • MAN “Metropolitan Area Network”

      • WAN “Wide Area Network”

      • SERVICIOS Y PROTOCOLOS

      • REDES de TRANSMISIÓN DE DATOS:

        • RTC “Red Telefónica Conmutada”.

        • RDSI “Red Digital de Servicios Integrados”

        • IBERPAC.

        • INTERNET.

        • ADSL “Linea Asimétrica Digital de Suscriptor”.

        • CIRCUITO DE DATOS

        • ANEXO 1

        • TEMA 1: INTRODUCCIÓN A LOS SISTEMAS DE COMUNICACIÓN

        • EVOLUCIÓN HISTORICA DE LOS SISTEMAS DE COMUNICACIÓN:

        • Los primeros conceptos de redes aparecidos en el mundo de la informática se remontan al año 1983 y su evolución ha seguido un lento proceso de maduración.

          El gran impulso a l informática se dio en 1961 cuando la empresa norteamericana Fairchild comercializó el primer circuito integrado.

          En 1977, todos los ingenieros estaban concentrados en el diseño y construcción de supercomputadoras y máquinas más rápidas. En este mismo año, Steve Jobs y Steve Woniak presentaron el computador más barato y pequeño del mundo, lo qu introdujo la informática personal para tener en casa.

          Otro elemento muy importante que ha sufrido gran evolución es el programa informático. En sus inicios, se trataba de un conjunto de normas escritas en papel o tarjetas perforadas que indicaban cómo debían realizarse las conexiones internas de circuitería del sistema. Posteriormente, se permitió que esos programas pudieran almacenarse en el interior del sistema.

          Los diseñadores observaron la existencia de un conjunto de fragmentos o programas que se repetían siempre en todas las aplicaciones. Estos fragmentos empezaron a archivarse para copiarlos en nuevos programas, lo que dio lugar al sistema operativo.

          Paralelamente a la evolución de la informática, también se dio un gran desarrollo de las comunicaciones terrestres, con e auge de las compañías telefónicas. En 1957 se lanzó el primer satélite artificial (Sputnik I), y las comunicaciones en tierra se han ido mejorando gracias a los satélites artificiales. La fusión posterior de las computadoras y las comunicaciones ha tenido una profunda influencia en la forma de organización de los sistemas informáticos.

          En 1983 surgen los primeros entornos de servidores de ficheros para redes de área local. Entre las compañías destacan Novell Inc. 3Com Corp, AT&T e IBM. Se trataban de entornos centralizados, donde un ordenador hacía de servidor, con un sistema operativo de red y los datos compartidos y el resto de equipos funcionaban con un sistema operativo más ligero, como MS-DOS. En 1990, este tipo de redes locales triunfó en el mundo de la empresa y la industria de las redes creció a gran velocidad.

          Hoy en día, las redes de ordenadores son más que un entorno centralizado de gestión de ficheros. El desarrollo de la tecnología ha posibilitado el incremento de la velocidad de transmisión y fiabilidad.

          La tendencia actual se orienta hacia redes distribuidas, donde cada ordenador es cliente pero también puede ser servidor de datos o dispositivos.

          Son muchos los conceptos que han marcado la evolución de las telecomunicaciones, pero los de mayor importancia son:

        • Ancho de banda: Capacidad de un canal de comunicaciones para transmitir información, es la clave para soportar todas las nuevas aplicaciones que requieren de grandes transferencias de datos.

        • Multimedia: Aplicación que permita el tratamiento simultaneo e interactivo de información en cualquier formato ( audio, video, texto).

        • Movilidad: Capacidad de poder recibir o generar una comunicación, con independencia de la posición del usuario.

        • ORGANISMOS DE NORMALIZACIÓN:

        • El proceso de comunicación exige que los distintos fabricantes, organismos internacionales y estados se pongan de acuerdo en el modo en que se llevara a cabo la comunicación.

          Para ello se establecen una serie de normas que indican los requisitos que se han de cumplir, es lo que llamamos ESTANDARIZACIÓN.

          Los estándares pueden ser de dos tipos:

        • Estándar de facto o de hecho: es un estándar aceptado en el mercado por su uso generalizado.

        • Estándar 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 propios equipos de acuerdo con las normas que recomienda ese estándar.

        • Organismos que establecen normas:

        • ITU “ Unión internacional de telecomunicaciones” www.itu.ch:

        • Consta de 3 sectores de normalización:

            • ITU-T: Sector de telecomunicaciones.

            • ITU- R: Sector de comunicaciones de Radio.

            • ITU-D: Sector de desarrollo.

        • ISO “Organización Internacional de Normalización” www.iso.ch :

        • Ha definido el modelo de referencia OSI el cual establece una serie de normas para la comunicación entre sistemas diferentes.

        • IEEE “ Instituto de ingenieros eléctricos y electrónicos” www.ieee.org :

        • La normativa 802 es para redes LAN y WAN.

        • ANSI “ Instituto Americano Nacional de Estándares” www.ansi.org :

        • Actúa en Estados Unidos desde hace mas de 80 años. Enfoque para redes LAN y WAN.

        • ETSI “Instituto Europeo de Estándares Técnicos” www.etsi.org :

        • Enfoque para las telecomunicaciones.

        • IAB “Consejo de Arquitectura de Internet”:

        • Comité encargado de supervisar la aparición de nuevos estándares y protocolos para Internet. Los acuerdos alcanzados aparecen en una serie de documentos que se publican a toda la comunidad llamados RFC (Petición de Comentarios). Estos incluyen todas las especificaciones de la arquitectura TCP/IP de Internet.

          Ejercicio:

        • Consulta las sedes web de las asociaciones de estándares más importantes y elabora una jerarquía de carpetas de hiperenlaces URL favoritos a las páginas de mayor interés, de novedades, recursos, etc.

        • CLASIFICACIÓN DE LAS REDES

        • Una red consiste en dos o más computadoras unidas que comparten recursos como archivos, CD-Roms o impresoras y que son capaces de realizar comunicaciones electrónicas. Las redes están unidas por cable, líneas de teléfono, ondas de radio, satélite, etc

          'Introduccin a los Sistemas de Comunicacin'

            • Según la técnica para transferir información:

          Dependen de la topología de la red. Existen distintas topologías que comparten el mismo método de transmisión.

          • Redes conmutadas (punto a punto): un equipo origen selecciona un equipo con el que quiere conectarse y la red se encarga de habilitar una vía de conexión entre los dos equipos. Normalmente puede seleccionarse varios caminos candidatos para esta vía de comunicación que puede o no dedicarse exclusivamente a la misma. Hay 3 métodos para transmitir la información y establecer la conexión:

            • Conmutación de circuitos: se establece un camino único dedicado. La ruta que sigue la información se establece durante todo el proceso de comunicación, aunque existan algunos tramos que se compartan con otras rutas diferentes. Una vez finalizada la comunicación, hay que liberar la conexión. La información se enviará íntegra desde el origen al destino, y viceversa, mediante una línea de transmisión bidireccional.

          En general se siguen los pasos:

        • Establecimiento de conexión.

        • Transferencia de información.

        • Liberación de la conexión.

        • Ejemplo: llamada telefónica

            • Conmutación de paquetes: el mensaje a enviar se divide en fragmentos, cada uno de los cuales es enviado a la red hasta que llega a su destino. Cada fragmento se le denomina paquete, contiene parte de la información a transmitir, información de control y direcciones que identifican el origen y el destino.

            • Conmutación de mensajes: La información que envía el emisor se aloja en un único mensaje con la dirección de destino y se envía al siguiente nodo. Éste almacena la información hasta que hay un camino libre, dando lugar a su vez, al envío al siguiente nodo, hasta que finalmente el mensaje llega a su destino.

          • Redes de difusión (multipunto): Un equipo envía la información a todos los nodos y es el destinatario de captar esa información. Está condicionada a la topología de la red, ya que esta se caracteriza por disponer de un único camino o vía de comunicaciones compartido por todos los equipos de la red. Por lo tanto debe tener una topología en bus o anillo, o debe estar basada en enlaces por ondas de radio (el aire es un medio de transmisión compartido).

            • Según su propietario:

            • Privadas: Las líneas utilizadas en las redes de área local son privadas. Todo su recorrido es propiedad del poseedor de la red.

            • Publicas: Normalmente están en poder de las compañías telefónicas y por tanto, tienen un ámbito nacional o mundial. Estas son utilizadas en las redes de área extensa.

            • Redes dedicadas: Sus líneas de comunicación son diseñadas e instaladas por un usuario o administrador, o bien alquiladas a las compañías de comunicaciones que ofrecen este servicio (si hay que comunicar zonas geográficas alejadas), y siempre para su uso exclusivo.

          Ejemplo: red LAN del aula.

            • Redes compartidas: las líneas de comunicación soportan información de diferentes usuarios. Son redes de servicio público ofertadas por compañías de telecomunicaciones bajo cuotas de alquiler en función de la utilización realizada o bajo tarifas pro tiempo limitado.

          Ejemplo: red de telefonía fija, red de telefonía móvil, RDSI, redes de fibra óptica, etc.

            • Según su topología física:

          Esta clasificación tiene en cuenta la arquitectura de la red, es decir, la forma en la que se interconectan los diferentes equipos:

            • MALLA: Interconexión total de todos los nodos.

                • ventaja: si una ruta falla, se puede seleccionar otra alternativa.

                • Inconveniente: es mas costoso de construir ya q hace falta mas cable.

            • ESTRELLA: Los equipos se conectaran a un nodo central con funciones de distribución, conmutación y control.

                • Inconveniente: Si el nodo central falla, quedara inutilizada la red.

                • Ventaja: si falla un nodo de los extremos solo este quedara aislado.

            • BUS: Utiliza un único cable para conectar los equipos.

                • Ventaja: Esta configuración es la que requiere menos cableado,

                • Inconveniente: si falla algún enlace, todos los nodos quedan aislados.

            • ARBOL: Se conectan los nodos como una estructura jerarquizada.

                • Inconveniente: el fallo de un nodo o un enlace deja a conjuntos de nodos incomunicados entre si.

                • Ventaja: Organización de los nodos de la red.

            • ANILLO: Todos los nodos están conectados a una única vía con sus 2 extremos unidos

                • Inconveniente: Si falla algún enlace la red deja de funcionar completamente.

                • Ventaja: Tiene mayor rendimiento.

                  • MIXTAS: Formadas por la unión de topologías básicas.

          Ejercicio:

        • Identificación de la red de área local del aula. Utiliza la red del aula para habituarte a trabajar en su entorno. Indica la cuenta de usuario con la que entras a la estación de trabajo de la red. Describe los nodos y servicios que puedes ver a través de la red. Crea un mapa lógico de estos servicios (discos, impresoras, páginas web útiles), comprueba, en medida de lo posible, cada uno de estos servicios.

        • Nota:

          -Se realizará en grupos de 2 personas.

          -Para su realización utiliza Power Point.

            • Según su localización geográfica:

          *LAN (Local Area Network): es un conjunto de elementos físicos y lógicos que proporcionan interconexión entre dispositivos en un área privada restringida. Características:

        • Restricción geográfica: ámbito de una oficina, un edificio entero, instituto, ...

        • Velocidad de transmisión relativamente elevada.

        • La red de área local debe ser privada; toda la red pertenece a la misma organización.

        • Son redes muy seguras, la tasa de error debe ser muy baja.

        • *MAN (Metropolitan Area Network): esta dentro de una misma ciudad. Este tipo de redes es apropiado para la distribución de televisión por cable. Una empresa local construye y mantiene la red, y la pone a disposición del publico.

          *WAN (Wide Area Network): Intercomunica equipos en un area geografica muy amplia. Los enlaces WAN son ofrecidos por empresas de telecomunicaciones publicas o privadas que utilizan enlaces de microondas, fibra optica o via satelite. Actualmente el metodo utilizado para conectar una WAN es la linea telefónica.

        • SERVICIOS Y PROTOCOLOS

        • Los servicios de comunicaciones proporcionados por una red de transmisión de datos siguen unos protocolos bien establecidos y estandarizados. Si a una red en particular se le desea añadir una funcionalidad concreta, se deberá comprobar si y posee el protocolo adecuado o hay que añadírselo.

          Protocolo de red: define unas normas a seguir a la hora de transmitir la información. Pueden ser: velocidad de transmisión, tipo de información, formato de los mensajes…

          Ejemplo: sistema telefónico.

                • Los servicios proporcionados son: transmisión de voz, datos , llamada en espera, llamada a tres, etc.

                • Protocolo para establecer una comunicación:

                • Descolgar el teléfono.

                • Comprobar si hay línea. Si no hay, colgar y volver al paso 1.

                • Marcar el número del otro usuario.

                • Esperar tono.

                • Si el tono es comunicando, colgar y volver al paso 1.

                • Si da más de 6 tonos y no contesta, ir al paso 8.

                • hablar cuando el otro usuario conteste.

                • Colgar.

                • Servicios de red: Una red está orientada a ofrecer una serie de servicios al usuario. Estos servicios repercuten tanto al protocolo utilizado como a la velocidad de transmisión requerida.

                  Servicios básicos que puede proporcionar una red:

                • Transmisión de voz: servicio que han ofrecido las redes desde sus inicios.

                • Transmisión de datos: la información que se transmite posee unas características muy diferentes, como bloques de reducido tamaño (mensajes de correo electrónico), datos esporádicos (comandos para su ejecución remota, conexión con un servidor Web, etc), bloques de datos de gran tamaño( transferencia de archivos ), video digital (muchas imágenes por segundo),etc. Actualmente se integran todos estos servicios en una sola red de comunicaciones. El principal obstáculo que dificulta esta evolución se encuentra en que todas las redes disponen de una capacidad de transmisión limitada.

                • Establecimiento de llamada: es fundamental en la mayoría de las redes, no así en determinados servicios como el envío y recepción de SMS.

                • Tarificación: todas las redes públicas, a excepción de las privadas, disponen de este servicio que permite conocer el grado de utilización de los servicios de comunicación por parte del usuario. La facturación se puede realizar por tiempo de conexión, por la cantidad de información transmitida, etc.

                • Ejercicios:

                • Explica las diferencias y relaciones que existen entre los conceptos de protocolo y servicio.

                • Imagina que deseas enviar un mensaje de texto SMS desde tu teléfono móvil a un amigo. Explica el protocolo de comunicación para este caso. Pon otro ejemplo de protocolo de comunicación que utilices en tu vida diaria.

                • Para las redes de transmisión de datos que utilizas en tu vida diaria, enumera los servicios de comunicación que ofrecen. Indica también, otros servicios no ofrecidos que consideres que pueden ser prácticos o beneficiosos para las personas.

                • Realiza un análisis de competencia de varias compañías suministradoras de televisión por cable. En este análisis puedes considerar los canales de televisión que ofrecen en relación al coste, los servicios añadidos que proporcionan (por ejemplo, de acceso a Internet), etc.

                • Investiga en Internet algo sobre los servicios de telefonía UMTS de reciente creación y analiza las posibilidades que ofrece.

                • Imagina situaciones laborales o domésticas en las que estos servicios UMTS pueden ser especialmente útiles.

                  Crea una tabla comparativa de precios de servicios UMTS proporcionados por algunas compañías de teléfonos móviles.

                • REDES de TRANSMISIÓN DE DATOS

                    • RTC “Red Telefónica Conmutada”: Destinada a la transmisión de voz en tiempo real a traves de corriente electrica que circula por un hilo conductor.

                    • RDSI “Red Digital de Servicios Integrados”: Proporciona conexiones digitales extremo a extremo para soportar una amplia gama de servicios, tanto de voz como de otros tipos y a la que los usuarios acceden a traves de un conjunto normalizado de interfaces. Esta red ofrece servicios de comunicación de voz, datos, fax, videoconferencias, ....

                    • IBERPAC: Red de transmisión de datos extendida por toda la geografia española. Actualmente se restringe su uso a ciertas comunicaciones como sucursales bancarias y cajeros automáticos. Aunque es una red bastante lenta ofrece fiabilidad y seguridad.

                    • INTERNET: Es una gran red mundial de ordenadores formada por multitud de pequeñas redes y de ordenadores individuales conectados unos con otros. Los servicios proporcionados por internet son: grupos de noticias, correo electrónico, difusión de documentos,...

                    • ADSL “Linea Asimétrica Digital de Suscriptor”: Consiste en utilizar las líneas de la red telefónica conmutada para transmitir datos a alta velocidad.

                  Ejercicios:

                • Explica en qué consiste las comunicaciones PAN.

                • Explica en qué consiste la tecnología WLAN.

                • Utiliza los teléfonos móviles que dispongan de tecnologías de infrarrojos o Bluetooth, para transferir mensajes.

                • Dada la importancia de la red telefónica explica qué elementos la componen.

                • Investiga las ventajas e inconvenientes que existen entre los tres métodos básicos para la transferencia de información: conmutación de circuitos, conmutación de paquetes y conmutación de mensajes.

                • Explica los siguientes conceptos básicos:

                • Ancho de banda.

                • Comunicación.

                • Transmisión.

                • Programas de red.

                • CIRCUITO DE DATOS:

                • Componentes:

                • Equipo terminal de datos (ETD): Es el origen o destino de la información. Ej: impresora.

                • Equipos terminales de circuito de datos (ECD): Adecua las señales que viajan por el canal de comunicación convirtiéndolas a un formato asequible para el ETD. Ej: MODEM, encargado de convertir las señales digitales que le proporcionan los equipos en señales analógicas propias de las líneas telefónicas, preparadas para la transmisión de voz.

                • Líneas de comunicación..

                • ANEXO 1: TOPOLOGÍA BUS

                • La topología en bus será bastante útil en el entorno doméstico, ya que requiere de menos cantidad de cable y no es necesario ningún concentrador o "hub".
                  La topología en bus utiliza cable coaxial. Es una línea, una cadena de ordenadores unidos a un único cable mediante unas piezas en forma de "T" que salen de éste. Si el cable se rompe se interrumpe la comunicación en toda la red, lo cual no ocurre si lo que se ha desconectado es sólo el extremo de la T que une al ordenador con el cable, en cuyo caso sólo ese ordenador pierde la comunicación con la red.

                  En una red con topología en BUS todas las computadoras se conectan a un cable central coaxial. Las PC se unen s una clavija en forma de "T". Estos conectores disponen de tres enchufes:

                • Uno se enchufa en la tarjeta de red de la PC.

                • Los otros dos unen al cableado de la red, mediante conectores macho.

                • En las computadoras que están a los extremos de la red, se deberá enchufar sobre el conector "T" un terminador, siendo éste, una resistencia eléctrica de 50 Ohm que absorbe las señales recibidas, para evitar reflejos o ecos de señales.

                  TERMINADOR CLAVIJA T

                  'Introduccin a los Sistemas de Comunicacin'
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                  PASOS PARA MONTAR UNA RED CON TOPOLOGIA EN BUS:

                  Para montar una red con topología en bus, utilizando cable coaxial y conectores BNC, hay que seguir los siguientes pasos:
                  1) Insertamos el conector T a la salida (BNC) de la tarjeta de red de la PC o se conecta un cable coaxial desde la tarjeta de red hasta el conector T.

                  2)Insertamos el cable coaxial, de la red en Bus, al conector macho.
                  3)Insertamos el conector macho en el conector T.

                  Si hay otras PC que se van a conectar al cableado central luego de la nuestra,

                  I.E.S Virrey Morcillo 1ºASI

                  Curso 2007/2008

                  2

                  ECD

                  ECD

                  ETD

                  ETD