Telemática

Sistema teleinformático. Terminales remotos. Redes. Transmisión de datos. Protocolos

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Introducción.

La palabra telemática surge en el año 1978, Cuando las necesidades de la sociedad se ven dirigidas a agrupar dos grandes ciencias como son la informática y las telecomunicaciones. El problema que había era que la informática siempre había podido manejar grandes cantidades de información, pero a veces el lugar donde dónde se producían los datos y el lugar o lugares dónde eran requeridos estaban a una considerable distancia.

Hoy en día mediante la telemática se pueden interconectar a distancias computadoras, terminales y otros equipos, si se usa un medio adecuado de comunicación

Como por ejemplo líneas telefónicas, cables coaxiales, microondas etc.

La puesta en marcha de un sistema teleinformático presenta una serie de problemas, dada la dificultad de esta ciencia:

  • En primer lugar la transformación de la información que circula por la computadora(digital), en una clase de señal compatible a los circuitos utilizados en la transmisión(analógica o digital).

  • La transmisión de múltiples informaciones simultáneamente.

  • La protección contra los errores o la perdida de señal, que se puede producir por ruidos o interferencias cuando se transmite a grandes distancias.

  • La conmutación de circuitos y de mensajes necesarias en una red para establecer diferentes orígenes y destinos.

  • La compatibilidad de los equipos y el medio de comunicación, tanto a nivel físico como a nivel lógico.

Conceptos y definiciones.

En este apartado se muestran una serie de conceptos básicos necesarios para la introducción a la telemática.

Sistema teleinformático. Es el conjunto de equipos, medios de comunicación y software utilizados en las aplicaciones teleinformáticas.

Terminal remoto. Elemento de un sistema teleinformático básico, y es el terminal desde el cual se envían los datos.

Computadora central. También conocida como Host, recibe los datos enviados para su proceso y posterior recepción de resultados.

Línea de telecomunicación. Medio por el cual son enviados los datos.

Sistema teleinformático básico

Terminal remoto módem línea de telecomunicación módem Computadora central

Red de telecomunicación. Medio físico empleado para la transmisión de datos. A través de ella se envía la información, en forma analógica o digital.

Anteriormente siempre se había utilizado la transmisión analógica, porque la digital se perdía a grandes distancias. Hoy por hoy se ha conseguido eliminar este problema y se está comenzando a aprovechar las ventajas de la transmisión digital.

Se necesitan unos dispositivos para transformar la señal digital(que utiliza el equipo) a la señal analógica(que se transmite por la red), y viceversa. Estos dispositivos son conocidos por el nombre de módems.

Módem. Abreviatura de modulador-demodulador. Se encargan de transformar la señal analógica a digital y al inrevés. También se ocupan de detectar errores y corregir la comunicación. Según su ubicación respecto al terminal pueden ser externos o internos.

Adaptadores. Dispositivos parecidos a los módems con la diferencia de que no transforman la forma de la señal, sino que la adaptan convenientemente al tipo de línea utilizada.

Unidad de control de telecomunicaciones. También conocido como front-end, Es un dispositivo conectado a la computadora central, que se encarga de la gestión de las tareas de comunicación con terminales remotos, facilitando así el trabajo de la computadora central.

Canal de comunicación. Enlace que se establece entre dos equipos que permite la transmisión de datos en un único sentido.

Multiplexores y concentradores. Dispositivos que permiten que por una línea de telecomunicación fluyan varios canales.

Los Concentradores son unidades funcionales que permiten la utilización de medios comunes de transmisión aun número de fuentes de datos, que pueden dar lugar a un caudal superior al permitido por la vía de salida del aparato.

Los Multiplexores son unidades funcionales que permiten a varías fuentes de datos utilizar simultáneamente medios comunes de transmisión asegurando a cada fuente su propia vía independiente.

Velocidad de transmisión. Se define como la cantidad de información que se transmite por una línea de comunicación en una unidad de tiempo determinada. Se mide en diferentes magnitudes:

Baudios: Números de estados de señal transmitidos por unidad de tiempo.

Bits por segundo: Número de bits de información que se envían cada segundo.

Caracteres por segundo: Número de caracteres o bytes que se envían por segundo.

Modos de transmisión.

Respecto al modo de transmisión lo primero que tenemos que diferenciar son los conceptos de transmisión en serie y en paralelo.

Paralelo: Transmitir simultáneamente una palabra de información utilizando para ello tantos hilos de comunicación como bits componen la palabra.

Serie: Transmitir un bit tras otro utilizando únicamente un circuito de transmisión.

Como podemos deducir la transmisión en paralelo será mucho más rápida que la transmisión en serie, pero cuando se transmite a larga distancia es mejor utilizar canales en serie dado que la transmisión en paralelo implica algunos riesgos que pueden causar inestabilidad y posterior perdida de la información.

Modos de transmisión de caracteres.

  • Transmisión asíncrona.

Envía la información en cualquier momento. La información va precedida de un bit de arranque y seguido de otro de parada, para que pueda ser identificado por el receptor.

En la transmisión asíncrona las velocidades de transmisión son muy bajas.

  • Transmisión síncrona.

El emisor y el receptor disponen de sendos relojes sincronizados por medio de los cuales controlan la duración constante de cada octeto transmitido. Esto se envían de una forma continuada agrupados en bloques de información.

La transmisión síncrona puede soportar cualquier velocidad de transmisión.

Otra forma de agrupar los tipos de transmisión es por el sentido en el cual se transmite la información. De esta forma podemos distinguir tres tipos de transmisión, simplex, semiduplex y duplex.

Transmisión simplex.

La transmisión se realiza en un único sentido, desde un terminal hacia una computadora central.

Éste tipo de transmisión se utiliza en las llamadas estaciones de recogida de datos (tráfico, meteorológicos, etc.) Pero aparte de esto este tipo de transmisión es el menos utilizado.

Transmisión Semiduplex.

El modo de transmisión es en ambos sentidos pero no simultáneamente, los equipos realizan ambas funciones(emisor y receptor) aunque solo pueden utilizar una en cada momento. Es el tipo de transmisión más utilizado.

Transmisión Dúplex.

La transmisión se realiza en ambos y sentidos y simultáneamente, es mucho más rápida pero tiene un elevado coste.

Medios de transmisión.

La información dentro de las computadoras está en forma digital, representadas con dos dígitos que responde a dos posiciones diferentes dependiendo si tiene o no corriente eléctrica. Como se ha dicho al principio ésta forma digital de transmitir información es un tanto inadecuada a largas distancias. Para ello se utiliza la señal analógica o una digital de diferentes características.

Los medios físicos para transmitir información más utilizados son los siguientes:

Cables de pares. Empleados par comunicaciones telefónicas, son dos hilos conductores recubiertos de material aislante, y trenzados para disminuir las posibles interferencias.

Cables de cuadretes. Semejantes a los anteriores pero se utilizan cuatro hilos conductores, de dos tipos diferentes según el trenzamiento.

Cables coaxiales. Formados por un hilo conductor central y otro cilíndrico exterior. El cable está recubierto de material aislante y ocupa también el espacio entre el cilindro conductor y el hilo central. Este sistema reduce considerablemente las interferencias, permite transmitir a altas frecuencias y su capacidad es bastante grande, con lo cual puede soportar un elevado número de canales de información.

Microondas. La información se transmite por el aire mediante ondas electromagnéticas. Su ventaja es que no necesita un enlace físico, y que el ancho de banda del aire es prácticamente ilimitado, pero es necesario un enlace visual entre los puntos emisor y receptor. Su separación máxima ronda los 50 Km. Salvo que se instalen repetidores intermedios que reciban la señal.

Vía satélite. Consiste en la utilización como repetidor, en un enlace por microondas, de un satélite artificial geoestacionario, lo que permite alcanzar grandes distancias al salvar la ortografía terrestre. Presenta el inconveniente de que los cambios atmosféricos pueden afectar a la transmisión.

Fibra óptica. Se utiliza como medio físico la fibra de vidrio y como señal óptica la luz, emitida mediante un proyector de rayos láser, lográndose alcanzar grandes distancias sin apenas pérdidas. Su ventaja es que la comunicación no está afectada por el ruido y las radiaciones. Entre sus inconvenientes figura su elevado coste y que las conexiones requieren un complejo proceso de soldadura.

Protocolos.

Para hacer posible la interconexión de diferentes equipos informáticos a través de las distintas redes de comunicaciones ha sido necesario establecer una serie de convenciones, puesto que cada fabricante establecía sus propias normas o protocolos, lo que impedía la comunicación entre equipos de diferentes fabricantes, y el uso de redes ajenas. Gracias a diversos organismos internacionales (ISO, CCITT), se consiguió crear unos protocolos estándares para hacerlo posible.

Hoy en día entendemos por protocolo de comunicaciones al conjunto de normas, convenciones y procedimientos que regulan la comunicación de datos y la compartición de procesos entre diferentes equipos.

Para establecer las diferentes normas teniendo en cuenta todos los elementos afectados en las comunicaciones se han establecido unos niveles de la comunicación que son tratados independientemente. Los niveles y los protocolos forman lo que conocemos como arquitectura de la red. La más importante es la establecida por la organización ISO.

Ésta arquitectura diferencia siete niveles entre el medio físico y el equipo informático:

Nivel físico: En él se definen los requerimientos de los equipos y los módem, así como las características de las señales y de los medios físicos empleados para la interconexión entre unos y otros.

Nivel de enlace: Define los medios y procedimientos para el establecimiento, mantenimiento y desconexión de circuitos que permiten el envío de los bloques de información, controlando la correcta transferencia de los datos y articulando los mecanismos necesarios para la detección y corrección de los posibles errores que se pudieran producir.

Nivel de red: Define el intercambio de información dentro de una red teleinformática, ocupándose del agrupamiento de tramas en paquetes, del direccionamiento y control de los mismos a través de los nodos de la red y de la detección y corrección de errores.

Nivel de transporte: Se ocupa del agrupamiento de los paquetes de datos en mensajes y su descomposición posterior, de la transferencia de los mismos, relacionándose de esta manera con el nivel inferior. Por último como en los otros niveles incluye procedimientos de detección y recuperación de errores.

Nivel de sesión: Su principal objetivo es el control de las operaciones que se realizan sobre los datos. En este nivel se agrupan los mensajes relacionados conformando una transacción, cada una de las cuales ha de ser independiente de las demás.

Nivel de presentación: Se ocupa de la organización de las entradas y salidas, definiendo los formatos necesarios de los terminales, los archivos y los trabajos, con el fin de poder ser utilizados por la sesión y por la aplicación del usuario.

Nivel de aplicación: Su principal función consiste en el control y supervisión de los procesos de aplicaciones del usuario que necesitan intercomunicarse en algún momento o que están especializados en ello.

Redes de transmisión de datos.

Se denomina red de transmisión de datos al conjunto formado por los equipos y los medios físicos y lógicos que permiten la comunicación de informaciones y la compartición de procesos entre diferentes usuarios a cualquier distancia que se encuentren. Se clasifican en tres grandes grupos: Redes dedicadas, redes de área extensa y redes de área local.

Redes dedicadas o de uso exclusivo. Se caracterizan porque son instaladas o alquiladas por uno o varios usuarios para su uso exclusivo, estando cerradas a las comunicaciones de otros usuarios ajenos. Los principales tipos de redes dedicadas son dos:

Red punto a punto. Consiste en una conexión fija entre dos terminales, tiene una elevada velocidad de transmisión y permite comunicación sincrónica y asincrónica.

Red multipunto. Están conectados varios terminales a una computadora central mediante un concentrador.

Redes de área extensa o WAN(Wide Area Network). Son redes pertenecientes a grandes compañías u organismos oficiales, abiertas a la comunicación de cualquier usuario, que se conecte a ellas, asignándosele un identificativo que le permite intercambiar información con cualquier otro abonado. Las redes de área extensa más importantes son:

Red télex. Es una red en la que la transmisión de información se realiza mediante unas unidades llamadas teletipos, no obstante también se pueden conectar computadoras y otros tipos de terminales para compartir los recursos de la red. La velocidad de transmisión es muy lenta, pero es una red muy segura.

Red telefónica conmutada. Es la red de teléfono. Transmite señal audible y conecta a los usuarios por medio de módem. La velocidad de transmisión es elevada.

Red iberpac. Es una red nacional basada en la transmisión de datos y fundamentada en unos grandes nodos establecidos en algunas capitales. Está conectada a las grandes redes públicas e internacionales, y tiene una calidad muy elevada.

Redes de área local o LAN(Local Area Network). Son las instaladas en un dominio geográfico limitado, con el objetivo de satisfacer las necesidades informáticas, integrando todos los equipos existentes para aprovechar al ximo sus capacidades de proceso y almacenamiento. Estas redes pueden estar conectadas a otras redes locales o extensas.

Los diferentes tipos de redes de área local se basan en su topología (distribución de los equipos situados en la red). Las principales topologías de redes locales son tres:

Red en bus. La comunicación queda establecida entre todas las terminales por medio de una línea bus.

Red en anillo. Consiste en un bus cerrado al cual están conectados todos los equipos.

Red en estrella. Todos los equipos están conectados a un controlador central encargado de realizar las comunicaciones y gestionar los recursos de la red.

Métodos de acceso en redes locales.

Las redes locales utilizan un canal de comunicación común que conecta sus distintos nodos. Sólo uno de ellos puede transmitir en cada momento, por lo que es necesario establecer algún método que permita el mejor aprovechamiento del canal distribuyendo su utilización de una manera racional.

El factor más característico de una red local es su método de acceso al medio, de él depende el correcto funcionamiento de la red. Hay dos métodos de acceso importantes en una red de área local, el método CSMA/CD y el de paso de testigo. La diferencia entre estos dos métodos es que el primero los nodos de los terminales se conectan libremente si la red está libre, y en el segundo la información es transmitida mediante un paquete que va pasando de una terminal a otra.

Los servicios de las redes.

Los servicios ofrecidos por las distintas empresas tienen unas características comunes.

-Están abiertos a cualquier usuario.

-Permiten la conexión de equipos de diferentes características.

-Buen aprovechamiento de los recursos y alta rentabilidad.

-Servicios económicos de cara al usuario, dependiendo del uso que haces de ellos.

Los principales servicios que una red nos puede ofrecer son los siguientes:

Servicio teletex. Es un servicio internacional que utiliza como soporte la red iberpac, su función es la transferencia de archivos de texto. Está conectado al servicio télex aumentando así sus posibilidades.

A pesar de ser un servicio muy fiable y con una velocidad de transmisión elevada hoy en día cada vez es menos utilizado debido a la gran competencia que tiene.

Servicio telefax. Está soportado por la red telefónica. Permite la transmisión de archivos de texto, imágenes, videos etc. La transmisión se realiza pixel a pixel. Se utiliza normalmente en terminales específicos especialmente diseñados.

Servicio videotex. La principal función de este servicio es acceder a bases de datos proporcionadas por empresas mediante terminales normales. En España está ofrecido por la compañía de telefónica.

Red digital.

Se denomina red digital de servicios integrados(RDSI), a una red evolucionada de la telefonía integrada digital que, proporcionando una conectividad digital extremo a extremo, da soporte a una amplia gama d servicios a los cuales los usuarios tienen acceso a través de un conjunto limitado de interfaces normalizadas de propósito general.

El objetivo de este tipo de redes es poner a disposición del usuario la capacidad de acceder a información de todo tipo: voz, sonido, texto, imagen y vídeo, sin ningún tipo de limitaciones.

Los servicios proporcionados por esta red se agrupan en tres categorías:

-Portadores. Proporcionan la capacidad necesaria para la transmisión de señales entre terminales de red definidos.

-Teleservicios. Comprenden los servicios de valor añadido.

-Suplementarios. Son servicios que complementan a los anteriores.