Introducción a los sistemas de comunicación

1.1. El proceso telemático

1.1.1. Concepto de transmisión

1.1.2. Concepto de comunicación

1.2. Normas y asociaciones de estándares

1.3. Tipos de líneas según la topología de la conexión

1.3.1. Líneas punto a punto

1.3.1. Líneas multipunto

1.3.2. Tipos de líneas según su propietario

1.3.2.1. Líneas privadas

1.3.2.2. Líneas públicas

1.3.2.3. Líneas dedicadas

1.4. Concepto de circuito de datos

1.4.1. Equipos terminales de datos

1.4.2. Equipos terminales del circuito de datos

1.4.3. Línea de un circuito de datos

1.4.4. El enlace de datos

1.4.5. El circuito de datos

1.5. Tipos de transmisión

1.5.1. Clasificación atendiendo al momento en el que se realiza la transmisión

1.5.1.1. Transmisión asíncrona

1.5.1.2. Transmisión síncrona

1.5.1.3. Rendimiento de una transmisión asíncrona (BIT)

1.5.1.4. Rendimiento de una transmisión sincronía (bloque)

1.5.2. Tipos de sincronismo

1.5.2.1. Sincronismo de BIT

1.5.2.2. Sincronismo de carácter

1.5.2.3. Sincronismo de bloque

1.5.3. Clasificación atendiendo al medio de transmisión

1.5.3.1. Transmisión en serie

1.5.3.2. Transmisión en paralelo

1.5.4. Clasificación atendiendo a la señal transmitida

1.5.4.1. Transmisión analógica y digital

1.5.4.2. Transmisión en banda base y en banda ancha

1.6. Explotación de los circuitos de datos

1.6.1. Comunicación símplex

1.6.2. Comunicación semiduplex / half duplex

1.6.3. Comunicación duplex

1.7. Elementos de un sistema de comunicación

1.7.1. Emisor y receptor

1.7.1.1. Atendiendo a su autonomía

1.7.1.2. Atendiendo a su servicio

1.7.2. Los transductores

1.7.3. El canal

1.7.4. Moduladores y Codificadores

1.7.5. Otros elementos

1.8. Las redes de comunicación

1.8.1. La necesidad de las redes

1.8.2. La red gráfica

1.8.3. La red telefónica

1.8.3.1. Elementos de la red telefónica

1.8.3.1.1. Las líneas de transmisión telefónica

1.8.3.1.2. Las centrales de conmutación

1.8.3.1.3. Los terminales de la red de telefonía

1.8.3.1.4. Funcionalidad de la red telefónica

1.8.4. Redes de área local

1.8.4.1. Definición

1.8.4.2. Funcionalidad de una Lan

1.8.4.2.1. Servidores de disco

1.8.4.2.2. Servidores de impresoras

1.8.4.2.3. Servidores de comunicaciones

1.8.4.2.4. Servidores de correo electrónico

1.8.4.2.5. Servidores gráficos

1.8.5. Redes de área extensa (WAN) Wide Area Network

1.8.5.1. Definición

1.8.5.2. Funcionalidad de una WAN

1.8.5.3. Ejemplos de una WAN

1.8.5.3.1. RDSI (Red Digital de Servicios Integrados)

1.8.5.3.2. Redes FDI

1.8.5.3.3. Redes Frame Relay

1.8.5.3.4. Redes ATM

1.8.5.3.5. Redes de satélite

1.8.6. Redes metropolitanas

1.8.7. Redes virtuales

El proceso telemático

T/C - Tecnologías de la información y de la comunicación (Telemática)

N T/C - Nuevas tecnologías de la información y de la comunicación

IT - Tecnología de la información

• Los ordenadores son máquinas especializadas en procesar información de acuerdo con las instrucciones recogidas en un programa. No siempre la información se produce o se almacena en el lugar donde se procesa. Esto añade la necesidad de transportar los datos desde su lugar de origen o almacenamiento hasta el de su proceso, originando la comunicación.

• Un proceso informático, es un procedimiento en ejecución que se encarga de realizar unas funciones concretas previamente definidas. Así, un proceso de comunicación de datos, consiste por ejemplo en la conversación mantenida por 2 ordenadores que ejecutan sendos programas de acuerdo con unas reglas convenidas de antemano.

• Podemos definir la teleinformática o telemática como la técnica que trata de la comunicación remota entre procesos. Para ello, debe ocuparse tanto de la interconectabilidad física, por ejemplo, forma de conectar, tipo de señal, parámetros eléctricos, etc.; como de las especificaciones lógicas, protocolos de comunicación, detección y corrección de errores, compatibilidad de distantes redes, etc.

• La base de cualquier comunicación es una transmisión de señal.

Concepto de transmisión

• La transmisión es el proceso por el que se transportan señales de un lugar a otro.

• Las señales son entidades de naturaleza diversa, que se manifiestan como magnitudes físicas, principalmente electromagnéticas y mecánicas (por ejemplo señales luminosas, magnéticas, acústicas, etc.)

Concepto de comunicación

• La comunicación es el proceso por el que se transporta información, sabiendo que esta información viaja sobre una señal que se transmite.

• Formalmente la comunicación se define como la transmisión de señales mediante un código común al emisor y al receptor. La comunicación se produce porque emisor y receptor se han puesto de acuerdo en una serie de normas por las que se entienden, es decir, se comunican, utilizando la transmisión de las señales como medio para producir el intercambio de la información, sin preocuparse del modo en el que se transmiten en señales.

Transmisión - Transporte de señal

Comunicación - Transporte de información

Normas y asociaciones de estándares

El proceso de comunicación exige que los distintos fabricantes, organismos internacionales y estados se pongan de acuerdo en el modo en el que se llevará a cabo la comunicación, tanto en el nivel físico como en el lógico. Para conseguir esto, se establecen una serie de normas a las que se pueden acoger los fabricantes e indican los requisitos deben cumplir sus equipos.

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 propuesto por una asociación de estándares que se propone a los distintos fabricantes para que enseñen sus equipos de acuerdo con las normas que recomienda ese estándar.

ADSL form

(Asymetric Digital Subscriber Line)

Tecnología ADSL www.adsl.com

ANSI

(American National Standards Institute)

LAN y WAN www.ansi.org

IEEE

(Institute of Electrical and Electronics Engineers)

LAN y WAN www.ieee.org

ISO

(International Organization for Standardization)

Tecnologías de la información www.iso.ch

Líneas de comunicaciones

• Podemos definir las líneas de comunicaciones como las vías a través de las cuales los circuitos de datos pueden intercambiar la información.

• Cuando se intercambian dos o más equipos de comunicación a través de líneas de comunicaciones se construye una red de comunicación.

• Las redes, generalmente, son sensibles a su topología. En muchas ocasiones los modos de operación en la red dependen estrictamente de esta topología. Otras veces no interesa tanto la topología como el propietario de las líneas utilizadas.

Tipos de líneas según la topología de la conexión

Líneas punto a punto

• Dos equipos están conectados mediante una línea punto a punto cuando existe una línea física que une a ambos equipos a través de la cual se puede producir la comunicación.

• Ningún otro equipo puede solicitar servicios de transmisión a esta línea.

• La línea punto a punto es insensible a problemas de competición por los recursos de comunicación en los medios de transmisión, puesto que sólo los equipos a ella conectados, emisor y receptor, tienen derecho de acceso.

Líneas multipunto

• Las líneas multipunto tienen una topología en forma de red troncal constituido por un bus de comunicaciones común a todos los equipos que se conectan a la red.

• De este tronco común parte hacia cada terminal una línea de conexión que conecta a la red a través de un dispositivo llamando concentrador.

• En esta tecnología los nodos (PCS) compiten por los recursos de la red.

Tipos de líneas según su propietario

Líneas privadas

• Se dice que una línea es privada cuando tiene un propietario no público.

• Las líneas utilizadas en las redes de área local son privadas.

• Todo su recorrido es propiedad del poseedor de la red.

Líneas publicas

• Las líneas que son de titularidad pública, normalmente están en poder de las líneas telefónicas y tienen un ámbito de actuación nacional o supranacional.

• El usuario de una línea pública contrata los servicios de comunicaciones con la compañía que le suministra la línea en régimen de alquiler. Sería muy difícil para una entidad no pública y económicamente inviable tener líneas privadas que conectasen equipos remotos. Por eso las compañías telefónicas o de servicios telemáticos u otras grandes corporaciones construyen una red de ámbito extenso que ofrecen a sus potenciales clientes.

Líneas dedicadas

• En ocasiones interesa que la línea de datos, ya sea privada o pública (aunque generalmente se usan las públicas) sólo pueda ser utilizada con exclusividad por dos usuarios. Se dice entonces que la línea es dedicada.

Concepto de circuito de datos

• Para que tenga lugar una comunicación es necesaria una fuente de información, un destinatario y un canal a través del cual se trasmitan los datos.

• Cada circuito está compuesto por los siguientes elementos:

Equipos terminales de datos

(E.T.D. ; D.T.E. Data Terminal Equipment)

• Es aquel componente del circuito de datos que hace de fuente o destino de la información, es decir, emisor o receptor.

Equipos Terminales Del Circuito de Datos

(E.C.D. ; D.C.E. Data Comunication Equipment)

• Es el componente de un circuito de datos que adecua las señales que viajan por el canal de comunicaciones convirtiéndolas a un formato asequible al ETD.

• Utilizan técnicas de modulación, multiplexación e incluso modifican la información añadiendo información de control necesaria para la red comunicaciones. El ejemplo más claro es el MODEM.

Línea de un circuito de datos

• Sirve para transmitir la señal.

• Dos ECD cualesquiera en un circuito de datos se unen a través de una línea de datos. (Un MODEM se une a otro MODEM por medio de cable físico).

El Enlace de datos

• Está constituido por los ECD y las líneas que los interconectan considerados como un conjunto (los dos MODEM y las líneas que los unen).

El Circuito de datos

• Es el conjunto de ECD y las líneas de transmisión encargadas de la comunicación entre el ETD, transmisor y el ETD receptor de modo que tanto las señales como las informaciones que en ellas viajan sean entregadas de modo seguro.

Tipos de transmisión

• La transmisión consiste en el transporte de señales entre un emisor que origina la comunicación y un receptor que acepta los datos, es decir, es el envío por la línea de datos de señales de 0 o 5 voltios que representan los estados binarios 0 o 1.

Clasificación atendiendo al momento en el que se realiza la transmisión

• Los datos generalmente se transmiten entre dos dispositivos en múltiplos de una unidad fija de información. Habitualmente 8 bits que corresponde a un carácter ASCIII, por ejemplo, cuando una terminal se comunica con un ordenador, cada carácter tecleado se codifica en 1 BYTE de 8 bits y se compone un mensaje con un conjunto de caracteres.

• El sincronismo es un procedimiento por el que un emisor y un receptor se ponen de acuerdo sobre el instante preciso en el que comienza o acaba una información que se ha puesto en el medio de transmisión.

Transmisión asíncrona

• Una transmisión es asíncrona cuando el proceso de sincronización entre el emisor y el receptor se realiza en cada carácter de código transmitido.

• Si los relojes del transmisor y el receptor son independientes estamos hablando de una transmisión asíncrona.

• Si los datos que se transmiten se componen de un conjunto de caracteres con intervalos de tiempo aleatorios entre ellos, cada carácter se transmite normalmente de forma independiente y el receptor efectúa la sincronización al comienzo de cada carácter recibido. Para hacer esto, cada carácter transmitido o más exactamente, cada elemento de información, se encapsula dentro de una trama, con un BIT de inicio y uno o más BIT de parada.

• Puede deducirse de lo anterior que para transmitir cada unidad e información es necesario utilizar 10 o 11 bits suponiendo 1 solo BIT de inicio y 2 BIT de parada por cada BYTE y una velocidad de 1200 BPS (1200 bits por segundo). La velocidad de transferencia de datos es de aproximadamente 1200 (velocidad) : 11 (bits de la trama) = 110 BPS. Las velocidades más comunes en las líneas asíncronas son 110, 300, 1200, 2400, 4800, 9600 y 19200.

Transmisión Sincrona

• La transmisión es sincrona cuando se efectúa sin atender a las unidades e comunicación básicas, normalmente caracteres.

• Los bits se envían en una cadencia constante, sin discriminar los caracteres que compone.

• Los relojes del emisor y del receptor han e estar sincronizados.

• Los datos a transmitir se componen de bloques completos de datos, es decir, que contienen más de 1 BYTE.

• En las transmisiones sincronas se suelen utilizar caracteres especiales para evitar los problemas de perdidas de sincronía en los caracteres informativos transmitidos.

Rendimiento de una transmisión asíncrona (BIT)

Supongamos que para enviar un carácter vamos a usar 3 BITS de control, 1 BIT de START y 2 BITS de STOP.

Rendimiento de una transmisión sincrona (Bloque)

Supongamos que vamos a transmitir 1 Kb de información y por cada 256 BYTES se van a enviar 5 BYTES de sincronismo.

Tipos de sincronismo

Sincronismo de BIT

• El sincronismo de BIT se encarga de determinar el momento preciso en el que comienza o acaba la transmisión de 1 BIT.

• En las transmisiones asíncronas, el sincronismo de BIT se consigue arrancando el reloj del receptor en el mismo momento en el que llega el BIT de START de cada carácter. Si la base de tiempos de los relojes del emisor y del receptor es aproximadamente la misma, cada BIT quedará determinado por su duración temporal.

• Esta exigencia en la coincidencia de las bases de tiempos en el emisor y en el receptor obliga en muchos casos a predeterminar la velocidad de transferencia o a negociarla en la etapa inicial de la transmisión.

• En el caso de la transmisión sincrona es la propia señal de reloj transmitida por la línea junto con los datos la que se encarga de efectuar el sincronismo de BIT.

Sincronismo de carácter

• El sincronismo de carácter se ocupa e determinar cuales son los bits que componen cada palabra transmitida en el código elegido para efectuar la transmisión, es decir, debe establecer las fronteras entre caracteres, saber cuál es el primer y el último BIT de cada carácter.

• En las transmisiones asíncronas, esa sincronía de carácter, la realizan los BITS de START y de STOP; mientras que en las transmisiones sincronas lo realizan los caracteres especiales enviados, normalmente S y N. A partir de estos bloques, el receptor averigua las fronteras entre caracteres.

Sincronismo de bloque

En transmisiones más avanzadas existe la posibilidad de enviar bloques de caracteres en lugar de un solo carácter. Esto se consigue enviando otros caracteres de control además de los caracteres de sincronismo utilizados en la transmisión sincrona.

Algunos caracteres ASCII

G - 01 00 0111

7 - 00 11 0111

? - 00 11 1111

Ø - 00 10 0000

BEL - 0000 0111 CARACTERES ESPECIALES

SYN - 0001 0110 (Información que hay que quitar de la trama)

SOH - 0000 0001

STX - 0000 0010

ETX - 0000 0011

EOT - 0000 0100

Clasificación atendiendo al medio de transmisión

Los datos deben viajar por las líneas de comunicación y no todas las líneas efectúan la transmisión del mismo modo. Por ejemplo un canal de comunicación puede estar compuesto por una o más líneas.

Transmisión en serie (por ejemplo: MODEM, ratón…)

• Se dice que hay una transmisión en serie cuando todas las señales se transmiten por una única línea de datos secuencialmente.

• Esta forma de envío es más adecuada en transmisiones a largas distancias.

• Los BITS se transmiten en cadena por la línea de datos a una velocidad constante negociada por el emisor y el receptor.

Transmisión en paralelo (por ejemplo: impresora, escáner…)

• Una transmisión se realiza en paralelo cuando se transmite simultáneamente uno por cada BIT en cada canal.

• Los agrupamientos de bits pueden ser caracteres u otras asociaciones dependiendo del tipo del canal.

• Una transmisión en paralelo será n veces más rápida que su equivalente en serie, siendo n el número de líneas del canal.

• Sin embargo, la complejidad de un canal paralelo y los condicionamientos eléctricos hacen que exista una mayor dificultad en emplear este tipo de canales en grandes distancias por lo que suelen utilizarse en ámbitos locales.

Clasificación atendiendo a la señal transmitida

No todas las líneas pueden transmitir cualquier tipo de señales. A veces es preciso adecuar la señal al tipo de canal por el que se va a transmitir (por ejemplo: MODEM).

Transmisión analógica y digital

Si la señal es analógica, es decir, capaz de tomar todos los valores posibles en un rango, se dice que la transmisión es analógica. En cambio, cuando las señales transmitidas son digitales, es decir, pueden tomar un número finito de valores, se dice que la transmisión es digital.

Transmisión en banda base y en banda ancha

• En ocasiones la transmisión a través de líneas de comunicación exige una modulación para que se produzca una adecuación a la línea.

• Modulación es el proceso de alteración controlada de los parámetros de una señal física.

• Si la transmisión se realiza sin ningún proceso de modulación se dice que la transmisión opera en banda base. Por el contrario, si se exige un proceso de modulación, se dice que la transmisión se produce en banda ancha.

Explotación de los circuitos de datos

Las comunicaciones se pueden agrupar en tres grandes apartados dependiendo del régimen de explotación de las mismas.

Comunicación Símplex

• Una comunicación es símplex si están perfectamente definidas las funciones del emisor y del receptor y la transmisión de datos siempre se efectúa exclusivamente en una dirección de emisor a receptor.

• En la comunicación símplex se dice que hay un único canal físico y un canal lógico unidireccional.

EMISOR unidireccional RECEPTOR SÍMPLEX (radio, tele)

EMISOR bidireccional RECEPTOR HALF DUPLEX

RECEPTOR no simultaneo EMISOR SEMIDUPLEX (walkie talkie)

EMISOR simultaneo RECEPTOR DUPLEX (teléfono)

RECEPTOR EMISOR

Comunicación Semiduplex / Half Duplex

• En las comunicaciones Semiduplex, la comunicación puede ser bidireccional, es decir, emisor y receptor podrán intercambiarse los papeles, sin embargo, la bidireccionalidad no puede ser simultánea.

• En las comunicaciones Semiduplex hay un único canal físico y un canal lógico bidireccional.

Comunicación Duplex

• Esta comunicación es bidireccional y además simultanea.

• En ella, emisor y receptor no están perfectamente definidos. Los ETD actúan como emisor y receptor indistintamente.

• En la comunicación Duplex se afirma que hay un canal físico y dos lógicos. Esta afirmación es un tanto abstracta puesto que en muchos circuitos de datos Duplex consiguen la bidireccionalidad añadiendo más líneas físicas para la trasmisión, por ejemplo, asociando dos circuitos simples.

Elementos de un sistema de comunicación

En todo proceso de comunicación se pueden distinguir una serie de elementos básicos:

Emisor y receptor

• Emisor es el elemento terminal de la comunicación que se encarga de proporcionar la información.

• Receptor es el elemento terminal de la comunicación que recibe la información procedente de un emisor.

• Es inseparable cada emisor de su receptor. No se concibe un concepto sin el otro. Pueden darse tres casos: que exista un emisor y múltiples receptores (radio, televisión), un receptor y múltiples emisores o combinación de múltiples emisores (terminal al servidor) o combinación de múltiples emisores y múltiples receptores (el Chat).

• Aunque en telecomunicaciones se utiliza el termino ETD, en informática es más frecuente hablar simplemente de terminal, entendido como un dispositivo capaz de funcionar como emisor o receptor en una comunicación de ordenadores.

• Hay muchos tipos de terminales, una clasificación de los mismos sería:

Atendiendo a su autonomía:

• Terminales simples:

Es aquel que no posee autonomía, está totalmente controlado por un proceso que le es ajeno.

• Un monitor es capaz de representar la información gráfica que le llega a través de un circuito de video, pero no es capaz de tomar decisiones por sí mismo.

• Terminales autónomos:

Tiene cierta capacidad de proceso independiente. Posee su propio procesador y memoria con el fin de poder ejecutar tareas previamente establecidas.

• Un ordenador personal puede desempeñar perfectamente las funciones de un terminal autónomo y programable.

Atendiendo a su servicio:

Terminales de propósito general:

Un terminal es de propósito general, cuando puede desarrollar una amplia variedad de funciones (impresora, pantalla…).

Terminales de propósito específico:

Cumplen exclusivamente la función concreta para la que fue diseñado, lo cual no quiere decir que su función sea siempre la misma y que no se pueda cambiar. Hay terminales de propósito específico que son programables (detector de incendios, cajeros para comprar entradas, PIU..).

Los transductores

• Es un dispositivo encargado de transformar la naturaleza de la señal.

• La señal física que más se utiliza en telemática es la señal eléctrica debido a su facilidad para ser transportada, gobernada y transformada y a su velocidad de transmisión.

• Un micrófono y un altavoz son un ejemplo claro de transductores que convierten señales acústicas en eléctricas.

El canal

• Es el elemento que se encarga del transporte de la señal sobre la que viaja la información que emisor y receptor pretenden intercambiar.

• Cada canal de transmisión es adecuado para algunas señales concretas.

• Un canal viene definido desde el punto de vista telemático por sus propiedades físicas: naturaleza de la señal que es capaz de transmitir, velocidad de transmisión, capacidad de transmisión, nivel de ruido que genera, longitud, modo de inserción de receptores y emisores.

Moduladores y Codificadores

• Aunque la naturaleza de la señal a transmitir sea apropiada al tipo de canal elegido para producir la transmisión no siempre la señal es adecuada para conseguir eficacia en la transmisión.

• Para adecuar las señales a los canales de transmisión se utilizan los moduladores y los codificadores.

• El MODEM se encarga de convertir las señales eléctricas digitales en señales eléctricas analógicas y viceversa.

• Un codec se encarga de codificar una señal eléctrica digital en otra señal eléctrica también digital.

MODEM - MODulador

DEModulador

CODEC - CODificador

DECodificador

Otros elementos

Amplificadores y repetidores:

Se encargan de restaurar una señal analógica devolviéndole su amplitud original y paliando la atenuación producida por las pérdidas debidas a la longitud de la línea, conexiones, preparación, etc. Los amplificadores no sólo restauran la señal, sino que incluso la pueden ampliar.

Distribuidores y concentradores:

Estos dispositivos se encargan de repetir o agrupar las señales eléctricas entre los diversos emisores y receptores para que se transmita por un único canal a fin de economizar costes.

Conmutadores:

Son los dispositivos encargados de establecer un canal de comunicación apropiado, es decir, eligen las rutas adecuadas para conectar a un emisor y a un receptor.

Antenas:

Son dispositivos que permiten que una señal eléctrica se propague por un canal inalámbrico, y a la inversa, que una señal electromagnética se recoja con un cable. En el primer caso antena de emisión y en el segundo caso antena de recepción.

Las redes de comunicación

La necesidad de las redes

• Como la información no se produce necesariamente en el mismo punto geográfico en el que se procesa, se genera una necesidad de transporte de los datos de un lugar a otro, sería imposible interconectar punto a punto todos los equipos, se produciría un caos en los sistemas de cableado que le haría inviable; por tanto se hace necesario conectar sólo algunos equipos físicos. La comunicación con el resto de los equipos debe realizarse a través de las conexiones ya existentes, compartiendo recursos con otros equipos.

• Llamaremos velocidad de transferencia de datos a la cantidad de datos que se transmiten en cada unidad de tiempo.

• Unidades de velocidad de transferencia son Kbps (kilobit por segundo), Mbps (Megabit por segundo), bps (bit por segundo).

• Si una transmisión tiene una velocidad de transferencia de 100 Kbps, el tiempo que dura una transmisión de 1 bit es de 0'01 ms (milisegundos) aproximadamente. Si una transmisión se efectúa con una velocidad de transferencia de 1 Mbps, ¿Cuánto tiempo se tardará en transmitir 50 bits?

La red gráfica

• La primera gran red de transporte de datos que históricamente encontramos es la red telegráfica. Se desarrolló paralelamente al ferrocarril sobre 1838. Este sistema empleaba el código MORSE consistente en pulsos eclécticos de distinta duración. Popularmente se denominaba rayas y puntos.

• Actualmente el telégrafo se ha transformado en un teletipo o teleimpresor conectado a la red TELES. Este teleimpresor es similar a una máquina de escribir que envía y recibe información. El código usado por la red TELES se denomina Baudot o CCITT número 2 que representa cada carácter con 5 bits. La velocidad de transmisión de datos en esta red es de 50 baudios (bps, bits por segundo). Además se trata de una transmisión asíncrona con un bit de STOP y otro de START. Por lo tanto, ¿Cuántos caracteres se enviarán en 1 segundo?

La red telefónica

• Tras la invención del teléfono en 1876 por Graham Bell se produjo el desarrollo de las líneas de comunicación telefónicas. Estas fueron incrementando tanto su longitud como su extensión, así como los modos de operación.

• La red telefónica ha constituido la estructura y base física de muchas de las transmisiones de datos actuales. Es de vital importancia que a través del cable que llega a una casa o a una oficina se pueda tener acceso a la multitud de servicios que las compañías telefónicas u otras proporcionan a los usuarios de la red de teléfonos.

• El objetivo de gran parte de las compañías telefónicas es el uso de una única línea transmisión en cada hogar que preste todos los servicios telemáticos.

Elementos de la red telefónica

Las líneas de transmisión telefónica

• La parte más extensa de la red telefónica es la formada por el conjunto de las líneas de transmisión que permiten la conexión física de los emisores y receptores.

• En un principio estas líneas fueron exclusivamente de cables de pares, es decir, dos hilos conductores en paralelo.

• Hoy en día hay líneas de fibra óptica, cables coaxiales, líneas de fibra óptica, cables coaxiales, enlaces radios terrestres y satélites etc. Se han implantado servicios teléfonos inalámbricos como GSM o recientemente UMRA para telefonía digital inalámbrica de banda ancha.

Las centrales de conmutación

• Para poder proporcionar interconexión entre cualquier emisor y receptor existen una serie de dispositivos encargados de seleccionar de forma automática el camino oportuno.

• La estructura de la red telefónica es jerárquica. Los usuarios se agrupan en centrales de conmutación y estas a su vez se agrupan en centrales de conmutación de mayor jerarquía dando lugar a centrales urbanas, interurbanas, nacionales e internacionales.

• Las centrales realizan una serie de misiones:

• Transmisión: Las centrales interconectan las líneas de transmisión, formando circuitos virtuales.

• Señalización: Proporciona la información necesaria sobre el emisor y el receptor y otros elementos de la red. Esta función está directamente relacionada con la selección de la ruta adecuada y la tarifa de la llamada. Las centrales de conmutación siguen evolucionando de modo que cada vez proporciona más servicios a los usuarios: servicio despertador, buzón de voz, desvío de llamadas, identificación del número…

Los terminales de la red telefónica

Los terminales por excelencia son los teléfonos, aunque se le puede conectar el fax y el MODEM.

Funcionalidad de la red telefónica

• La red telefónica proporciona el servicio básico de transmisión de voz. También proporciona el acceso a algunas otras redes telemáticas, como por ejemplo IBERTEX, IBERPACK, X25. Es el medio más frecuente de conexión a Internet.

• El procedimiento de utilización es el siguiente:

1º- Se realiza el establecimiento de la conexión, para lo cual descolgamos el teléfono, comprobamos que hay tono y marcamos el número del destinatario.

2º- Hay que hacer la transmisión que será FULL DUPLEX, es bidireccional y simultanea.

3º- Desconexión. Ruptura de la conexión.

Redes de área local

Definición

LAN (Local Area Network)

Es un conjunto de elementos físicos y lógicos que proporciona interconexión entre dispositivos de un área privada y restringida.

Características:

Hay una restricción geográfica

La velocidad de transmisión debe ser relativamente elevada.

Ha de ser privada y toda la red pertenecería a la misma organización.

Las transmisiones han de ser fiables, es decir, la tasa de error ha de ser muy baja.

Funcionalidad de una LAN

• Ha de proporcionar los servicios de comunicación más comunes. La principal función de una red consiste en permitir que se compartan los recursos de los ordenadores.

• Hay dos formas fundamentales para la conexión de ordenadores personales en una red dependiendo de la ubicación de los recursos.

1º) Redes entre iguales:

Es la forma más básica. Consiste en hacer que todos los ordenadores pongan a disposición de los demás los recursos del que disponen.

2) Usando servidores:

Consiste en dar más privilegios a uno de los ordenadores confiriéndoles capacidades añadidas en forma de servicios, creando así una estructura centralizada en la red. Este tipo de organización es mucho más fácil de administrar. Normalmente los servidores de red llevan incorporado un sistema de cuentas y contraseñas de entrada que restringen los accesos a usuarios no autorizados.

Servidores de disco

Es un servidor que pone a disposición del usuario una gran capacidad de almacenamiento en disco. Suelen tener sistemas redundantes de almacenamiento. La capacidad interna de transferencia de datos del servidor tiene que ser muy elevada puesto que muchos usuarios solicitarán datos simultáneamente y de modo concurrente.

Servidores de impresoras

• Es un servidor de red que brinda a sus posibles clientes su capacidad de imprimir documentos.

• Un servidor de impresoras es un sistema gestor de impresoras con capacidad de almacenamiento de los documentos que están listos para ser manejados por impresoras de características previamente determinadas. Los ordenadores cliente que utilizan estos servicios de impresión comunican sus necesidades de impresión a los servidores que les brindan estos servicios de modo que el cliente reconoce las impresoras del servidor como si fueran propias. El servidor se encarga de proporcionar este servicio de modo transparente al usuario a quien le parece que todos los recursos están disponibles en su propia máquina.

• En la actualidad, un servidor de impresoras puede consistir en un conector sofisticado con los puertos de impresora y un puerto de red por donde le llegan los datos. Este conector lleva el hardware suficiente para negociar con los clientes a través de los protocolos adecuados toda la gestión de impresión. Además, cada servidor puede gestionar una o más impresoras dependiendo del número de puertos de salida que incorpore.

Servidores de comunicaciones

Es un servidor de red que se encarga de gestionar las comunicaciones de los usuarios de una LAN con el exterior.

Servidores de correo electrónico

Se encarga de proporcionar todos los servicios de mensajería electrónica necesarios para la intercomunicación de mensajes entre todos los usuarios del servicio. Se constituyen como oficinas postales electrónicas en dónde a cada usuario se le proporciona una dirección de correo asignada a un buzón en donde recibirá los mensajes que circulan por la red de los que él sea el destinatario.

Servidores gráficos

Un servidor gráfico sirve gráficos a los otros ordenadores de la red. Un ordenador especializado en la representación gráfica tiene que tener una tarjeta gráfica muy potente.

Redes de área extensa (WAN, Wide Area Network)

Definición

• Es una red que intercomunica equipos en un área geográfica muy amplia.

• Contiene una colección de host o terminales dedicados a ejecutar programas de usuario. Los host están conectados por una subred de comunicación. La subred conduce los mensajes de un host a otro separándose así los aspectos de comunicación de la red y los aspectos de la aplicación simplificando el diseño total de la red. La subred tiene los componentes distintos, las líneas de transmisión y los elementos de comunicación. Estos últimos son computadores especializados que conectan dos o más líneas de transmisión. Cuando los datos llegan por una línea de entrada, el computador o enrutador debe escoger una línea de salida para reenviarlos.

• Las líneas de transmisión que utilizan la WAN generalmente son públicas, propiedad de las líneas telefónicas. La capacidad de transmisión de estas líneas es menor que la de las LAN. Además, son compartidos por muchos usuarios a la vez, lo que exige un acuerdo en los modos de transmisión y en las normas de interconexión a la red. Las tasas de errores en las transmisiones de las WAN son unas mil veces superiores a las de las LAN.

Funcionalidad de una WAN

• Los protocolos utilizados en las WAN pueden ser orientados o no a la conexión.

• Un protocolo orientado a la conexión encuentra su modelo en el sistema telefónico. Para conversar con alguien, descolgamos el teléfono, marcamos el número, hablamos y después colgamos. El usuario de un protocolo orientado a la conexión establece primero una conexión, la usa y después la libera.

• El protocolo sin conexión, toma su modelo del sistema postal. Cada mensaje lleva la dirección completa de destino y cada uno se encamina a través del sistema de forma independiente en todos los demás. Podría ocurrir que un segundo mensaje llegue antes que el primero.

• La mayor parte de los servicios proporcionados por las WAN están distribuidos. Las WAN interconectan LAN de tipos muy distintos.

Ejemplos de WAN

RDSI (Red Digital de Servicios Integrados)

• Procede de la evaluación de la RTC, es el resultado de la digitalización de la red telefónica.

• Existe desde hace años, pero el público no la ha aceptado tan rápidamente como sus defensores hubieran querido. Los elevados costes del equipo y las limitaciones en la distancia entre el usuario y compañía telefónica no le han granjeado muchos apoyos.

• Esencialmente RDSI elimina el problema analógico de la línea telefónica, por lo que no es necesario usar el MODEM y proporciona canales digitales de datos que se pueden usar para conectarse con una red. Actualmente en España podemos encontrar la RDSI-BE y la RDSI-BA. La primera, soporta un acceso básico de dos canales de datos de 64 Kbps y un canal de señalización (control) de 16 Kbps. La segunda, admite conexiones de hasta 2 Mbps.

• RDSI aporta mejoras de la calidad, de la flexibilidad y de la velocidad de las comunicaciones. Además todos los servicios se integran en un único acceso y en una única red, ya que RDSI puede soportar servicios de videotelefonía, videoconferencia, multimedia, acceso a Internet y transmisión de datos a alta velocidad.

Redes FDDI (Fiber Distributed Data Interface, Interface de datos distribuidos por fibra óptica)

Es una LAN Token Ring de fibra óptica de alto desempeño que opera a 100 Mbps y distancias de hasta 200 Km con hasta 1000 estancias conectadas.

Redes Frame Relay

Es una evolución de las redes X25 y es una red de conmutación de paquetes. Las principales características de esta tecnología son el alto caudal de información, hasta 2 Mbps, la transparencia a los protocolos de comunicación y la integración de voz y datos.

Redes ATM (Asynchronous Transfer Mode) Modo de transferencia asíncrona)

La tecnología ATM es la elegida para llevar a cabo las transmisiones en RDSI banda ancha. Las redes ATM permiten la integración de voz, datos e imagen. No presenta restricciones para la comunicación de puntos lejanos. Es transparente a los protocolos. Integra perfectamente las redes LAN y WAN y permite transmisiones desde 2 Mbps hasta 2 Gbps. Además, tiene fuerte soporte internacional.

Redes de satélite

Existe la posibilidad e conectar enlaces radio terrestres a través de satélites. El satélite que sigue una órbita geoestacionaria permite conectar equipos muy distantes. El satélite debe situarse a 35800 km de la superficie terrestre. Las ondas que se generan entre los satélites y los enlaces radio terrestres son señales electromagnéticas que viajan a la velocidad de la luz.

Redes metropolitanas (MAN)

Es básicamente una versión más grande de una LAN y normalmente se basa en una tecnología similar. Podría abarcar un grupo de oficinas corporativas cercanas, o una ciudad y podría ser privada o publica. Una MAN puede manejar datos y voz. Su tasa de error es mayor que la de las LAN pero menor que el de las WAN. Este tipo de redes es apropiado para distribución de televisión por cable, en el ámbito de la población sobre la que se extiende geográficamente. Las compañías operadoras de cable compiten activamente con las de telefonía proporcionando a través del cable toda una oferta de servios entre los que se encentran la televisión, el video, Internet y la telefonía tradicional

Redes Virtuales

Las redes virtuales no son auténticamente redes sino una superorganización de las mismas que revierten una mayor flexibilidad de la gestión de la red o en una mayor seguridad en la transmisión de datos. Para ello, utilizan técnicas avanzadas de autenticación y encriptación.