Introducción a los Sistemas de Comunicación

TEMA 1: “INTRODUCCIÃ N A LOS SISTEMAS DE COMUNICACIÃ N”
• EVOLUCIÃ N HISTORICA DE LOS SISTEMAS DE COMUNICACIÃ N.
• ORGANISMOS DE NORMALIZACIÃ N.
• CLASIFICACIÃ N DE LAS REDES:
• TRANSFERENCIA DE INFORMACIÃ N
• SEGÃ N SU PROPIETARIO
• TOPOLOGÃ A:
♦ Malla.
♦ Bus
♦ Estrella
♦ Anillo
♦ Ôrbol.
• LOCALIZACIÃ N GEOGRAFICA:
♦ LAN “Local Area Network”
♦ MAN “Metropolitan Area Network”
♦ WAN “Wide Area Network”
♦ SERVICIOS Y PROTOCOLOS
♦ REDES de TRANSMISIÃ N 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: INTRODUCCIÃ N A LOS SISTEMAS DE COMUNICACIÃ N
◊ EVOLUCIÃ N HISTORICA DE LOS SISTEMAS DE COMUNICACIÃ N:
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 debÃ−an realizarse las conexiones internas
de circuiterÃ−a 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
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programas que se repetÃ−an 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 compañÃ−as
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 compañÃ−as destacan Novell Inc. 3Com Corp, AT&T e IBM. Se
trataban de entornos centralizados, donde un ordenador hacÃ−a 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 dÃ−a, las redes de ordenadores son más que un entorno centralizado de
gestión de ficheros. El desarrollo de la tecnologÃ−a 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 NORMALIZACIÃ N:
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 ESTANDARIZACIÃ N.
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.
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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 jerarquÃ−a de carpetas de hiperenlaces URL favoritos a las páginas de
mayor interés, de novedades, recursos, etc.
◊ CLASIFICACIÃ N 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, lÃ−neas de
teléfono, ondas de radio, satélite, etc
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• Según la técnica para transferir información:
Dependen de la topologÃ−a de la red. Existen distintas topologÃ−as 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 vÃ−a de
conexión entre los dos equipos. Normalmente puede seleccionarse varios
caminos candidatos para esta vÃ−a 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 Ã−ntegra desde el origen al destino, y viceversa, mediante
una lÃ−nea 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 envÃ−a el
emisor se aloja en un único mensaje con la dirección de destino y
se envÃ−a al siguiente nodo. à ste almacena la información hasta
que hay un camino libre, dando lugar a su vez, al envÃ−o al
siguiente nodo, hasta que finalmente el mensaje llega a su destino.
⋅ Redes de difusión (multipunto): Un equipo envÃ−a la información a
todos los nodos y es el destinatario de captar esa información. Está
condicionada a la topologÃ−a de la red, ya que esta se caracteriza por
disponer de un único camino o vÃ−a de comunicaciones compartido por
todos los equipos de la red. Por lo tanto debe tener una topologÃ−a en bus o
anillo, o debe estar basada en enlaces por ondas de radio (el aire es un medio
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de transmisión compartido).
• Según su propietario:
• Privadas: Las lÃ−neas 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 compañÃ−as
telefónicas y por tanto, tienen un ámbito nacional o mundial. Estas
son utilizadas en las redes de área extensa.
• Redes dedicadas: Sus lÃ−neas de comunicación son diseñadas e
instaladas por un usuario o administrador, o bien alquiladas a las
compañÃ−as 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 lÃ−neas de comunicación soportan
información de diferentes usuarios. Son redes de servicio público
ofertadas por compañÃ−as de telecomunicaciones bajo cuotas de
alquiler en función de la utilización realizada o bajo tarifas pro
tiempo limitado.
Ejemplo: red de telefonÃ−a fija, red de telefonÃ−a móvil, RDSI, redes de fibra
óptica, etc.
• Según su topologÃ−a fÃ−sica:
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 vÃ−a
con sus 2 extremos unidos
◊ Inconveniente: Si falla algún enlace la red deja de
funcionar completamente.
◊ Ventaja: Tiene mayor rendimiento.
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⋅ MIXTAS: Formadas por la unión de
topologÃ−as 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 fÃ−sicos y lógicos que
proporcionan interconexión entre dispositivos en un área privada restringida.
CaracterÃ−sticas:
◊ 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 añadÃ−rselo.
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.
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◊ Protocolo para establecer una comunicación:
◊ Descolgar el teléfono.
◊ Comprobar si hay lÃ−nea. 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 caracterÃ−sticas 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
mayorÃ−a de las redes, no asÃ− en determinados
servicios como el envÃ−o 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
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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
compañÃ−as 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
telefonÃ−a 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 compañÃ−as
de teléfonos móviles.
◊ REDES de TRANSMISIÃ N 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
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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 lÃ−neas de la red
telefónica conmutada para
transmitir datos a alta velocidad.
Ejercicios:
◊ Explica en qué consiste las comunicaciones PAN.
◊ Explica en qué consiste la tecnologÃ−a WLAN.
◊ Utiliza los teléfonos móviles que dispongan de
tecnologÃ−as 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
lÃ−neas telefónicas, preparadas para la
transmisión de voz.
◊ LÃ−neas de comunicación..
◊ ANEXO 1: TOPOLOGÃ A BUS
La topologÃ−a 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".
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La topologÃ−a en bus utiliza cable coaxial. Es una
lÃ−nea, 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 topologÃ−a 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
PASOS PARA MONTAR UNA RED CON
TOPOLOGIA EN BUS:
Para montar una red con topologÃ−a en bus,
utilizando cable coaxial y conectores BNC, hay que
seguir los siguientes pasos:
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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
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ECD
ECD
ETD
ETD
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