Extracto
1.
Entrega. El sistema debe entregar los datos en el destino correcto. Los datos deben
de ser recibidos por el dispositivo o usuario adecuado y solamente por ese dispositivo
o usuario.
2.
Exactitud. El sistema debe entregar los datos con exactitud. Los datos que se
alteran en la transmisión son incorrectos y no se pueden utilizar.
3.
Puntualidad. El sistema debe de entregar los datos con puntualidad. Los datos
entregados tarde son inútiles. En cado de video, el audio y la voz, la entrega puntual
significa entregar los datos a medida que se producen, en el mismo orden en que se
producen y sin retraso significativos. Este tipo de entregas se llama transmisión en
tiempo real.
4.
Jitter (retardo variable). Se refiere a la variación en el tiempo de llegada de los
paquetes. En el retraso inesperado en la entrega de paquetes de audio o video, por
ejemplo, asumamos que los paquetes de video llegan cada 30 ms. Si algunos llegan
en 30 ms y otros con 40 ms., el resultado es una mala calidad del video.
Componentes de un Sistema de Comunicación
Un sistema de transmisión de datos está formado por cinco componentes:
1.
Mensaje. El mensaje es la información de (datos) a comunicar. Los formatos
populares de información incluyen texto, números, gráficos, audio y video.
2.
Emisor. El emisor es el dispositivo que envía los datos del mensaje. Puede ser una
computadora, una estación de trabajo, un teléfono, una videocámara y otros muchos.
3.
Receptor. El receptor es el dispositivo que recibe el mensaje. Puede ser una
computadora, una estación de trabajo, un teléfono, una televisión y otros muchos.
4.
Medio. El medio de transmisión es el camino físico por el cual viaja el mensaje de
emisor al receptor. Puede estar formada por un cable de par trenzado, un cable
coaxial, un cable de fibra óptica y las ondas de radio.
5.
Protocolo. Un protocolo es un conjunto de reglas que gobiernan la transmisión de
datos. Representa un acuerdo entre los dispositivos que se comunican. Sin un
protocolo, dos dispositivos pueden estar conectados, pero no comunicados, igual que
una persona que hable francés no puede ser comprendida por otra que sólo hable
japonés.
Modelo OSI
Creada en 1947, la organización internacional de estandarización (ISO, Interational
Standards Organization)
es un organismo multinacional dedicado a establecer
acuerdos mundiales, sobre estándares internacionales. Un estándar ISO que cubre todos los
aspectos de las redes de comunicación es el modelo de interconexión de sistema abierto
(OSI, Open system intercornnection). Un sistema abierto es un modelo que permite que
dos sistemas diferentes se puedan comunicar independientemente de la arquitectura
subyacente. Los protocolos de los modelos OSI es permitir la comunicación entre sistemas
distintos sin que sea necesario cambiar la lógica de hardware o el software subyacente. El
modelo OSI no es un protocolo, es un modelo para comprender y diseñar una arquitectura
de red flexible, robusta, robusta e interoperable.
El modelo de interconexión de sistema abierto es una arquitectura por niveles para diseño
de sistemas de red que permite la comunicación entre todos los tipos de computadoras. Está
compuesto por siete niveles separados, pero relacionados, cada uno de los cuales define un
segmento del proceso necesario para mover la información a través de una red (véase en la
2
figura 2.2). Comprender los aspectos fundamentales del modelo OSI proporciona una base
sólida para exploración de transmisión de datos.
Arquitectura por niveles
El modelo OSI está compuesto por siete niveles ordenados: el físico (nivel 1), el de enlace
de datos (nivel 2), el de red (nivel 3), el de transporte (nivel 4), el de sesión (nivel 5), el de
presentación (nivel 6) y el de aplicación (nivel 7)
Capa física
Es la que se encarga de las conexiones físicas de la computadora hacia la red, tanto en lo
que se refiere al medio físico como a la forma en la que se transmite la información.
Sus principales funciones se pueden resumir como:
Definir el medio o medios físicos por los que va a viajar la comunicación: cable de
pares trenzados, coaxial, guías de onda, aire, fibra óptica.
Definir las características materiales (componentes y conectores mecánicos) y
eléctricas (niveles de tensión) que se van a usar en la transmisión de los datos por los
medios físicos.
Definir las características funcionales de la interfaz (establecimiento,
mantenimiento y liberación del enlace físico).
Transmitir el flujo de bits a través del medio.
Manejar las señales eléctricas del medio de transmisión, polos en un enchufe, etc.
Garantizar la conexión (aunque no la fiabilidad de dicha conexión).
Capa de enlace de datos
Esta capa se ocupa del direccionamiento físico, de la topología de la red, del acceso al
medio, de la detección de errores, de la distribución ordenada de tramas y del control del
flujo.
3
Como objetivo o tarea principal, la capa de enlace de datos se encarga de tomar una
transmisión de datos "cruda" y transformarla en una abstracción libre de errores de
transmisión para la capa de red. Este proceso se lleva a cabo dividiendo los datos de
entrada en marcos (también llamados tramas) de datos (de unos cuantos cientos de bytes),
transmite los marcos en forma secuencial, y procesa los marcos de estado que envía el nodo
destino.
Capa de red
Se encarga de identificar el enrutamiento existente entre una o más redes. Las unidades de
información se denominan paquetes, y se pueden clasificar en protocolos enrutables y
protocolos de enrutamiento.
Enrutables: viajan con los paquetes (IP, IPX, APPLETALK)
Enrutamiento: permiten seleccionar las rutas (RIP, IGRP, EIGP, OSPF, BGP)
El objetivo de la capa de red es hacer que los datos lleguen desde el origen al destino, aun
cuando ambos no estén conectados directamente. Los dispositivos que facilitan tal tarea se
denominan enrutadores, aunque es más frecuente encontrarlo con el nombre en inglés
routers. Los routers trabajan en esta capa, aunque pueden actuar como switch de nivel 2 en
determinados casos, dependiendo de la función que se le asigne. Los firewalls actúan sobre
esta capa principalmente, para descartar direcciones de máquinas.
En este nivel se realiza el direccionamiento lógico y la determinación de la ruta de los datos
hasta su receptor final.
Capa de transporte
Capa encargada de efectuar el transporte de los datos (que se encuentran dentro del paquete)
de la máquina origen a la de destino, independizándolo del tipo de red física que se esté
utilizando. La PDU de la capa 4 se llama Segmento o Datagrama, dependiendo de si
corresponde a TCP o UDP. Sus protocolos son TCP y UDP; el primero orientado a conexión
y el otro sin conexión. Trabajan, por lo tanto, con puertos lógicos y junto con la capa red
dan forma a los conocidos como Sockets IP:Puerto (192.168.1.1:80).
Capa de sesión
Esta capa es la que se encarga de
mantener y controlar el enlace establecido
entre dos computadores que están
transmitiendo datos de cualquier índole.
Por lo tanto, el servicio provisto por esta
capa es la capacidad de asegurar que, dada
una sesión establecida entre dos
máquinas, la misma se pueda efectuar
para las operaciones definidas de
4
principio a fin, reanudándolas en caso de interrupción. En muchos casos, los servicios de la
capa de sesión son parcial o totalmente prescindibles.
Capa de presentación
El objetivo es encargarse de la representación de la información, de manera que, aunque
distintos equipos puedan tener diferentes representaciones internas de caracteres los datos
lleguen de manera reconocible.
Esta capa es la primera en trabajar más el contenido de la comunicación que el cómo se
establece la misma. En ella se tratan aspectos tales como la semántica y la sintaxis de los
datos transmitidos, ya que distintas computadoras pueden tener diferentes formas de
manejarlas.
Esta capa también permite cifrar los datos y comprimirlos. Por lo tanto, podría decirse que
esta capa actúa como un traductor.
Capa de aplicación
Ofrece a las aplicaciones la posibilidad de acceder a los servicios de las demás capas y
define los protocolos que utilizan las aplicaciones para intercambiar datos, como correo
electrónico (Post Office Protocol y SMTP), gestores de bases de datos y servidor de
ficheros (FTP), por UDP pueden viajar (DNS y Routing Information Protocol). Hay tantos
protocolos como aplicaciones distintas y puesto que continuamente se desarrollan nuevas
aplicaciones el número de protocolos crece sin parar.
Cabe aclarar que el usuario normalmente no interactúa directamente con el nivel de
aplicación. Suele interactuar con programas que a su vez interactúan con el nivel de
aplicación, pero ocultando la complejidad subyacente.
SEÑALES
Uno de los aspectos fundamentales del nivel físico es transmitir información en forma de
señales electromagnéticas a través de un medio de transporte. Tanto si se están enviando un
correo electrónico, manejando registro de una base de datos, enviando un mensaje
instantáneo o visualizando una página web, se está realizando una transmisión de datos a
través de conexiones de red.
Los datos analógicos, como el sonido de la voz humana, tomando valores continuos.
Cuando alguien habla, se crea una onda continua en el aire. Esta onda puede ser capturada
por un micrófono y convertida en una señal analógica o muestreada y convertida en señal
digital.
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Los datos digitales toman valores discretos. Por ejemplo, los datos se almacenan en la
memoria de una computadora en forma de ceros y unos. Se pueden convertir a señales
digitales o ser modulados en una señal analógica para su transmisión a través de un medio.
Señal Analógica
Una señal analógica es un tipo de señal generada por algún tipo de fenómeno
electromagnético y que es representable por una función matemática continua en la que es
variable su amplitud y periodo (representando un dato de información) en función del
tiempo. Algunas magnitudes físicas comúnmente portadoras de una señal de este tipo son
eléctricas como la intensidad, la tensión y la potencia, pero también pueden ser hidráulicas
como la presión, térmicas como la temperatura, mecánicas, etc. La magnitud también puede
ser cualquier objeto medible como los beneficios o pérdidas de un negocio.
En la naturaleza, el conjunto de señales que percibimos son analógicas, así la luz, el sonido,
la energía etc. son señales que tienen una variación continua. Incluso la descomposición de
la luz en el arco iris vemos como se realiza de una forma suave y continúa.
Una onda senoidal es una señal analógica de una sola frecuencia. Los voltajes de la voz y
del video son señales analógicas que varían de acuerdo con el sonido o variaciones de la luz
que corresponden a la información que se está transmitiendo.
Periodo y frecuencia
El periodo se refiere a la cantidad de tiempo, en segundos, que necesita una señal para
completar un ciclo. La frecuencia indica el número de periodos en un segundo. La
frecuencia de una señal es su número de ciclos por segundo. Observe que el periodo y la
frecuencia son la misma característica definida de dos formas distintas. El periodo es el
inverso de la frecuencia y la frecuencia es la inversa del periodo:
f = 1 / T
T = 1 / f
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El periodo se expresa formalmente en
segundos. La frecuencia se expresa en
Herzios (HZ), que son ciclos por segundo.
Las unidades del periodo y la frecuencia
son:
Unidad
Equivalente
Unidad
Equivalente
Segundo
1 s
Herzio (Hz)
1 Hz
Milisegundo (ms)
10
3
s
Kiloherzio (kHz)
10
3
Hz
Microsegundo (µs)
10
6
s
Megaherzio (MHZ)
10
6
Hz
Nanosegundo (ns)
10
9
s
Gigaherzio (GHZ)
10
9
Hz
Picosegundo (ps)
10
12
s
Teraherzio (THZ)
10
12
Hz
Watts
Para comprender qué es un watt, se debe considerar primero la energía. Una definición de
energía es la capacidad para producir trabajo. Existen muchas formas de energía,
incluyendo energía eléctrica, energía química, energía térmica, energía potencial
gravitatoria, energía cinética y energía acústica. La unidad métrica de la energía es el Joule.
La energía puede considerarse una cantidad.
Un watt es la unidad básica de potencia, y la potencia está relacionada con la energía. No
obstante, potencia es un índice, y energía una cantidad. La fórmula para la potencia es
P = DE / Dt
DE es la cantidad de energía transferida.
Dt es el intervalo temporal durante el cual se transfiere la energía.
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Decibeles
El decibel (dB) es una unidad que se utiliza para medir la potencia eléctrica. Un dB es un
décimo de un Bel, que es una unidad de sonido más grande así denominada en homenaje a
Alexander Graham Bell. El dB se mide en una escala logarítmica base 10. La base se
incrementa en diez veces diez por cada diez dB medidos. Esta escala permite a las personas
trabajar más fácilmente con grandes números. Una escala similar (la escala de Richter) se
utiliza para medir terremotos. Por ejemplo, un terremoto de magnitud 6.3 es diez veces más
fuerte que un terremoto de 5.3.
Cálculo de dB
La fórmula para calcular dB es la siguiente:
dB = 10 log10 (Pfinal/Pref)
dB = la cantidad de decibeles. Esto usualmente representa una pérdida de potencia, a
medida que la onda viaja o interactúa con la materia, pero también puede representar una
ganancia, como al atravesar un amplificador.
Pfinal = la potencia final. Ésta es la potencia entregada después de que algún proceso haya
ocurrido.
Pref = la potencia de referencia. Ésta es la potencia original.
Señales digitales
Una señal digital es aquella que presenta una variación discontinua con el tiempo y que sólo
puede tomar ciertos valores discretos. Su forma característica es ampliamente conocida: la
señal básica es una onda cuadrada (pulsos) y las representaciones se realizan en el dominio
del tiempo.
Sus parámetros son:
Altura de pulso (nivel eléctrico)
Duración (ancho de pulso)
Frecuencia de repetición (velocidad pulsos por segundo)
La utilización de señales
digitales para transmitir
información se puede
realizar de varios modos:
el primero, en función
del número de estados
distintos que pueda
tener. Si son dos los
estados posibles, se dice que son binarias, si son tres, ternarias, si son cuatro, cuaternarias y
8
así sucesivamente. Los modos se representan por grupos de unos y de ceros, siendo, por
tanto, lo que se denomina el contenido lógico de información de la señal.
La segunda posibilidad es en cuanto a su naturaleza eléctrica. Una señal binaria se puede
representar como la variación de una amplitud (nivel eléctrico) respecto al tiempo (ancho
del pulso).
Resumiendo, las señales digitales sólo pueden adquirir un número finito de estados
diferentes, se clasifican según el número de estados (binarias, ternarias, etc.) y según su
naturaleza eléctrica (unipolares y bipolares)
Espectro Electromagnético (EM)
Espectro EM es simplemente un nombre que los científicos han otorgado al conjunto de
todos los tipos de radiación, cuando se los trata como grupo. La radiación es energía que
viaja en ondas y se dispersa a lo largo de la distancia. La luz visible que proviene de una
lámpara que se encuentra en una casa y las ondas de radio que provienen de una estación de
radio son dos tipos de ondas electromagnéticas. Otros ejemplos son las microondas, la luz
infrarroja, la luz ultravioleta, los rayos X y los rayos gamma.
Todas las ondas EM viajan a la velocidad de la luz en el vacío y tienen una longitud de onda
(l) y frecuencia (f).
Uno de los diagramas más importantes tanto en ciencia como en ingeniería es la gráfica del
espectro EM. El diagrama del espectro EM típico resume los alcances de las frecuencias, o
bandas que son importantes para comprender muchas cosas en la naturaleza y la tecnología.
Las ondas EM pueden clasificarse de acuerdo a su frecuencia en Hz o a su longitud de onda
en metros. El espectro EM tiene ocho secciones principales, que se presentan en orden de
incremento de la frecuencia y la energía, y disminución de la longitud de onda:
Canales de comunicación
Una red de computadoras o red informática, es un conjunto de equipos informáticos
conectados entre sí por medio de dispositivos físicos que envían y reciben impulsos
eléctricos, ondas electromagnéticas o cualquier otro medio para el transporte de datos con la
finalidad de compartir información y recursos. Este término también engloba aquellos
medios técnicos que permiten compartir la información.
La finalidad principal para la creación de una red de computadoras es compartir los recursos
y la información en la distancia, asegurar la confiabilidad y la disponibilidad de la
información, aumentar la velocidad de transmisión de los datos y reducir el coste general de
estas acciones.
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Final del extracto de 32 páginas
- Citar trabajo
- Tom Espinoza Trujillo (Autor), 2017, Telecomunicaciones e Interferencias, Múnich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/374379
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