Tema 2B. La Interfaz Eléctrica

1.Introducción:
Para comenzar podemos clasificar los sistemas de comunicación físicos dependiendo de sus medios de transmisión. La transmisión de datos entre un emisor y un receptor siempre se realiza a través de un medio de transmisión. Estos pueden clasificarse en:
- Guiados: la transmisión se realiza confinada a un elemento de transmisión. Estos pueden ser a su vez:
    -Punto a Punto: se emplea para conectar directamente dos equipos.
    -Multipunto: varios equipos intervienen en la comunicación.
- No Guiados: como por ejemplo la radio.


2.Medios de transmisión:
El propósito de la capa física consiste en transportar el flujo original de bits de una máquina a otro. Hay varios medios de transmisión sobre los que se puede llevar a cabo este propósito.

a)Par Trenzado:
El medio de transmisión más antiguo es el par trenzado, que aún es muy usado hoy en día. Consiste en dos hilos de cobre aislados, de 1 mm de espesor, trenzados de forma helicoidal para reducir la interferencia eléctrica con respecto a los pares cercanos que se encuentran a su alrededor.
Los tipos mas utilizados son:

-UTP: cable sin apantallar, con calidad telefónica.

-STP y FTP: cable apantallado, en el STP cada cable esta protegido individualmente y en el FTP la protección es común a todos los cables.

b) Cable Coaxial:

El cable coaxial es otro medio típico de transmisión. Hay dos tipos de cable coaxial, el cable coaxial de 50 que se usa para transmisión digital, también se conoce como cable coaxial de banda base y el cable coaxial de 75 que se utiliza para la transmisión analógica también conocido como cable coaxial de banda ancha.

Su estructura es la siguiente:

c) Fibra Óptica:

Los avances en el campo de la tecnología óptica han hecho posible la transmisión de información mediante pulsos de luz.

Su estructura es la siguiente:

d) Transmisión sin cable:

Todas las frecuencias del espectro radioeléctrico pueden ser utilizadas para la transmisión de datos, aunque las microondas resultan especialmente adecuadas. En aplicaciones de comunicaciones a larga distancia, en antenas parabólicas, transmisiones telefónicas...

3. Propagación de la Señal:

-Velocidad de transmisión: es el número de elementos de señal o cambios de condición por segundo. Se mide en baudios, que son el número de elementos de señal por segundo que se transmiten.

-Capacidad del canal: es la velocidad máxima a la que se puede transmitir información sin errores, expresada en bits por segundo. Por tanto la capacidad del canal será la velocidad en baudios máxima admisible por el canal multiplicada por el número de bits que codifica cada elemento de señal.

-Banda Ancha: se propaga más de una señal por el medio físico.

- Banda Base: se transmite una sola señal por el canal en cada instante.

4. Perturbaciones:

- Atenuación del canal

- Distorsión de retardo

- Ruido

5.Modos de transmisión de la señal:

En el primer caso se habla de transmisión en Banda Base, en el segundo se trata de enviar señales moduladas sobre ondas portadoras de determinadas frecuencias. El canal de transmisión puede ofrecer entonces dos posibilidades, la transmisión en banda portadora cuando la señal sólo se pueda modular sobre una única portadora de una determinada frecuencia y la transmisión en banda ancha cuando las señales pueden ir moduladas en portadoras distintas frecuencias llevando en la mayoría de las ocasiones informaciones diferentes.

La modulación es el proceso por el cual se puede modificar una señal portadora para que lleve información, que será una señal generalmente de menos frecuencia. El proceso que permite recuperar la señal original se llama demodulación.

  -Modulación con portadora analógica: para transmitir información se usan señales de alta frecuencia ya que la sensibilidad al ruido en menor.

Tres tipos:

       -Modulación en amplitud

       -Modulación de frecuencia

       -Modulación de fase

   -Modulación con portadora digital: tras el gran volumen de información a transmitir la información se transforma a digital para difundirla más fácilmente. La principal ventaja es la sencillez y economía del proceso. Su gran inconveniente es la atenuación por las distorsiones.

6. Interfaces de circuitos de transmisión de datos:

En la estructura física de un circuito podemos distinguir los siguientes elementos:

DTE(Equipo Terminal de Datos)
DCE(Equipo Terminal del Circuito de Datos)

En este ámbito, el interfaz se refiere a la conexión entre el DTE y el DCE. Las especificaciones de un interfaz tienen cuatro características importantes:

- Mecánicas

- Eléctricas

- Funcionales

- De procedimiento

-Protocolo RS-232:

Esta presente en todos los ordenadores actuales para la transmisión de datos entre ellos.
Este protocolo consiste en un conector DB-25 de 25 pines, aunque lo mas normal de encontrar es la versión de 9 pines, el DB-9. Las señales con las que trabaja este puerto serie con digitales, de +12V (0 lógico) y -12V(1 lógico). Es posible tener cables de hasta 15 metros.

Pin	Función
TXD	(Transmitir Datos)
RXD	(Recibir Datos)
DTR	(Terminal de Datos Listo)
DSR	(Equipo de Datos Listo)
RTS	(Solicitud de Envío)
CTS	(Libre para Envío)
DCD	(Detección de Portadora)

Numero	de Pin	Señal	Descripción	E/S
En DB-25	En DB-9
1	1	-	Masa chasis	-
2	3	TxD	Transmit Data	S
3	2	RxD	Receive Data	E
4	7	RTS	Request To Send	S
5	8	CTS	Clear To Send	E
6	6	DSR	Data Set Ready	E
7	5	SG	Signal Ground	-
8	1	CD/DCD	(Data) Carrier Detect	E
15	-	TxC(*)	Transmit Clock	S
17	-	RxC(*)	Receive Clock	E
20	4	DTR	Data Terminal Ready	S
22	9	RI	Ring Indicator	E
24	-	RTxC(*)	Transmit/Receive Clock	S

Conector DB 25

Conector DB 9

- Protocolo RS-422:

1 transmisor y hasta 10 receptores simultaneamente.

Tensión de transmisión de 2 V a 6 V  tanto + como -.

Longitud máxima del cable de hasta 1200m

-Protocolo RS-485

Hasta 32 emisores receptores en la misma línea.

Transmisión diferencia entre 1.5V y 5V tanto + como -.

La longitud del cable es de hasta 1200m

Y es la que mayor velocidad transmite información.

Pin

Función

TXD 

(Transmitir Datos)

RXD

(Recibir Datos)

DTR

(Terminal de Datos Listo)

DSR

(Equipo de Datos Listo)

RTS

(Solicitud de Envío)

CTS

(Libre para Envío)

DCD

(Detección de Portadora)

Numero 

de Pin

Señal

Descripción

E/S

En DB-25

En DB-9

1

1

-

Masa chasis

-

2

3

TxD 

Transmit Data

S

3

2

RxD

Receive Data

E

4

7

RTS

Request To Send

S

5

8

CTS

Clear To Send

E

6

6

DSR

Data Set Ready

E

7

5

SG

Signal Ground

-

8

1

CD/DCD

(Data) Carrier Detect

E

15

-

TxC(*)

Transmit Clock

S

17

-

RxC(*)

Receive Clock

E

20

4

DTR

Data Terminal Ready

S

22

9

RI

Ring Indicator

E

24

-

RTxC(*)

Transmit/Receive Clock

S

Conector DB 25

Conector DB 9

Tema 1. Redes de Comunicación de Datos y Normas de Sistemas Abiertos

1. Introducción:
El desarrollo de la computación y su integración en todo tipo de maquinas ha proporcionado el surgimiento de nuevas formas de comunicación, que son aceptadas cada vez más por las personas.
El desarrollo de las redes informáticas posibilito su conexión mutua y finalmente la existencia de Internet, una red de redes gracias a la cual un ordenador puede intercambiar información fácilmente con otras situadas en otras regiones del planeta.
Las funciones básicas que hacen necesaria la comunicación de datos son:
- El intercambio de datos, como la transferencia de ficheros entre varios ordenadores.
- Compartir recursos de modo que se rentabiliza el empleo de algunos periféricos y o equipos.

Para ver el link PINCHA AQUI

2. La Comunicación:
- La Comunicación es la transferencia de información con sentido desde un lugar a otro.
- Información es un patrón físico al cual se le ha asignado un significado comúnmente acordado.

Dicha información es intercambiada por lo general en forma de sonido, luz o patrones de textura.

-La Telecomunicación es la comunicación entre dos personas o sistemas que se encuentran distantes.

- Elementos de un Sistema de Comunicación:

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3.Contaminaciones de la Señal:

- Distorsión: es la alteración de la señal debida a la respuesta imperfecta del sistema a ella misma.

- Interferencia: es la contaminación por señales extrañas, generalmente artificiales y de forma similar a las de la señal original.

- Ruido: se entiende a las señales aleatorias e impredecibles de tipo eléctrico originadas en forma natural dentro o fuera del sistema.

4. Redes de Comunicación:

-Definición: las más simple de las redes conecta dos ordenadores, permitiéndoles compartir archivos... Una red mucho más compleja conecta los ordenadores de una empresa o una compañía del mundo.

- Tipos de Redes:

     - Red de Área Metropolitana(MAN): es la que se extiende entre uno y cincuenta kilómetros aproximadamente, generalmente dentro de una misma ciudad.

     - Red de Área Local(LAN): es una red de computadoras de cualquier variedad que están ubicadas relativamente cerca una de otra y conectadas por un cable contiguo.

     - Red de Gran Alcance(WAN): es una red habitual entre fronteras internacionales, siendo las conexiones habituales las líneas telefónicas de alta velocidad, satélites de comunicaciones, antenas...

- Modelo OSI:

OSI quiere decir Open System Interconnection y fue definido por la ISO (International Organization of Standards) en 1983.

A finales de los 60 se pensó en crear redes de conmutación de paquetes tolerante a fallos capaces de viajar por medios diferentes. Esto llego al entorno universitario y se produjo un crecimiento rápido de sistemas de este tipo por lo que fue necesario definir un estándar para poder especificar cualquier arquitectura de red.

Se crearon una serie de recomendaciones o reglas a seguir:

1- Se debe crear una capa siempre que se necesite un nivel de abstracción diferente.

2- Cada capa ha de realizar una función bien definida.

3- Las capas han de implantarse de tal manera que el flujo de información de los interfaces de capa sea el mínimo posible.

4- Las capas deben ser suficientes en número para que no exista posibilidad de agrupar demasiadas funcionalidades en una capa individual pero asimismo no deben ser tantas que la complejidad de la arquitectura de red se dispare.

Esquema de comunicación entre terminales de OSI:

Descripción de las capas:

Vídeo sobre el modelo OSI: PULSA AQUI

Finalmente os dejo un vídeo con el Protocolo TCP/IP:

Tema 2A. Transmisión de Datos

El modo de transmisión se refiere al número de unidades de información (bits) elementales que se pueden traducir simultáneamente a través de los canales de comunicación.

1- Tipos de Comunicación:

-Transmisión en Serie:

Es el envío de datos bit a bit sobre una interfaz serial. Requiere menos cables que la transmisión paralela, pero el tiempo de transmisión se incrementa en función del tamaño de la cadena de los bits al ser transmitida.

-Transmisión en Paralelo:
Es el envío de datos de bit a bit sobre un mínimo de ocho líneas paralelas a través de una interfaz paralela, como por ejemplo la interfaz paralela para impresoras.

2- Sincronismo:
Fuente y receptor sincronizados en el tiempo para la correcta transmisión de información.

Tipos de Transmisión:
- Transmisión Asíncrona:
El asincronismo es un proceso por el cual el receptor y el emisor se ponen de acuerdo en donde empieza y acaba una información que se ha puesto en el medio de transmisión empleado. Un error de sincronismo implica la posibilidad de una interpretación incorrecta de la información.

Una información es asíncrona cuando el proceso de sincronización entre el emisor y el receptor se realiza en cada palabra de código transmitido. Esto se lleva a cabo  través de unos bits especiales que ayudan a definir el entorno de cada código que se va a transmitir.

- Transmisión Síncrona:
En la transmisión síncrona los bits transmitidos se envían a un ritmo constante, y se exige la transmisión tanto de datos como de una señal de reloj, llamada señal de envío, que marque la secuencia en que se van enviando los datos, con el fin de sincronizar al emisor y al receptor.

En la transmisión síncrona se suelen utilizar unos caracteres especiales para evitar pérdidas de sincronismo.

3-Modos de Comunicación:

- Una conexión simple, es una conexión en la que los datos fluyen en una sola dirección, desde el emisor al receptor. Este tipo de conexión es útil si los datos no necesitan fluir en ambas direcciones.

- Una conexión semidúplex, es una conexión en la que los datos fluyen en una u otra dirección, pero no los dos al mismo tiempo. Con este tipo de conexión, cada extremo de la conexión transmite uno después de otro.

- Una conexión dúplex total, es una conexión en la que los datos fluyen simultáneamente en ambas direcciones. Así, cada extremo de la conexión puede transmitir y recibir al mismo tiempo; esto significa que el ancho de banda se divide en dos para cada dirección de la transmisión de datos.

4- Detección y Corrección de Errores:

- Método de Paridad: consiste en añadir un bit de más a la cadena que queremos enviar, y que nos indicará si el numero de '1' es par o impar. Si es par incluiremos este bit con el valor = 0 y si es impar lo incluiremos con valor = 1 o viceversa.

- Método de Checksum: la idea en la que se basa la suma de chequeo de Internet es muy sencilla; se suman todas las palabras de 16 bits que conforman el mensaje y se transmite, junto con el mensaje, el resultado de dicha suma. Al llegar el mensaje a su destino, el receptor realiza el mismo cálculo sobre los datos recibidos y compara el resultado con el Checksum recibido. Si los dos datos no coinciden el receptor sabrá, por tanto, que ha ocurrido un error.

- Método de Hamming: si queremos detectar d bit erróneos en una palabra de n bits, podemos añadir a cada palabra de n bits d+1 bits predeterminados al final, de forma que quede una palabra de n+d+1 bits con una distancia mínima de Hamming de d+1. De esta manera si uno recibe una palabra de n+d+1 bits que no encaja con ninguna palabra del código detecta correctamente si es una palabra errónea. 

- Método de Redundancia o CRC: la finalidad de este método es crear una parte de redundancia la cual se añade al final del código a transmitir que siendo lo más pequeña posible, detecte el mayor número de errores que sea posible. Pero además debe ser un método sistemático, es decir, que con un mismo código a transmitir se genere siempre el mismo código final.

5-Método de acceso al medio:

Conjunto de reglas que definen la forma en que un equipo coloca los datos en la red y toma los datos del cable. Una vez que los datos se están moviendo en la red, los métodos de acceso ayudan a regular el flujo del tráfico de la red.

Métodos de acceso:

- Método de acceso múltiple por detección de portadas de colisiones o CSMA/CD: al utilizar este método, cada uno de los equipos de la red, incluyendo a los clientes y a los servidores, comprueban el cable para detectar el tráfico de la red.

Los equipos sólo pueden transmitir datos si el cable está libre.

Un equipo sólo puede enviar datos cuando 'detecta' que el cable está libre y que no hay tráfico en el cable.

- Método de acceso Paso de Testigo: circula por el cable del anillo que une los equipos un paquete especial denominado testigo. Cuando un equipo del anillo necesita enviar datos a través de la red, tiene que esperar a un testigo libre. Cuando se detecta un testigo libre, el equipo se apodera de él si tiene datos que enviar.

Ahora el equipo puede enviar datos. Los datos se transmiten en tramas junto con informacion adicional como cabeceras y finales.

Mientras un equipo está utilizando el testigo, los otros equipos no pueden transmitir datos. Por tanto no se producen colisiones.