teoria de redes introduccion

CONTENIDO (2da Parte ) Introducción a las comunicaciones de datos Tipos de Redes y su caracterización

FUNDAMENTOS DE LAS REDES DE DATOS (2da Parte)

Ing. M.Sc. Roberto Roberto Zambrana Flores

I nte nteg raci raci ón T eleco lecom munica uni caci cio ones nes - I nform nfor mática

INTRODUCCIÓN A LAS COMUNICACIONES DE DATOS

• Pr oveed oveedores ores de ser ser vici vi cios os de comuni comunicaciones caciones: Dan soluciones integradas por posibilidades de la conectividad. • Productores de soluciones informáticas: Brindan servicios de valor añadido a partir de la informática. •I dénticas dénticas tecnolo tecnologg í as: Centrales de conmutación conmutación automáticas, automáticas, redes locales, etc. •I mpact mpacto o en en lo organizativo org anizativo: ⌠ ⌡ (Dpto..

E voluci volució ón de de la I nform nformática ti ca 2 da Generación : • 1ra y 2da Un proceso con dispositivos periféricos limitados • 3ra Generación: Procesamiento por tiempo compartido. Computadoras con sus terminales Generación: Computadoras Computadoras personales, redes de • 4ta Generación: computadoras, procesamiento distribuido ⇒ Surge la TELEINFORMÁTICA

TELEINFORMÁTICA TELEINFORMÁTICA ES LA CIENCIA QUE TRATA DE LA CONECTIVIDAD CONECTIVIDAD A DISTANCIA ENTRE PROCESOS

Informática + Tele) = Dpto. Sistemas

E voluci volución ón de de la T elei lei nforma nf ormatica tica a c i t á m r o f n I

Procesos distribuidos

c a t i c m a r f o e i e n l e T

VLSI multiproceso

LSI Circuitos integrados

computadoras

transistor

válvula teléfono

RDSI Red digital

Transmisión digital

Transmisión analógica Telecomunicaciones

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Sistema Básico de Transmisión de Datos Señal Señal información transmitida recibida transmisor fuente

medio de transmisión

Codificación

Información recuperada

fuente

receptor destino

destino

Codifi cación de fuente (o compresión de datos) : Elimina redundancia.

•

Codificaci ón de canal (protección contra errores): Introducción de redundancia controlada..

transmisor

Decodif. descifrado Decodif de fuente de canal

receptor

C a n a l

E fectos indeseables de la Transmisión

Codificación •

Codif. cifrado Codif. de fuente de canal

Atenuación Distorsión

•

Ci fr ado de datos: Protección de los mensajes contra accesos no autorizados

E fectos I ndeseables A tenuación : Deterioro del nivel de potencia de una señal.

Distorsión : Modificaciones de la forma de la señal por ancho de banda limitado.

Interferencia: Contaminación de la señal útil con otras señales generadas por el hombre

Pulso rectangular

Interferencia Ruido

Tipos de Señales información analógi ca información digital

MODEM

información analógica información digital

Ruido: idem con señales aleatorias.

señal analógica

A/D

CSU

señal analógica señal digital señal digital


Modos de Transmisi ón de señales digi tales Banda base y M odulado

F ormatos de T ransmisión de señales digitales

Señal Digital: Numero de estados finitos. (Señal sin modular) Banda Base

0

1

0

1

1

10 11 01 00

0

Señal Digital

Formato de transmisión 01

10

11

asincrónico Señal analógica (Modulada)

MODEM

Formato de transmisión sincrónico

F ormatos de T ransmisión

F ormatos de T ransmisión

Formato de transmis ión asincr ónico Cada caracter precedido por pulso de arranque y terminado por pulso de parada. inactivo

1

2

3

4

5

6

7

8

arranque inactivo

Los caracteres se suceden a intervalos fijos sin pulsos de arranque y parada. •••6

7

8

1

2

3

4

5

6

7

8

1

• •

1

0

1

1

0

1

1

0

0

1

0

0

1

arranque 1

arranque

parada inactivo

Formato de transmis ión s incrónico

1

1

0

0

1

0

en este caso 20% perdido

0

parada inactivo

1

arranque

Transmisión serie y paralelo

100% eficiencia

Transmisión Serie

Transmisión paralela Registro serie/paralelo

•Transmisión simultánea de todos los bits de un carácter •un hilo por cada bit del carácter. •Empleada en muy cortas distancias y para rápidas transferencias

transmisión serie Por un solo hilo se transmiten secuencialmente los bits correspondientes a cada carácter. Mas lento que el paralelo pero mas economico Empleado para la transmisión de señales


Simultaneidad emisión recepción


Rx

Tx

Tx/Rx

o

Tx/Rx

Semiduplex (half duplex)

Simplex Transmite en una sola dirección Típico de los sistemas de difusión.

Transferencia de informacion en ambos sentidos pero NO simultáneamente


I nterfaz E TD - E TCD Los dispositivos procesadores de datos (ETD = Equipo Terminal de Dato, DTE en inglés) tienen capacidades de transmisión limitadas.

Tx/Rx

Tx/Rx

• Distancias de transmisión muy limitadas. • Igual sucede con las características de las

duplex (full duplex)

señales que son capaces de interpretar en sus entradas.

Transmite y recibe simultáneamente

• No pueden ser unidos directamente a un medio de comunicación

ê

Se requieren de dispositivos para el procesamiento de las señales ê ETCD = Equipo Terminal del Circuito de Datos (DCE en inglés) ê ETD y ETCD requieren interactuar entre si a través de circuitos de intercambio en su INTERFAZ ETD

Circuitos de I ntercambio ETD

INTERFAZ ETD- ETCD

ETCD

INTERFAZ ETD ETCD

Circuitos de intercambio

línea ETCD

Circuitos de intercambio

Transportan : • I nformación • Control • Temporización (relojes)


I nterfaz E TD - E TCD Necesario estandarizar estas interfaces

para

permitir

la

compatibilidad de productos de diferentes fabricantes.

E stándares de I nterfaces ETD -E TCD Protocolos de Nivel F ísico, cont. éFuncionales Transferencia de señal de información transferencia de señal de control temporizacion (relojes) y tierra éProcedimientos Secuencia de eventos

E stándares de Interfaces E TD -E TCD Protocolos de Nivel F ísico Normas establecen las características ê Mecánicas conectores, forma, genero, asignación de pines, etc. é Eléctricas Niveles de voltaje, temporizacion, sincronización, esquemas de señales, velocidad y distancia

RS-232C Puerto de Comunicaciones de la PC

Estándar de la EIA con recomendaciones Mecánicas, eléctricas y funcionales Mecánicas: Conector de 25 pines (ETD macho ETCD hembra) • • • • • • • •• • • • • • •••••••••••

Ejemplos: RS-232C, RS-232D, V.24, V.28, V.10, V.11, V.35, X.21, RS-422, RS-449, etc..

RS-232C, RS-232D

Recomendaciones Eléctricas: (Iguales a V.28 de la UIT ) •Señales digitales •Tierra común para todas las señales tanto en TX como en RX

G

un hilo por cada señal

R

DB 25

Recomendaciones funcionales de R S-232 C (V . 24 de la UI T ) Den. pin GND 1

UIT 101

ETD - ETCD Función Tierra protección

GND 7

102

Tierra de señal

TXD 2

103

Datos Transmitidos

RXD 3 RTS 4

104 105

Datos Recibidos Solicitud de envío

CTS 5

106

Envío habilitado

DTR 20

108

ETD listo

tierra común ETD

ETCD


MODE MS

Recomendaciones funcionales de RS-232 C (V . 24 ), cont. Den. pin DCD 8

UIT 109

DSR 6

107

ETCD listo

RI 22 RxC 17

125 115

Indicador de timbre Reloj de recepción

TxC

24

ETD - ETCD

113

Función Detección de portadora

Reloj de transmisión

ETD

MOdulador DEModulador F unciones: Permitir la transmisión de señales digitales a través de soportes analógicos. CI

MODEM CI

MODEM

ETD

ETD RPT

ETCD línea telef.

Tipos de líneas en la red telefónica •Líneas conmutadas •Líneas arrendadas (dedicadas, privada)

Líneas arrendadas

Ventajas: -Ideal para altos volúmenes de información -Mejor calidad de transmisión -Sin bloqueos por congestión -No requiere establecimiento de llamada -No hay que transmitir señales de control o señalización -Se pueden ecualizar Desventajas: -Cara para bajos volúmenes de información -Falta de flexibilidad, comunica sólo con u n punto fijo

Líneas Conmutadas Ventajas:

-Flexibilidad -Económica para bajos volúmenes de informacion Desventajas:

-Requiere establecimiento de la comunicación. -Posibilidad de bloqueos por congestión de la red. -Presenta ruido impulsivo y errores debido a la conmutación. -Son difíciles de ecualizar. -Se debe transmitir señalización y control.

MODE M F unciones Modular y demodular la señal. Establecer la comunicación con la computadora adyacente. Establecer comunicación con el MODEM distante para negociar la comunicación. Recuperar reloj para Rx. de señales sincrónicas. Los avanzados incluyen técnicas de compresión y control de errores.*


Tipos de MODE MS de acuerdo al formato de transmisión

MODE MS Externos (de mesa o de rack))

Modems asincrónicos

Modems

Modems sincrónicos

Internos: tarjeta a un slot de expansión de la PC

Diagrama en bloque de MODE M asincrónico

MODE MS asincrónicos

buffers

Cada caracter precedido por pulso de arranque y terminado en pulso de parada. Empleados en bajas velocidades. Emplean generalmente modulación FSK.

TXD RTS CTS RXD

Filtro pasabanda: eliminar las componentes de frecuencias indeseables.

Discriminador : efectuar la demodulación FSK. Limitador : Eliminar variaciones espurias en las amplitudes.

Detector de nivel: Señalizar la detección de nivel de portadora.

F PB D

osc. local

amplif. salida

línea tlf. interfaz línea

discrimi nador limitador F PB

DCD

Diagrama en bloque de MODE M asincrónico

modulador

detector nivel

amplificador entrada

E stándares de MODE Ms MODEMs para transmisión de Datos por la red telefónica estandarizados a través de las recomendaciones de la s erie V del C CITT (UIT), V21, V23, V26, V29, V32, V34, etc. . MODEMS estandarizados por la Bell

Interfaz de línea: transformador para adaptación de impedancias y/0 híbrida para separación de señales


Recomendación V.21

MODE M sincrónico

Modem asincrónico Canales separados en frecuencias (MDF)

Los caracteres se transmiten sin pulso de arranque y parada.

300bps.

Producen transmisiones mas eficientes.

Líneas telefónicas conmutadas.

Empleados en velocidades mas altas.

Modem FSK full dúplex

Requieren de circuitos que recuperen la señal de reloj a partir de la señal de datos.

portadora

f1

fo

canal 1

1080 Hz

980

1180

tx origen

canal 2

1750

1650

1850

tx resp.

V. 29

V.26

135°

Modem sincrónico. Operación full duplex en circuitos a 4 H arrendados.

01

• 00

01

•

00

•

10

• 11

• 10

Alternativa A

180°

•

•

•

11

45°

• 1010 • 1000 0010 0011• • • 0000 0001 1001 1111 0111 • • • • 0110 • • 0101 • 0100 1101 •1110 • 1100 •

1011•

2400bps, 1200 Baudios. Modulación DPSK4 con portadora en 1800Hz.

90°

225

270

0°

315°

Alternativa B

Corrección de errores y compresión Necesario el establecimiento de estándares para la comunicación entre diferentes productos. Microcom Networks Protocols de Microcom Inc

MNP

Protocolos que normaliza el intercambio de información estructurado por capas entre 2 Modems : MNP1, MNP2,. . . . . MNP5. . . .

E stándares con compresión •La compresión de datos requiere un enlace libre de errores, datos erróneos arruinan proceso de descompresión •MNP5 (compresión) emplea MNP4 para control de errores. •V42bis (compresión) emplea V.42 para control de errores.

•V.42bis es superior en eficiencia que MNP5

emplea técnicas de compactación CCITT: Estándar V.42 y V.42bis *


Qué es una Red Telemática ?

Una red es un conjunto de dispositivos físicos "hardware”

TIPOS DE REDES Y SU CARACTERIZACIÓN

y de programas “software", mediante el cual podemos comunicar computadoras para compartir recursos (discos, impresoras, programas, información, etc.) así como “trabajo” . En la actualidad, las funciones propias de una red de computadoras pueden ser divididas en las siete capas propuestas por ISO para su modelo de sistemas abiertos (OSI).

Redes- Criterios de Clasificación

•Por su extensión -LAN -MAN(nivel frontera) -WAN •Por su tipología o Arquitectura (En base a:)

Redes-Por su extension

Redes LAN (Local Area Network):

•Generalmente privadas o institucionales. •De pocos Kilómetros de extensión. •Interconectan computadoras y equipos para compartir recursos e información. •Por lo general emplean tecnologías de difusión. •Operan generalmente de 10 Mbit a 100Mbit.

-Técnicas de Tx -Método de acceso al medio (arbitraje) -Topología

Redes-Por su extension

Redes WAN (Wide Area Network):

•Se extienden sobre un área geográfica extensa. •Por lo general emplean en la interconexión de LANs ruteadores y actualmente conmutadores multicapa. •En esa interconexión generalmente son redes punto a punto.

Redes-Por su Tipologia

Según las Técnicas de Tx:

R edes de difusi ón : Tienen un único canal de Tx, que es compartido por todas los Nodos conectados a la Red. Todos los Nodos pueden “ver” la información y es u n código quien define para quien es. R edes punto a punto: La información puede pasar por varios equipos de computo antes de llegar a su destino y pueden hacerlo por diferentes caminos.


Redes-Por su Tipología

Redes Por su Topología

Según el método de acceso al medio: (En las redes de difusión se impone un método que defina quien toma el medio de Tx).

C S M A / CD (CarrierSense Multiple Access with colision detection). Estandarizado por IEEE.802.3 Es la más utilizada en topologías de bus y estrella. Cada Nodo censa por la disponibilidad del medio y un acceso múltiple (colisión) se soluciona. T o k en p as s i n g ( paso del Token ). Estandarizado por IEEE.802.4 Los nodos se pasan un Token que les dice el momento en que pueden Transmitir por el medio. Asegura que todos tendrán su momento de tomar el medio.

Redes-Por su Topología

Topología de Bus:

(Que se refiere a la distribución física y forma de conexión de los Nodos).

•Bus •Estrella •Anillo •Híbridas


Topología de Bus:

Los nodos se conectan linealmente uno a continuación de otro. Se genera una menor acumulación de cables. Propenso a fallos, pues una interrupción en cualquier punto del Bus, provoca el fallo de toda la Red. Complejidad en el proceso de detección de averías. Requiere de “terminadores” de 50 ohmios en ambos extremos del bus y “T” para cada nodo. Es simple agregar nuevos nodos. Utiliza cable coaxial y alcanza los 10Mbit.


Topología de Estrella: -La caracteriza la existencia de un Nodo central, al que se conectan directamente los restantes nodos. -Tiene como ventajas que se reducen las probabilidades de fallo, por causas del cableado. Pudiendose aislar los nodos con problemas, sin afectar al resto. El punto critico seria el nodo central que es fácil y rápido de sustituir. -Fácil identificación de los fallos. -El cableado por su embergadura exige una mejor planificación y concepción perspectiva , que simplifique agregar nuevos nodos.


Topología de Estrella:



Topología de Anillo:


Topología de Anillo:

-Se conectan todos los Nodos en un lazo cerrado, formando un anillo. Para el control del medio se emplea el Token, que es transferido de Nodo en Nodo. -El cableado es complejo, no así el proceso de agregar nuevos nodos posteriormente. -Son fiables y durante la reparación no se afectan los otros nodos de la red. - Dentro de redes que utilizan esta topología la mas conocida es la “Token Ring”.

Tecnologías de Redes Locales

•Ethernet •Fast Ethernet •Gigabit Ethernet •Token Ring

INTRODUCCIÓN A LOS PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN DE DATOS

•FDDI


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