Introduccin a los sistemas de comunicacin

Proceso telemtico

La telemtica es la tcnica que trata de la comunicacin remota entre procesos. Para ello debe ocuparse tanto de la interconectividad fsica (forma de conectar, tipo de seÑal, parmetros elctricos) como de las especificaciones lgicas (protocolos de comunicacin, deteccin y correccin de errores, compatibilizacin de diferentes redes, etc.). La base de cualquier comunicacin es la transmisin de una seÑal.

Transmisin: es el proceso telemtico por el que se transportan seÑales de un lugar a otro. Las seÑales son entidades de naturaleza diversa que se manifiestan como magnitudes fsicas, principalmente electromagnticas y mecnicas.

Los parmetros de cualquier transmisin son siempre magnitudes fsicas (tensin, intensidad de la corriente, frecuencia, amplitud, etc.) y se ocupa de lo que corresponde al nivel ms bajo en el transporte de datos o informacin.

Comunicacin: en todo proceso de comunicacin hay necesariamente transmisin. La comunicacin es el proceso telemtico por el que se transporta informacin sabiendo que esta informacin viaja sobre una seÑal que se transmite.

Por tanto la diferencia entre transmisin y comunicacin es que mientras la primera se limita a la transmisin de seÑales, la segunda implica la transmisin de informacin. La informacin no son ms que datos codificados en forma de seÑales que tienen un significado determinado, es decir: seÑales dotadas de un sentido dado.

Circuito y enlace de datos

Los circuitos de datos son un concepto que integran tanto el camino y el modo como la tecnologa utilizada por la informacin que circula por una red de datos, con objeto de alcanzar un destino receptor.

Los enlaces de datos son un concepto ms amplio que el circuito de datos ya que adems de ocuparse del camino y la tecnologa utilizada para la transmisin fsica de la informacin, abarca adems el gobierno de los diversos eventos ocurridos en cualquier comunicacin.

Segn el esquema anterior vemos que un circuito de datos est constituido por:

Lnea de comunicaciones: Conjunto de medios de transmisin que permiten unir dos o ms equipos. Una lnea de datos viene determinada por parmetros que la caracterizan y la habilitan o no para segn que transmisiones. Ejemplos: cable coaxial, cable UTP, frecuencia electromagntica

Equipo Terminal de circuito de datos (ETCD o ECD): Es el componente de un circuito de datos que adecua las seÑales que viajan por las lneas de comunicaciones de modo que su formato sea asequible a los ETD que estudiaremos ms abajo. Un ejemplo comn es el MODEM que transforma las seÑales digitales del ordenador en seÑales analgicas vlidas para viajar por la lnea telefnica.

El enlace de datos abarca al circuito de datos (y por tanto a los elementos anteriores y adems):

Controlador de comunicaciones (CC): Son los elementos que tienen como objeto el gobierno de los eventos en las comunicaciones de dos ETD. Suelen estar integrados en stos. Un ejemplo tpico es el hardware y software de red incluido en los ordenadores personales.

Como hemos seÑalado en el esquema anterior, un enlace de datos une a dos ETDs:

Equipo Terminal de Datos (ETD): Es aquel componente que acta como fuente o destino de informacin. Se trata de un concepto un tanto amplio en el caben desde los ordenadores personales hasta los telfonos o los faxes.

Explotacin de los circuitos de datos

Todo circuito de datos se implementa con el fin de realizar una explotacin comercial del mismo, es decir: obtener un beneficio econmico que se derive bien de su venta a otros clientes o de las ventajas que obtenemos de su utilizacin.

Para realizar esta explotacin comercial se utilizarn las capacidades del circuito de datos (de los medios de transmisin que lo componen y los equipos terminales correspondientes) de una determinada manera. De este modo podremos clasificar la explotacin de los circuitos de datos de acuerdo a una serie de criterios. Esto es lo que vamos a ver en este apartado.

Tipos de comunicaciones segn su explotacin

La comunicacin se puede agrupar en 3 grandes apartados dependiendo del rgimen de explotacin de los mismos.

Comunicacin simplex

Una comunicacin es simplex si estn perfectamente definidas las funciones del emisor y el receptor y la transmisin de datos siempre se efecta en una direccin: de emisor a receptor. Ejemplo: la televisin.

En la comunicacin simplex se dice que hay un nico canal fsico y un nico canal lgico unidireccional.

Comunicacin semiduplex

La comunicacin puede ser bidireccional, es decir, emisor y receptor pueden intercambiarse los papeles, sin embargo la bidireccionalidad no puede ser simultnea. Cuando el emisor transmite el receptor necesariamente recibe.

Posteriormente el receptor puede ejercer como nuevo emisor con la condicin de que el antiguo emisor se convierta en nuevo receptor.

Ejemplo: walkie talkie

En la comunicacin semiduplex hay un solo canal fsico y un canal lgico bidirecional.

Comunicacin duplex

En la comunicacin duplex la comunicacin es bidirecional y simultnea. En ella emisor y receptor no estn perfectamente definidos. Ambos ETDs actan como emisor y receptor simultneamente.

Ejemplo: el telfono.

En la comunicacin duplex hay un canal fsico y dos canales lgicos.

Tipos de transmisiones

Cuando el ETD quiere desplazar una cantidad de informacin determinada a travs de la lnea de transmisin deber emplear un cdigo determinado, es decir, deber usar una seÑal que tiene unas caractersticas de transmisin determinadas. Segn esto, nos encontramos que dicha seÑal transmitida o transmisin se puede clasificar segn dichas caractersticas:

Transmisin sncrona y asncrona

Transmisin sncrona

La transmisin es sncrona cuando los bits transmitidos se envan a un ritmo constante. Exige la transmisin tanto de los datos como de una seÑal de reloj que marque la cadencia del envo con el fin de sincronizar emisor y receptor. Esta seÑal puede ser generada indistintamente por el receptor o por el emisor. Lo nico indispensable es que la base de tiempos sea comn a ambos. Si no, se produciran faltas de sincronismo y no habra comunicacin.

El modo de transmisin sncrona permite velocidades de transmisin mayores que la asncrona., en primer lugar porque es menos sensible al ruido elctrico, y en segundo lugar porque tiene un mejor rendimiento en la lnea de datos.

Transmisin asncrona

En la transmisin asncrona el sincronismo es producido por los bits de Start y Stop. El sincronismo es producido entre emisor y receptor en cada palabra de cdigo.

Imaginemos que la lnea de transmisin est en reposo cuando tiene el nivel lgico Una manera de informar al receptor de que va a llegar un carcter es anteponer a ese carcter un bit de arranque o un bit de Start con el valor lgico 0. Cuando ese bit llega al receptor este dispara un reloj interno y se quedar esperando por los sucesivos bits que contendrn la informacin del carcter transmitido. Una vez recibidos todos los bits de datos, se aÑadirn los bits de parada o stop necesarios hasta que comience la transmisin del siguiente carcter (se pone la lnea a 1).

Puesto que la sincrona de la transmisin se restaura en cada carcter este sistema es poco sensible a los problemas que producen las faltas de sincronismo una vez que se ha fijado la velocidad de transmisin de los bits.

Transmisin serie y paralelo

Adems del cdigo que se emple en la transmisin de la seÑal, sta se propagar a travs de unos medios fsicos determinados. Segn como estos medios fsicos transmitan los diversos bits nos encontramos con estos dos tipos de transmisin.

Transmisin serie

Se dice que una transmisin es serie cuando todas las seÑales se transmiten por una nica lnea de datos de forma secuencial. Esta forma de envo es ms adecuada en transmisiones a largas distancias. Los bits se transmiten en cadena por la lnea de datos a una velocidad constante, negociada por el emisor y el receptor (es decir, conocida por ambos). Ejemplo: el ratn, el mdem.

Transmisin en paralelo

La transmisin de los datos se efecta en paralelo cuando se transmite simultneamente un grupo de bits. Cada uno de stos bits se emite por una lnea distinta del mismo canal.

Los agrupamientos de bits pueden ser caracteres y otras asociaciones dependiendo del tipo de canal. Ej: Bus de datos (cables anchos del ordenador), Impresora.

Una transmisin en paralelo ser n veces ms rpida que su equivalente en serie, donde n es el nmero de lneas del canal. Sin embargo, la complejidad de un canal paralelo y los condicionamientos elctricos hacen que exista una mayor dificultad en emplear este tipo de canales en grandes distancias, por lo que suelen utilizarse en mbitos locales (conectar una impresora al ordenador, etc).

Transmisin analgica y digital

A la hora de transmitir los datos, estos viajarn a travs de los medios, bien como seÑales que pueden tomar cualquier valor de un rango dado, o como seÑales que slo toman determinados valores. En funcin de ello, se puede determinar si la seÑal es analgica o digital.

Una seÑal analgica es aquella que puede tomar todos los valores posibles dentro de un rango.

Una seÑal digital es aquella que slo puede tomar un nmero finito de valores.

Se denomina modulacin a la adaptacin de una seÑal digital a un medio de transmisin dado. Un medio de transmisin se caracteriza por tener una serie de propiedades fsicas que determinan el rango de valores que una seÑal podr tomar en una magnitud determinada cuando se transmite por l (amplitud de la seÑal, frecuencia, fase, niveles de voltaje). Para transmitir la seÑal digital elegiremos la magnitud que va a representar a cada uno de los niveles de bit que vamos a transmitir y asignaremos diversos valores de esa magnitud a cada uno de ellos. Las principales modulaciones que existen son: la modulacin en frecuencia, en fase y en amplitud.

Las lneas de comunicacin

Las lneas de comunicacin son las lneas fsicas a travs de las cuales los circuitos de datos pueden intercambiar informacin.

Dos o ms equipos de comunicacin interconectados a travs de lneas de comunicaciones constituyen una red de comunicacin.

Lneas punto a punto y multipunto

Una primera clasificacin de las redes de comunicaciones la constituye su topologa. Segn sta nos encontramos:

Lneas punto a punto: dos equipos estn conectados mediante una lnea punto a punto cuando existe una lnea fsica que los une, a travs de la cual se puede producir la comunicacin y ningn otro equipo puede solicitar servicios de transmisin a esta lnea.

Lneas a multipunto: tienen una topologa en forma de red troncal constituida por un Bus de comunicaciones comn a todos los equipos que se conectan a la red.

Lneas pblicas y privadas

Otra clasificacin que se puede realizar es la que tiene en cuenta la propiedad de las lneas. Se dice que una lnea es privada cuando tiene un propietario no pblico. Las lneas que se utilizan en las redes de rea local son privadas.

Las lneas pblicas son lneas que tienen una titularidad pblica, normalmente de compaÑas telefnicas y suelen tener un mbito nacional o internacional. El usuario de una lnea pblica contrata los servicios de la misma con la compaÑa en rgimen de alquiler. Este alquiler suele hacerse de tal modo que un gran nmero de usuarios utilice una misma lnea para constituir sus circuitos de datos. Sin embargo, en ocasiones interesa que dos equipos estn conectados por una lnea que no pueda ser accedida por ms usuarios. A estas lneas se la denomina lneas dedicadas y aunque son de titularidad pblica su uso es exclusivo de un nico cliente privado.