E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadores Tema 2: Transmisin en el nivel fsico.1. Introduccin y conceptos2. Transmisin de datos3. Transmisin analgica y digital4. Modos de transmisin: asncrono y sncrono5. Multiplexacin6. Conmutacin7. Medios de transmisin2E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.1 Introduccin y conceptosPara ser transmitidos, los datos deben ser convertidos a seales electromagnticas.El xito en la transmisin de datos depende de: calidad de la seal (onda electromagntica) que se transmite caractersticas del medio de transmisin3E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.1 Introduccin y conceptosinformacin: bit bit: unidad de informacin ms pequea que puede ser transmitida o procesada por un circuito: 1 (presencia de pulso elctrico) 0 (ausencia de pulso elctrico) bps bps: cantidad de estados discretos (0 1) por segundo que puede adoptar una lnea baudio baudio: cantidad de estados discretos por segundo que puede adoptar una lnea. En funcin de los voltajes puede corresponderse a n bps informacin informacin: conjunto de bits que agrupan datos e informacin de control seal seal: soporte de la informacin viajando por el medio ruido ruido: otra seal presente en el medio que afecta a la informacin introducida portadora portadora: seal que no contiene informacin (tono continuo) que mezclada con otra que si contiene informacin genera una seal adecuada para viajar por un determinado canalmodular modular: modificar una portadora para que transmita informacin (transmisin analgica de seales digitales)codificar codificar: adaptar seales, analgicas o digitales, a los sistemas de transmisin digitalRespecto a la seal a transmitir y la calidad de la misma4E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.1 Introduccin y conceptosonda sinusoidal: Forma ms fundamental de una seal analgica peridica. Conceptos: hertzio hertzio: expresa la frecuencia de una onda electromagntica amplitud ( amplitud (A A): ): valor mximo de la seal en el tiempo, se mide en voltios frecuencia (f): frecuencia (f): nmero de veces que la seal se repite en un determinado perodo, se mide en hertzios o ciclos/segundo perodo ( perodo (T T): ): tiempo que transcurre entre dos repeticiones consecutivas de la seal fase fase () (): describe la posicin de la forma de onda relativa al instante de tiempo 0 longitud de onda ( longitud de onda ( ): ): distancia entre dos posiciones idnticas (dos mximos o mnimos consecutivos) Una onda seno queda perfectamente definida mediante la fase, amplitud y frecuencia.Respecto a la seal a transmitir y la calidad de la misma5E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.1 Introduccin y conceptosRespecto a la seal a transmitir y la calidad de la misma(a) Dos ondas con la misma fase y frecuencia y distinta amplitud(b) Dos ondas con la misma amplitud y fase, y distinta frecuenciab. 90 gradosa. 0gradosc. 180 gradosTiempoTiempoTiempo(c) Tres ondas con la misma amplitud y frecuencia, y distinta faseFuente: Transmisin de datos y redes de comunicaciones, Forouzan.6E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.1 Introduccin y conceptosE Ejemplo jemplo: con una frecuencia de 2 Mhz asumiendo que en cada Mhz se representa un bit, cales la velocidad de transmisin? T = 1/f = 0,5 sg en cada 0,5 sg se presentan 2 Mhz cada 0,25 sg se presenta 1 bit cada sg se presentan 4 bits cada sg se presentan 4 MbpsRespecto a la seal a transmitir y la calidad de la misma7E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.1 Introduccin y conceptosconceptos en el dominio de frecuencia: espectro espectro: conjunto de frecuencias que constituyen una seal ancho de banda ancho de banda: rango de frecuencias contenido en una seal compuesta ancho de banda absoluto ancho de banda absoluto: ancho de banda del espectro ancho de banda (efectivo): ancho de banda (efectivo): banda de frecuencias donde se concentra una sealconceptos en el dominio de tiempo: seal continua seal continua: su intensidad vara suavemente en el tiempo (analgica). Si sufrecuencia es cero la seal es corriente continua.seal discreta seal discreta: se mantiene durante un perodo y luego adopta otro valor (digital) seal peridica seal peridica: se basa en un patrn que se repite a lo largo del tiempo seal no peridica seal no peridica: no sigue ningn patrn preestablecidosegn tasa de informacin:iscrona iscrona: velocidad constante (tv)aniscrona aniscrona: velocidad no constante (de pc a impresora)Respecto a la seal a transmitir y la calidad de la misma8E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.1 Introduccin y conceptosRespecto a la seal a transmitir y la calidad de la misma(a) Grfica del dominio del tiempo y la frecuencia para una onda senoFuente: Transmisin de datos y redes de comunicaciones, Forouzan.9E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.1 Introduccin y conceptosonda compuesta: Una onda seno de frecuencia nica no es til para transmitir datos. Es necesario usar una seal compuesta: seal formada por mltiples ondas seno. Segn el Anlisis de Fourier, cualquier seal compuesta es realmente una combinacin de ondas simples con distintas frecuencias, amplitudes y fases.Respecto a la seal a transmitir y la calidad de la mismaAmplitudAmplitudFrecuenciab. Representacin en dominio de frecuencia de las mismas tres sealesa. Representacin en dominio del tiempo de tres ondas seno con frecuencias 0, 8 y 16Fuente: Transmisin de datos y redes de comunicaciones, Forouzan.(a) Grfica del dominio del tiempo y la frecuencia para tres ondas seno10E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.1 Introduccin y conceptosRespecto a la seal a transmitir y la calidad de la misma Pearson Educacin, S. ATiempoFuente: Transmisin de datos y redes de comunicaciones, Forouzan.Una seal compuesta peridica:11E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.1 Introduccin y conceptosRespecto a la seal a transmitir y la calidad de la mismaFuente: Transmisin de datos y redes de comunicaciones, Forouzan.(a) Descomposicin de una seal compuesta aperidicaen los dominios de tiempo y frecuencia(b) Ancho de banda de seales compuestas peridicas y aperidicas12E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.1 Introduccin y conceptosinterfaz interfaz fsico interfaz fsico: punto de acceso al medio fsico (ej. modem) interfaz lgico interfaz lgico: libreras de control del interfaz fsicotipo de medio: guiados guiados: limitado a un medio fsico: fibra, coaxial, etc. no guiados no guiados: no limitado a un medio fsico: airetipo de enlace:enlace directo enlace directo: seal directa de emisor a receptor sin elementos intermedios (exceptuando repetidores y amplificadores) punto a punto punto a punto: el medio es compartido por dos dispositivos multipunto multipunto: el medio es compartido por n dispositivossentido en la transmisin:simplex simplex: en un nico sentidohalf half- -duplex duplex: en dos sentidos pero no simultneamente (walkies) full full- -duplex duplex: en dos sentidos y simultneamente (telfono)tipo de transmisin:serie serie: se envan los bits uno a uno por una determinada vaparalelo paralelo: se envan n bits a travs de n vas simultneamenteRespecto al medio de transmisin y sus caractersticas13E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.1 Introduccin y conceptosforma de transmisin: sncrona sncrona: existe sincronizacin continua entre emisor y receptor asncrona asncrona: no es continua, se restablece cada vez que se transmitecanal: va de comunicacin establecida sobre un medio fsico: ideal ideal: sin ruido no ideal no ideal: con ruidomodo de transmisin: banda base banda base: una sola portadora en el medio fsico (un solo canal) banda ancha banda ancha: mltiples portadoras en el medio fsico (varios canales simultneos)por titularidad: propietarios propietarios: sistemas como par trenzado, coaxial, fibra, radio, microondas, etc. alquilados alquilados: sistemas como RTC, RDSI, ATM, xDSL, etc.Respecto al medio de transmisin y sus caractersticas14E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.2 Transmisin de datosLas seales viajan a travs de medios de transmisin no perfectos.Las imperfecciones pueden causar deterioros en las seales. Esto significa que la seal al principio y al final del medio es distinta. Lo que se ha enviado no es lo recibido.Habitualmente ocurren tres tipo de deterioro: atenuacin atenuacin: desgaste de la seal debido a la distancia entre nodos distorsin de retardo distorsin de retardo: variacin de la velocidad de propagacin en el medio ruido ruido: interferencias introducidas por el sistema de transmisin (acoples, descargas elctricas, etc.)Deterioro de la transmisin15E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.2 Transmisin de datosTransmitida Recibida RuidoPunto 1Medio de transmisinPunto 2(a) Atenuacin (b) Distorsin(c) RuidoDeterioro de la transmisinFuente: Transmisin de datos y redes de comunicaciones, Forouzan.16E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.2 Transmisin de datosUna consideracin importante en la transmisin de datos es lo rpido que se pueden enviar por un canal, en bits por segundo.La velocidad de datos depende de tres factores: El ancho de banda disponible. Los niveles de seal que se usan. La calidad del canal (nivel de ruido)Se han desarrollado dos frmulas tericas para calcular la tasa de datos: Nyquist para un canal sin ruido Shannon para un canal ruidosoLimites de la velocidad de datos17E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.2 Transmisin de datosEn 1924 Nyquist estableci la capacidad mxima de transmisin de un canal ideal (donde no existe ruido):Cbps= 2 H log2Vdonde:H: ancho de bandaV: nmero de estados o niveles discretos en la lnea (en binario = 2)Para un canal no ideal, Shanon estableci:Cbps= 2 H log2(1+S/N)donde:S/N: coeficiente seal/ruido (30 db en la RTB)Ejemplo: en una lnea telefnica con un ancho de banda de 3.000 hz la capacidad mxima es de 30.000 bps:Cbps= 6000 log2(31) = 30.000 bpsNota: logab = c ac = b18E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.3 Transmisin analgica y digitalDato: entidad capaz de transportar informacin analgicos analgicos: continuos y toman valores continuos (voz humana) digitales digitales: tienen estados discretos y toman valores discretos (almacenamiento memoria pc como 0s y 1s)Seal: representacin elctrica oelectromagntica de los datosanalgicas analgicas: onda electromagntica que vara continuamente (continua) digitales digitales: secuencia de pulsos de tensin (discreta)Transmisin: propagacin y proceso de seales:analgica analgica: los datos se transmiten modulando una seal continua de frecuencia constante (portadora) digital digital: la seal original (datos) se codifica en una seal digital Se tiende a comunicacin digital debido a: tecnologa digital tecnologa digital: las tecnologas LSI (large scale integration) y VLSI (very largescale integration) han reducido el tamao y coste de la circuitera digital integridad integridad: el uso de repetidores no acumula ruidos como los amplificadores analgicos seguridad y privacidad seguridad y privacidad: uso de tcnicas de encriptacin integracin integracin: todas las seales (voz, vdeo y datos) tienen la misma forma y por tanto el mismo proceso19E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.3 Transmisin analgica y digitalNormalmente, se usan seales analgicas para representar datos analgicos, y seales digitales para representar datos digitales.Los datos digitales se pueden representar mediante seales analgicas: Modems.Los datos analgicos se pueden representar mediante seales digitales: Compact Disc.Existen cuatro posibilidades de codificacin/modulacin: datos digitales, seales digitales datos digitales, seales analgicas datos analgicos, seales digitales datos analgicos, seales analgicas20E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.3 Transmisin analgica y digitalSeales digitales: Secuencia de pulsos de tensin discretos y discontinuos. Cada pulso es un elemento de seal. Los datos binarios se transmiten codificando cada bit de datos en cada elemento de seal.Aspectos a considerar en las tcnicas de codificacin: espectro de la seal: es importante concentrar la frecuencia en la parte central del ancho de banda (diferencia entre frecuencia mxima y mnima) para evitar distorsiones, interferencias, etc. sincronizacin: determinar el principio y el fin de cada bit deteccin de errores: si existe un sistema de deteccin de errores, la codificacin ser ms eficaz inmunidad a ruidos e interferencias: comportamiento ante presencia de ruido coste: de la lgica digitalDatos digitales, seales digitales21E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.3 Transmisin analgica y digitalSistemas de codificacin ms comunes: NRZ NRZ- -LL (no retorno a cero): 0 = nivel alto 1 = nivel bajoManchester Manchester: 0 = transicin de alto a bajo en mitad del intervalo (inicia en alto) 1 = transicin de bajo a alto en mitad del intervalo (inicia en bajo) Manchester Diferencial Manchester Diferencial: 0 = transicin al principio y mitad del intervalo 1 = transicin a mitad del intervaloDatos digitales, seales digitales22E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.3 Transmisin analgica y digitalLa modulacin afecta a la amplitud, frecuencia y fase de la seal portadora.Las tcnicas de modulacin se basan por tanto en:Datos digitales, seales analgicasa) desplazamiento de amplitud (ASK)b) desplazamiento de frecuencia (FSK)c) desplazamiento de fase (PSK)23E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.3 Transmisin analgica y digitalSe basa en la digitalizacin: conversin de datos analgicos a datos digitales. los datos digitales se transmiten transmiten como seales digitales usando alguna de las tcnicas de codificacin (NRZ-L) La conversin de datos analgicos en seales digitales se realiza mediante un codec.Tcnicas de digitalizacin: Modulacin por codificacin de impulsos (PCM) Modulacin delta (DM)Datos analgicos, seales digitales-101-101Codec Codec-101datos analgicos (voz) seal digital (NRZ)datos analgicos24E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.3 Transmisin analgica y digitalDatos analgicos, seales digitales(a) Componentes de un codificador PCM(b) Componentes de un decodificador PCMFuente: Transmisin de datos y redes de comunicaciones, Forouzan.25E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 23(b) Componentes modulacin deltaSeal analgicaModulador DMDatos digitalesComparadorUnidad de retardoConstructorde escalera(c) Componentes demodulacin deltaDemodulador DMFiltro paso bajoDatos digitalesSeal analgicaUnidad de retardoConstructorde escalera(a) Proceso modulacin delta2.3 Transmisin analgica y digitalDatos analgicos, seales digitalesFuente: Transmisin de datos y redes de comunicaciones, Forouzan.26E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.3 Transmisin analgica y digitalLa modulacin en este caso est orienta a: conseguir una transmisin ms efectiva mediante una frecuencia mayor utilizar la multiplexacin por divisin de frecuenciasLas tcnicas ms utilizadas son: modulacin en amplitud amplitud (AM) modulacin en frecuencia frecuencia (FM) modulacin en fasefase (PM)Datos analgicos, seales analgicas27E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 23Seal a modularFrecuencia portadoraSeal moduladaTiempoTiempoTiempoAmplitud(a) AM(b) FMSeal a modular (audio)Frecuencia portadoraSeal PMTiempoTiempoTiempoAmplitud(c) PM2.3 Transmisin analgica y digitalDatos analgicos, seales analgicasFuente: Transmisin de datos y redes de comunicaciones, Forouzan.28E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.4 Modos de transmisin: asncrono y sncronoLa transmisin de datos binarios por un enlace se puede llevar a cabo en: modo paralelo: se envan varios bits con cada pulso de reloj modo serie: se enva un bit en cada pulso de relojTransmisin paralela: los datos binarios se pueden organizar en grupos de n bits cada uno agrupando los datos se pueden enviar n bits al mismo tiempo por n lneas ventaja: la velocidad desventaja: el coste se limita a distancias cortasTransmisin serie: un bit sigue a otro, un solo canal de comunicacin tres modos: asncrona sncrona iscrona29E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.4 Modos de transmisin: asncrono y sncronoSe envan 8 bits juntosSe necesitan 8 lneasReceptorEmisorLos 8 bits se envan uno despus de otro.Slo se necesitaun cableConversorserie/paraleloConversorParalelo/serieEmisorReceptor(a) Transmisin paralela(b) Transmisin serieFuente: Transmisin de datos y redes de comunicaciones, Forouzan.30E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.4 Modos de transmisin: asncrono y sncronoEn la transmisin es importante la temporizacin, la velocidad de transmisin, la duracin y la separacin entre bits.Los problemas de temporizacin requieren un mecanismo para sincronizar al transmisor y al receptor.Efecto de la falta de sincronizacin:(a) Enviado(b) RecibidoTiempoTiempoFuente: Transmisin de datos y redes de comunicaciones, Forouzan.31E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.4 Modos de transmisin: asncrono y sncronoEjemplo:En una transmisin digital, el reloj del receptor es un 0,1 por ciento ms rpido que el reloj del emisor. Cuntos bits extra por segundo recibe el receptor si la tasa de datos es de 1 kbps? Cuntos, si la tasa de datos es de 1 Mbps?Solucin:A 1 kbps, el receptor recibe 1001 bps en lugar de 1000 bps.A 1 Mbps, el receptor recibe 1.001.000 bps en lugar de 1.000.000 bps32E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.4 Modos de transmisin: asncrono y sncronoSe denomina as porque la temporizacin de la seal no es importante.Consiste en agrupar el flujo de bits en bytes.Cada grupo, usualmente 8 bits, se enva por el enlace como una unidad.El emisor gestiona cada grupo independientemente, sin tener en cuenta ninguna temporizacin.Sin sincronizacin, el receptor no puede predecir cundo va a llegar el grupo siguiente. Para identificar un nuevo grupo se aade un bit de comienzo y un bit de paradaEn el caso de la codificacin NRZ el envo consiste en: bit comienzo: 0 carcter: de 5 a 8 bits bit paridad (par impar), por ejemplo usando paridad par si el nmero de bits a 1 es par: 0 si el nmero de bits a 1 es impar: 1 bit parada o reposo: 1Inconveniente: 2 3 bits suplementarios por carcter: un 20% ms de bits transmitidos si se transmite en bloques de bits, el error de temporizacin es mayorTransmisin asncrona33E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.4 Modos de transmisin: asncrono y sncronoTransmisin asncronaEstado de reposo de la lneaImpar, par o no utilizadaPermanece en reposo o siguiente bit de comienzode 5 a 8 bits de datos1 a 2 bitsElemento de parada (a) Formato de un carcter(c) Efecto de un error en la temporizacinTemporizacin en el transmisor (s)Temporizacin en el receptor (s)Elemento de parada Bit de comienzo Elemento de parada Bit de comienzo Intervalo de tiempo inapreciable entre dos caracteresElemento de parada (b) Cadena de caracteres de 8 bits asncronos34E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.4 Modos de transmisin: asncrono y sncronoConsiste en la transmisin de bloques de bitsFormas de sincronizacin: la seal de reloj viaja en una lnea independiente (pulsos de corta duracin) la sealizacin se incluye en la seal de datos (manchester y manchester diferencial en codificacin digital; portadora para sealizacin analgica)Adicionalmente el receptor ha de conocer el principio y fin de cada bloque de datos: prembulo finalEl formato de la trama consiste en: prembulo+control+informacin+control+finalPara bloques de datos suficientemente grandes es ms eficiente que la transmisin asncrona: HDLC (nivel 2) incorpora 48 bits de sealizacin (prembulo+control+final) para transmitir un bloque de 1000 caracteres, el nmero total de bits a transmitir es de 8048 bits los bits suplementarios suponen un 0,6% (48/8048) en transmisin asncrona sera de hasta un 30% suponiendo 7 bits/carcter y bitde paridadTransmisin sncronaDelimitador de 8 bitsCampos de controlDelimitador de 8 bitsCampos de controlCampos de datos35E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.5 MultiplexacinMultiplexar: conjunto de tcnicas que permiten el transporte simultneo de mltiples seales a travs de un nico enlace de datos.Se logra ms velocidad, menor coste de transmisin y menor cantidad de equipos emisores y receptoresLa tecnologa actual incluye medios de gran ancho de banda. Su capacidad sobrepasa las necesidades medias para transmitir una seal.En un sistema multiplexado, n lneas comparten el ancho de banda de un enlace.Las tcnicas ms utilizadas son: Multiplexacin por divisin de frecuencia (FDM): seales analgicas (usada en radio y televisin) Multiplexacin por divisin de tiempo (TDM): seales digitales TDM Sincrona: usada en transmisin de voz y datos TDM Estadstica Multiplexacin por divisin de longitud de onda (WDM): seales analgicas36E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.5 MultiplexacinTransmite una seal analgica que ha de ser modulada a la frecuencia correspondienteSe usa si el ancho de banda til del medio es mayor que el ancho de banda de las seales a transmitir: cada seal se modula con una frecuencia portadora diferente las frecuencias portadoras estn suficientemente separadas para que no se solapen los anchos de bandaE Ejemplos jemplos: : TV convencional y por cable (500 Mhz, 6 Mhz por canal TV)Problemas: diafona: solapamiento de espectros de seales ruido de intermodulacin: amplificacin en grandes distancias (pisar otros canales)Multiplexacin por divisin de frecuenciasLneasde entradaLneasde salidaCanal 2Canal 1Canal 3Fuente: Transmisin de datos y redes de comunicaciones, Forouzan.37E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.5 MultiplexacinMultiplexacin por divisin de frecuenciasFuente: Transmisin de datos y redes de comunicaciones, Forouzan.Sealesanalgicasen banda baseModuladorModuladorModuladorPortadora f1Portadora f2Portadora f3(a) Proceso de multiplexacin FDM38E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.5 MultiplexacinTcnica de multiplexacin digital.Viable cuando la velocidad de transmisin del medio es superior a la suma de las velocidades de las seales digitales a transmitirEn lugar de compartir una porcin de ancho de banda como en FDM, se comparte tiempo. Cada conexin ocupa una porcin de tiempo en el enlace.Multiplexacin por divisin de tiempoFlujo de datosFuente: Transmisin de datos y redes de comunicaciones, Forouzan.39E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.5 MultiplexacinLos datos de cada conexin de entrada se dividen en unidades. Cada unidad ocupa una ranura temporal. Una unidad puedes ser un bit, un carcter o un bloque de datos.Las ranuras de tiempo se agrupan en tramas. Una trama consta de un ciclo completo de ranuras de tiempo, una ranura dedicada a cada dispositivo emisor.En TDM Sncrona las ranuras se preasignan a las fuentes y ello implica que viajen ranuras vacas: desaprovechamiento del canal (secuencia de ranuras dedicadas a una fuente).TDM SncronaCada trama tiene 3 ranuras de tiempo.Cada ranura de tiempo tiene una duracin de T/3 s.Trama 3Trama 2 Trama 1Los datos son tomadosde cada lnea cada T s.Fuente: Transmisin de datos y redes de comunicaciones, Forouzan.40E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.5 MultiplexacinSoluciona el problema de desaprovechamiento del canal: el multiplexor reserva dinmicamente y bajo demanda las ranurasEl nmero de ranuras en cada trama es menor que el nmero de lneas de entrada.En TDM sncrona una ranura de salida es ocupada totalmente por datos, en la TDM estadstica una ranura necesita transportar datos as como la direccin destino.TDM EstadsticaFuente: Transmisin de datos y redes de comunicaciones, Forouzan.41E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.5 MultiplexacinSe dise para utilizar la capacidad de alta tasa de datos de la fibra ptica.Haz de luz constituido por multitud de colores (longitudes de onda)La idea es la misma que en FDM con la diferencia de que se combinan seales pticas.Necesita de multiplexores pticos.Una aplicacin es la red SONET (red WAN usada para transporte entre WAN)Multiplexacin por divisin de longitud de ondaFuente: Transmisin de datos y redes de comunicaciones, Forouzan.42E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.6 ConmutacinUna red es un conjunto de dispositivos conectados. Cuando hay mltiples dispositivos, existe un problema para conectarlos y establecer una comunicacin uno a uno. Solucin: ConmutacinRed Conmutada: consta de una serie de nodos interconectados, conmutadores conmutadores: Dispositivos capaces de crear conexiones temporales entre dos o ms dispositivos enlazados al conmutador. cada conmutador se conecta con n nodos y/o m terminales los conmutadores posibilitan ms de un camino de comunicacinMtodos de conmutacin habituales: conmutacin de circuitos conmutacin de paquetes basadas en circuitos virtuales basadas en datagramasFuente: Transmisin de datos y redes de comunicaciones, Forouzan.43E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.6 ConmutacinUna red de conmutacin de circuitos est formada por un conjunto de conmutadores conectados por enlaces fsicos, en el que cada enlace se divide en n canales.Una conexin entre dos estaciones es un camino dedicado formado por uno o ms enlaces.Cada conexin slo utiliza un canal dedicado en cada enlace.Cada enlace se divide en n canales usando multiplexacin FDM o TDMFuente: Transmisin de datos y redes de comunicaciones, Forouzan.Conmutacin de circuitosUn enlace, n canalesCamino44E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.6 ConmutacinFases de la comunicacin: establecimiento establecimiento de circuito: reserva un circuito en cada enlace, la combinacin de circuitos define el camino dedicado. transmisin transmisin de datos desconexin desconexin: se liberan los circuitosImportante: La conmutacin de circuitos tiene lugar a nivel fsico Las estaciones deben hacer una reserva de los recursos a utilizar durante la comunicacin antes de comenzar la comunicacin (fase de establecimiento) La transferencia de datos no se realiza en paquetes (a nivel fsico), los datos son un flujo continuo No existe direccionamiento durante la transferencia de datos, si extremo a extremoCaractersticas: uso ineficaz de la red: los recursos se asignan de forma dedicada durante la conexin retardo mnimoAplicacin fundamental: trfico de vozConmutacin de circuitos45E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.6 ConmutacinEn una red de conmutacin de paquetes, no hay reserva de recursos; los recursos se asignan bajo demanda.El mensaje necesita ser divido en paquetes de tamao fijo o variable. Dicho tamao viene determinado por la red y el protocolo que la gobierna.No hay reserva de recursos para un paquete, los recursos se asignan bajo demanda (poltica: primero en llegar primero en ser servido).En una red de datagramas, cada paquete se trata de forma independiente de los otros. Al paquete se le denomina datagrama datagrama.La conmutacin de datagramas tiene lugar a nivel de red.Los conmutadores en una red de datagramas se denominan encaminadores.Denominadas tambin redes no orientadas a conexin.Redes de datagramas46E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.6 ConmutacinRedes de datagramasRed de datagramasFuente: Transmisin de datos y redes de comunicaciones, Forouzan.47E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.6 ConmutacinEl conmutador utiliza una tabla de encaminamiento que se basa en la direccin destino.Las tablas de encaminamiento son dinmicas y se actualizan peridicamente.La direccin destino en la cabecera de un paquete es la misma durante todo el recorrido del paquete.Caractersticas: eficiencia: los recursos se asignan cuando los paquetes tienen que transferirse (ms eficiente que conmutacin de circuitos) retardo: cada paquete puede experimentar una espera en un conmutador antes de ser reenviado Funcionamiento: la informacin se fragmenta en paquetes que contienen: informacin de control datos los nodos reciben los paquetes, los almacenan, los examinan y los envanInternet usa un enfoque basado en datagramas para la conmutacin a nivel de red.Redes de datagramas48E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.6 ConmutacinMezcla entre una red de conmutacin de circuitos y una red de datagramas Se establece un circuito (fases conmutacin de circuitos) Los recursos pueden asignarse en la fase de establecimiento (cc) o bajo demanda (d) Los datos se dividen en paquetes y cada paquete lleva un direccin en la cabecera (d) pero esta hace referencia slo al siguiente conmutador Todos los paquetes siguen el mismo camino (cc)Una red de circuitos virtuales se implementa en el nivel de enlace de datos.Redes de circuitos virtualesSistema finalSistema finalSistema finalConmutadoresSistema finalFuente: Transmisin de datos y redes de comunicaciones, Forouzan.49E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.6 ConmutacinEn una red de circuitos virtuales hay dos tipos de direccionamiento involucrados: Global: nica en el mbito de la red, identifica origen y destino Local (identificador de circuito virtual): slo tiene mbito local, se utiliza en una trama entre dos conmutadoresFases de la comunicacin:establecimiento establecimiento : origen y destino usan sus direcciones globales para ayudar a los conmutadores a construir las entradas de la tabla para la conexin.transferenciatransferencia de datosliberacin liberacin: origen y destino informan a los conmutadores para borrar la entrada correspondienteTodos los paquetes que pertenecen al mismo origen y destino viajan por el mismo camino; pero los paquetes pueden llegar al destino con diferentes retardos si la asignacin de recursos se realiza bajo demanda.La conmutacin en el nivel de enlace de datos de una WAN conmutada (Frame Relay, ATM) normalmente se implementa usando tcnicas de circuitos virtuales.Redes de circuitos virtuales50E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 22.7 Medios de transmisinMedio de Transmisin: camino fsico entre emisor y receptor:Tipos: guiados: proporcionan un conductor fsico par trenzado coaxial fibra ptica no guiados (inalmbricos): transportan ondas electromagnticas sin usar un conductor fsico. ondas de radio microondas infrarrojosEmisorNivel fsicoReceptorNivel fsicoMedio de transmisinCable o aireFuente: Transmisin de datos y redes de comunicaciones, Forouzan.51E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 2Se busca que la distancia y la velocidad de transmisin sean lo ms grandes posibles, y en ello influyen: ancho de banda ancho de banda: tericamente a ms ancho de banda, ms velocidadatenuacin atenuacin: el desgaste de la seal limita la distancia interferencias interferencias, distorsin y ruidos: ruido trmico: agitacin de los electrones ruido intermodulacin: aparicin frecuencias combinadas diafona: acoplamiento lneas transmisin impulsos: perturbaciones externas (rayos, descargas, etc) nmero de receptores nmero de receptores: cada receptor aporta atenuacin y distorsin de seal32.7 Medios de transmisin52E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 232.7 Medios de transmisinGuiados2.7 Medios de transmisinPar trenzado Par trenzado: enlace local par de hilos en trenza Reducen interferencias entre cables Reducen interferencias externas (afectan a los dos cables igual y se anulan) Mayor velocidad a menor distancia Apantallado: recubiertos pantalla metlica para reducir interferencias Telfono, LANCoaxial: Coaxial: Cubre mayores distancias Dos conductores: conductor cilindro externo que rodea a un cable conductor opera en mayor rango de frecuencias Aplicaciones: Distribucin tv Telefona larga distancia Conexin perifricos corta distancia LANFibra: Fibra: Seales de luz La seal luminosa es fcil de aislar y se reducen interferencias Larga distancia, bucle de abonado53E.S. Ingeniera Informtica -Redes de computadoresTema 232.7 Medios de transmisinInalmbricosSe basa en antenas: omnidireccionales: radiacin en 360o direccionales: con un pequeo ngulo de aperturaEn funcin de los rangos de frecuencias, se pueden clasificar en: microondas microondas: de 2 Ghz a 40 Ghz antenas parablicas direccionales aplicaciones de larga distancia (televisin y telefona) ondas de radio ondas de radio: de 30 Mhz a 1 Ghz antenas omnidireccionales aplicacin: telfonos mviles, redes satlite, redes inalmbricas infrarrojos infrarrojos: de 3x1011 Hz a 2x1014 Hz mediante transceivers alineados no hay problemas de interferencias comunicacin de corto alcance