Conceptos basico-teleinformatica

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Conceptos basico-teleinformatica

  1. 1. Apuntes de algunos temascomunes de los módulosIMSRL y RALTeleinformática. Conceptos básicos José A. Cortijo Leno Administración de Sistemas Informáticos. IES Augustóbriga. Navalmoral de la Mata (Cáceres)
  2. 2. Ha sido mucho tiempo el que he invertido “cocinando este plato”. Espero que te guste y que sepas sacarletodo su sabor. Con él podrás seguir con mayor facilidad las explicaciones al no tener que tomar apuntesdurante las clases.La documentación de este capítulo procede de los medios que tú también tendrás que utilizar,irremediablemente, para mantenerte al día de los continuos avances informáticos: libros, páginas deInternet y artículos de revistas informáticas.Muchos libros tienen una pequeña dedicatoria y este “plato”, por el interés y tiempo que he pasado“delante de los fogones”, no iba a ser menos. Por tanto, se lo dedico a Conchi, Belén y Sandra; “mismujeres”. Índice Tema 1. Conceptos eléctricos............................................................... 3 Tema 2. Conceptos de teleinformática ................................................. 9 Tema 3. Tipos de transmisión de datos .............................................. 19 Tema 4. La modulación...................................................................... 23 Tema 5. La multiplexación................................................................. 33 Tema 6. Medios de transmisión de datos ........................................... 41 Tema 7. Tratamiento de errores ......................................................... 49 Tema 8. Modelo de referencia OSI .................................................... 59 Tema 9. Nivel de enlace de datos....................................................... 65 Tema 10. Protocolos orientados al carácter........................................ 73 Tema 11. Protocolos orientados al bit ................................................ 79 Tema 12. Nivel de red ........................................................................ 87
  3. 3. José A. Cortijo LenoTEMA: CONCEPTOS ELÉCTRICOS1 Campo y potencial eléctrico __________________________________________________Campo eléctrico Se dice que existe campo eléctrico cuando una carga puede ejercer una fuerza de atracción o repulsión sobre otra. Supongo que en las clases de física ya te decían que cargas de distinto signo se atraen y que las cargas del mismo signo se repelen. Por tanto, los dibujos aclaratorios te resultarán muy familiares.Potencial eléctrico Es la energía que se ha de suministrar a una carga para trasladarla desde un punto a otro cualquiera del espacio. Si deseamos hacer esto sobre un conductor eléctrico, es necesario que entre sus extremos exista una diferencia de potencial. Esta diferencia de potencial se mide en voltios. ¿Pero qué quiere decir exactamente el primer párrafo de este apartado? Supongo que a lo largo de tu vida has encendido una pequeña bombilla de 1’5 voltios con ayuda de una pila y un cable. Si el cable que utilizaste, en lugar de tener unos centímetros, lo sustituimos por otro que tenga unos cuantos kilómetros, la bombilla ni se encenderá. Es decir, necesitamos una mayor diferencia de potencial (energía) entre los extremos del cable para poder trasladar los electrones (cargas eléctricas) desde un punto a otro. Los físicos que inicialmente estudiaban la electricidad, se percataron que cada vez que encendían o apagaban determinados dispositivos eléctricos, la flecha de las brújulas se movía levemente. Esto hizo suponer que las cargas en movimiento generan un campo magnético. Efectivamente, esto es así. Uno de los primeros experimentos que realizaron fue el de colocar sobre un papel limaduras de hierro; luego el papel era atravesado por un hilo metálico por el que circulaba corriente eléctrica. Se observaba que las limaduras de hierro se orientaban circularmente alrededor del hilo debido al campo magnético que se generaba alrededor del cable. Tema: Conceptos eléctricos - Página 3 (de 94)
  4. 4. José A. Cortijo Leno Otro sencillo experimento que tú mismo puedes realizar en casa para comprobar que la corriente eléctrica genera un campo magnético es un electroimán. Solo necesitas un clavo, un fino y largo hilo de cobre con aislante y una pila de 1’5 voltios. Constrúyelo siguiendo el esquema de la figura. Luego, observa cómo al unir los extremos del cable a la pila el clavo es capaz de atraer pequeños objetos metálicos como llaves.2 Tipos de corriente __________________________________________________Si atendemos al sentido en el que circulan los electrones(cargas eléctricas) por un conductor podemos encontrardos tipos de corriente eléctrica:Corriente continua Es aquella en la que el sentido de los electrones es siempre el mismo.Corriente alterna Es aquella en la que el sentido de los electrones no es siempre el mismo.También podemos definir la corriente continua variable. Aquella en la que el sentido de los electrones essiempre el mismo pero no constante. Representada en un gráfico presentaría subidas y bajadas de tensión.Algunas corrientes eléctricas repiten un determinado número de veces por segundo una señal de formaconstante (ciclo). La frecuencia de una corriente eléctrica, precisamente, hace referencia al número deveces que dicho ciclo se repite por segundo y se mide en hercios, hertz o Hz.Por ejemplo, cuando llegues a casa fíjate en el contador de la luz. Además del voltaje y los amperios(términos que también te voy a explicar) te encontrarás “50 HZ”. Esto quiere decir que la señal sinusoidal(como la que aparece en la figura anterior) que llega a tu casa se repite 50 veces por segundo. Muchosrelojes que se conectan a la red eléctrica contabilizan 50 ciclos para avanzar 1 segundo el segundero.Mucha atención a esto, porque si viajas a un país extranjero en donde la frecuencia de la red eléctrica esde 60 Hz y te compras un reloj de este tipo para traértelo a España, cuando lo conectes a la red eléctrica elreloj se retrasará. ¿Sabes ahora por qué?3 Ley de OHM __________________________________________________Ya en el primer punto, cuando se definió potencial eléctrico, dije que un conductor eléctrico podíatransportar cargas eléctricas o electrones sólo si entre sus extremos existía una diferencia de potencial; yque dicha diferencia de potencial se medía en voltios. Tema: Conceptos eléctricos - Página 4 (de 94)
  5. 5. José A. Cortijo Leno Pues bien, antes de comenzar a explicar la ley de OHM imagina un circuito de agua como el que se muestra en la figura: se trata de un tubo de vidrio en forma de “U” con agua en su interior y una llave de paso. Podemos imaginar lo siguiente: 1. En caso de que la altura del agua sea diferente en los extremos del tubo, al abrir la llave existe corriente de agua. 2. Si la altura del agua es idéntica en los extremos del tubo no existe corriente de agua al abrir la llave.Por tanto, la corriente de agua depende: 1. De la diferencia de altura del agua. 2. De la apertura de la llave.También puedes deducir que si mueves el circuito de agua de izquierda a derecha, manteniendo la llaveabierta, la corriente de agua puede ser “alterna”. Es decir, el agua circulará de izquierda a derecha y enocasiones de derecha a izquierda.Para el fenómeno eléctrico sería prácticamente lo mismo. Sisuponemos que existe un generador para mantener constante ladiferencia de potencial podemos deducir que la intensidad(cantidad de electrones) o corriente que existe en un circuito es lasiguiente: I=V/RObservando el circuito de la derecha podemos deducir losiguiente: 1. Si la resistencia es infinita (circuito abierto) no existe corriente eléctrica. Igual que cuando en el circuito de agua la llave estaba cerrada. 2. Si la resistencia es cero (corto circuito o camino conductivo) circularía la máxima cantidad de corriente eléctrica que el generador fuese capaz de generar. Igual que cuando en el circuito de agua la llave se abría al máximo.En fin, para que no olvides nunca la ley de OHM (I=V/R) sólo tienes que recordar el primer circuito deagua que hemos diseñado y luego sustituir en el circuito eléctrico los términos que a continuación serelacionan: CIRCUITO DE AGUA CIRCUITO ELÉCTRICO Diferencia de agua Diferencia de potencial (Voltios) Agua Carga eléctrica (electrones) Corriente de agua Corriente eléctrica (Amperios) La llave La resistencia del circuito (Ohmios) Tema: Conceptos eléctricos - Página 5 (de 94)
  6. 6. José A. Cortijo Leno4 Inducción electromagnética __________________________________________________Hasta ahora hemos visto cómo la corriente eléctrica es capaz de generar un campo magnético. Pero, ¿elcaso inverso es posible? Es decir, ¿puede un campo magnético generar una corriente eléctrica? Larespuesta es sí.Un ejemplo de esto último es el sistema defuncionamiento de una dinamo. Sí, ese aparatitoque encuentras en algunas bicicletas y con el quees posible encender bombillas.El esquema de una dinamo lo encuentras en lafigura de la derecha. Debido a que elenrollamiento de cobre gira en el interior de uncampo magnético (cuando la parte superior seencuentra en contacto con la rueda de labicicleta), las espiras se ven sometidas a unacontinua variación del flujo magnético. Estavariación de flujo magnético sobre elconductor es la que provoca la aparición de lacorriente eléctrica. En concreto, se genera una diferencia de potencial en los extremos del enrollamientode cobre. Es más, como puedes imaginar, debido a que los electrones se mueven en un sentido y enocasiones en otro la corriente eléctrica que se genera es alterna.Antes de definir qué es la inducción electromagnética, vamos a analizar qué ocurre en una bañera que estállena de agua y en la que en un extremo agitamos el agua y en el otro se encuentra un trozo de corcho. SI AGITAMO EL AGUA … Parte izquierda Parte derecha (corcho) El agua se mueve El corcho se mueve Olas grandes (amplitud) Olas más pequeñas Se producen X olas por minuto Esta frecuencia se mantiene La mano sube y baja (fase) No se mantiene la faseImagina ahora unos circuitos cerrados de la siguiente forma: SI EN “A” CIRCULA CORRIENTE … CIRCUITO “A” CIRCUITO “B” Corriente Corriente Amplitud (voltaje) Amplitud menor Frecuencia Se mantiene Fase No se conserva Tema: Conceptos eléctricos - Página 6 (de 94)
  7. 7. José A. Cortijo LenoEn el dibujo anterior, cuando el circuito con generador de corriente lo ponemos en marcha, éste generaráun campo magnético el cual generará otra corriente eléctrica en el circuito “B”.Por tanto, la inducción electromagnética es la corriente eléctrica creada a través de un campomagnético.Otro ejemplo de un elemento cotidianoen donde se puede apreciar estefenómeno es el de los transformadores.Éstos constan de dos circuitos cerrados.Uno de ellos (primario) al conectarse alenchufe de la red eléctrica genera uncampo magnético de flujo variable (noolvides que la corriente de las casas esalterna); y el otro circuito (secundario)recibe una corriente eléctrica que puedesutilizar para escuchar la radio, cargar elteléfono móvil, etc. Normalmente en esecircuito secundario la corriente eléctricaes de menor voltaje que la del circuitoprimario. Sin embargo, esto últimodepende, fundamentalmente, del número de espiras que posean ambos circuitos.5 Potencia __________________________________________________Se trata de un término que hace referencia al consumo eléctrico. La fórmula que la define es: P = V · I.¿Por qué es algo que quiero que conozcas? Para evitar que en alguna ocasión quemes la fuente dealimentación de algún ordenador cuando instales en él nuevos elementos.Para entender esto empecemos a comentar algo que alguna vez te habrá sucedido en casa. Sí, en inviernollegas a casa, como no ves bien empiezas a encender todas las luces, como tienes frío empiezas a ponercalefactores eléctricos, pones la lavadora, … y luego, ¡zas! se va la luz. Esto sucede porque tienescontratado con la compañía eléctrica un determinado consumo eléctrico y si lo sobrepasas el limitadorinterrumpe el paso de corriente eléctrica.¿Cómo saber cuál es el límite de aparatos eléctricos que puedes conectar? Para ello debes dirigirte alcontador de tu casa u observar qué voltaje tienes (normalmente 220 voltios) y los amperios que tienescontratado (intensidad). Hecho esto sólo tienes que aplicar la fórmula anterior. Por ejemplo, si tienes 220voltios y 15 amperios contratados, entonces: 220 X 15 = 3.300 watios de potencia. En resumen, mira elconsumo eléctrico de cada dispositivo y ya te puedes hacer una idea de dónde se encuentra el límite.Del párrafo anterior puedes deducir que cuando abras tu ordenador para instalar un lector de DVD, unagrabadora de DVD, un nuevo disco duro, etc. debes tener en cuenta su consumo eléctrico y hasta cuántoswatios puede suministrar tu fuente de alimentación. De lo contrario puedes quemarla.He supuesto que sabes qué es la fuente de alimentación de un ordenador. Esa “cajita” interna a la que lellega la corriente eléctrica por medio de un cable y que se encarga de transformar los 220 voltios delenchufe a las distintas tensiones eléctricas que necesitan los distintos elementos del ordenador. Tema: Conceptos eléctricos - Página 7 (de 94)
  8. 8. José A. Cortijo Leno Conclusiones __________________________________________________De lo visto hasta ahora podemos sacar las siguientes conclusiones relacionadas con el módulo de redes: 1. Cuando quieras unir dos ordenadores entre sí, un ordenador con una báscula electrónica para actualizar los precios de los productos, etc. no puedes utilizar un cable tan largo como desees. Existen unas limitaciones en cuanto a la distancia para asegurar que los datos lleguen correctamente. ¿No es algo que puede deducirse del primer punto “Campo y potencial eléctrico”?. 2. También, Si el cable con el que vas unir dos dispositivos, para comunicarlos, lo pasas cerca de motores eléctricos que generan fuertes campos magnéticos, puede que la comunicación entre los dos dispositivos falle más de lo previsto. Si has entendido la inducción electromagnética, puedes suponer que el cable de comunicaciones puede recibir impulsos eléctricos que hagan irreconocible el mensaje que se transmite desde un punto emisor hasta otro receptor.Ejercicio Elabora un electroimán siguiendo el esquema que aparece en la página número 2. Tema: Conceptos eléctricos - Página 8 (de 94)
  9. 9. José A. Cortijo LenoTEMA: CONCEPTOS DE TELEINFORMÁTICA1 Teleinformática __________________________________________________Es una técnica que está formada por la unión de otras dos: LA INFORMÁTICA y LASTELECOMUNICACIONES. Como puedes imaginar todo gira alrededor de la telecomunicacióninformática.Comenzaremos el estudio de esta técnica, o ciencia, con unas palabras de Luis Arroyo Galán, ingenieroespañol inventor de la palabra telemática, que significa lo mismo: “Una característica fundamental de la información, su validez o utilidad en función del movimiento, va a motivar una nueva revolución industrial que como en la ocasión anterior, estará condicionada por la disponibilidad de unos adecuados medios de transporte, entonces para las materias primas y ahora para la información. La era informática sólo será posible cuando la teleinformática se constituya en la forma primordial del tratamiento automático de la información”.Posteriormente, la palabra telemática vuelve a aparecer en el informe A. NORA Y A. MINE publicadoen 1978 a petición del Gobierno francés. Los autores comentan que la unión de la informática y lastelecomunicaciones hace nacer la TELEMÁTICA, la cual iba a representar un papel fundamental en laevolución de nuestra sociedad, las condiciones de vida, el empleo, la cultura, etc.Se trata de aunar las inmensas posibilidades de la informática en lo que se refiere a la capacidad detratamiento y almacenamiento de grandes cantidades de datos y de las telecomunicaciones como técnicacapaz de intercambiar información entre usuarios distantes por medio de señales electromagnéticas.Como resultado de esta fructífera unión han nacido o se han desarrollado nuevas aplicaciones de todotipo y en los campos más diversos, y de las que pueden ser un buen ejemplo las consultas en tiempo real abancos de datos, las reservas de billetes de trenes y aviones, el control de dispositivos o de alarmas enlugares remotos, la gestión de dinero electrónico mediante la utilización de tarjetas de crédito, etc. Tema: Conceptos de Teleinformática - Página 9 (de 94)
  10. 10. José A. Cortijo LenoLa espina dorsal de la teleinformática está formada por las redes de transmisión de datos, las cualesoriginalmente nacieron de la evolución de la Red Telefónica Conmutada (RTC). Recordemos como datohistórico que el teléfono fue inventado por Alexander G. Bell en 1876.Por último, una definición de teleinformática podría ser la siguiente: ciencia que estudia la conexión y lacomunicación entre procesos de datos.2 Un poco de historia __________________________________________________Aunque puede considerarse que la transmisión de datos es algo tan antiguo como el telégrafo (1830), es apartir de 1960 cuando verdaderamente se desarrolló la conexión de ordenadores (aparecen los primerosmódems), y hoy día la teleinformática puede considerarse como un bien de consumo más.Uno de los primeros proyectos de importancia en el área de la teleinformática fue el SAGE (ServiceAutomatic Ground Environment) desarrollado por la U.S. Air Force en 1958. Es el primero en el que serealiza la conexión de varios centros de tratamiento.El Basic, primer lenguaje interactivo para comunicación con un ordenador fue desarrollado en 1961.En 1962 se desarrolla el primer sistema operativo de carácter conversacional: el CTSS.En el periodo 1962-64, ARPA (Advanced Research Projects Agency) potenció el desarrollo de lateleinformática integrando redes de ordenadores. ¡Atención!, podemos considerar a ARPA como laagencia creadora de lo que hoy día es Internet.De 1965 a 1969 tiene lugar el desarrollo del proyecto MULTICS (Multiplexed Information andComputing Service). Los desarrolladores imaginaron una inmensa máquina que ofrecía poder de cálculopara todos los habitantes de Boston. El proyecto fracasó (ciencia ficción en aquella época).En 1969 aparece el S.O. TSS desarrollado para el 360/67 que fue tal vez el primer sistema de tiempo realde carácter comercial que recogía las ideas teóricas recogidas hasta la fecha.Comenzamos la década de los 70. En la red ARPA se experimenta con los conceptos teóricos de redes decomputadores, proceso distribuido, teoría e implantación de protocolos, control de flujo, métodos deencaminamiento, optimización topológica, etc. que marcan el comienzo de una nueva ciencia: lateleinformática.La primera red pública de conmutación de paquetes fue precisamente la Red Especial de Transmisión deDatos (RETD) de Telefónica de España, que comenzó su operación en 1972.La primera arquitectura de red formalmente concebida para sistemas distribuidos arranca en 1974 con elSNA de IBM.A la arquitectura SNA le sigue la DNA de Digital en 1976. En este mismo año se normaliza por el CCITTlas redes de conmutación de circuitos (X.21) y de conmutación de paquetes (X.25).En 1977 la ISO (International Standard Organization, Organización Internacional para la Normalización)crea un subcomité que inicia el estudio para la creación de un modelo de arquitectura de red que permitala Interconexión de Sitemas Abiertos, ISA u OSI en su versión Inglesa. Tema: Conceptos de Teleinformática - Página 10 (de 94)
  11. 11. José A. Cortijo LenoEl documento de referencia básica OSI fue publicado por ISO el 19 de octubre de 1984.Aproximadamente idéntico texto fue aprobado por el CCITT, como la Recomendación X.200 [CCITT84].La década de los 80 marca un importante desarrollo de la teleinformática. La velocidad de los avancestecnológicos, el avance espectacular de la microelectrónica y la demanda de una comunicación eficaz contiempos de respuesta reducidos generaron la aparición de redes cada vez más complejas.En 1982 aparece el protocolo de comunicaciones TCP/IP en las versiones 4.1 Y 4.2 de UNIX/BSD. Dosaños más tarde este protocolo es adoptado por la red ARPANET.En X.25 aparece una nueva versión en 1984, la que incorpora, entre otras novedades el concepto demultienlace.En la década de los 90 empiezan a implantarse líneas digitales para la transmisión de datos (RDSI), en1990 ARPANET se disuelve dando lugar a lo que hoy conocemos como Internet ARPA.A partir de este momento, y con el uso generalizado de Internet empieza una verdadera revolución en elmundo de las telecomunicaciones: nuevos tipos de líneas para la transmisión de datos (ADSL), nuevascompañías de telecomunicaciones, competencia entre ellas ofreciendo más velocidad y servicios pormenos precio, etc.En fin, ya no se piensa en el ordenador como una máquina aislada para el tratamiento automático yracional de información. Gracias al avance de la informática y al de las telecomunicaciones el ordenadortambién es una máquina capaz de buscar y recibir información desde puntos muy remotos.3 Transmisión de datos __________________________________________________Entendemos como transmisión de datos al movimiento de información que ha sido o va a ser procesada,codificada generalmente en forma binaria, sobre algún sistema de transmisión eléctrica. Si la informaciónno ha sido ni va a ser procesada, tendremos transmisión telegráfica.Será preciso, pues, la existencia de una fuente de datos, un destinatario de los mismos y un camino deunión entre ambos.Las técnicas y medios empleados para llevar a cabo esta transmisión varían en función de la distancia,existiendo una clara frontera cuando ésta supera algunas decenas de metros, es decir, cuando traspasandolos límites de un Centro de Cálculo o de un edificio, es preciso recurrir a medios de Telecomunicaciónpúblicos o privados. Este caso es el que nos ocupa y el que vamos a estudiar con algún detalle.La siguiente figura representa los elementos que intervienen en un sistema de transmisión de datos entredos puntos “A” y “B”: Tema: Conceptos de Teleinformática - Página 11 (de 94)
  12. 12. José A. Cortijo LenoETD.- Equipo Terminal de Datos. Cumple dos funciones básicas: ser fuente o destino final de los datos ycontrolar la comunicación. Este concepto engloba tanto los normalmente llamados terminales más omenos inteligentes como el más complejo ordenador.ETCD.- Equipos de Terminación del Circuito de datos. Elemento de capital importancia, cuya misiónconsiste en transformar las señales que representan la información a transmitir utilizadas por los ETD, enotras que puedan ser enviadas hasta el ETD distante, mediante los medios de telecomunicación clásicos.LÍNEA DE TRANSMISIÓN.- Conjunto de medios de transmisión.ENLACE DE DATOS.- Unión de los ETD, ETCD y línea de transmisión que intervienen en unatransmisión de datos.CIRCUITO DE DATOS.- Conjunto formado por los ETCD (módems) y la línea de transmisión. Sumisión es entregar en el interfaz receptor la misma señal o información que el ETCD origen recibió delETD origen mediante su correspondiente interfaz.4 Organismos de normalización __________________________________________________Para que la comunicación entre diferentes sistemas informáticos sea posible, sea quien sea el fabricantedel mismo, es necesario seguir unas normas. Esta es la razón por la que surgieron sociedades encargadasde establecer las normas que han de seguirse para hacer posible las comunicaciones.Entre todos estos organismos citaremos:ISO International Organization for Standarization, Organización Internacional para la Normalización. Organización internacional que tiene a su cargo una amplia gama de normas, incluidas aquellas referidas a la conexión entre sistemas informáticos. ISO desarrolló el modelo de referencia OSI. Modelo de referencia del que nos ocuparemos en un tema posterior.CCITT Comité Consultivo Internacional Telegráfico y Telefónico. Organización internacional responsable por el desarrollo de estándares de comunicación. Actualmente ha pasado a llamarse UIT-T. Tema: Conceptos de Teleinformática - Página 12 (de 94)
  13. 13. José A. Cortijo LenoUIT-T Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT-T). Anteriormente el Comité Consultivo Internacional Telegráfico y Telefónico (CCITT). Organismo internacional que desarrolla estándares de comunicación.IEEE Instituto de Ingeniería Eléctrica y Electrónica. Organización profesional cuyas actividades incluyen el desarrollo de estándares de comunicaciones y redes. Los estándares de LAN (en español RAL) de IEEE son los estándares que predominan en las LAN de la actualidad.ANSI American Nacional Standard Institute, Instituto Nacional Americano de Normalización. Organización voluntaria compuesta por empresas, organismos del gobierno y otros miembros que coordinan las actividades relacionadas con estándares, aprueban los estándares nacionales de los EE.UU. ANSI ayuda a desarrollar estándares de los EE.UU. e internacionales en relación con, entre otras cosas, comunicaciones y redes de ordenadores. ANSI es miembro de la IEC (Comisión Electrotécnica Internacional), y la ISO (Organización Internacional para la Normalización).ETSI European Telecommunications Standard Institute, Instituto de Telecomunicaciones Europeo para la Normalización.TIA Asociación de la Industria de las Telecomunicaciones. Organización que desarrolla los estándares que se relacionan con las tecnologías de telecomunicaciones. De forma conjunta, la TIA y la EIA (Asociación de Industrias Electrónicas) han formalizado estándares para las características eléctricas de la transmisión de datos.EIA Asociación de Industrias Electrónicas. __________________________________________________ Es indudable que la evolución de la teleinformática se debe, fundamentalmente, a la evolución de la informática, y ésta a la evolución de los ordenadores; no olvidemos que es el elemento en el que se centra toda la actividad informática. De la misma forma, la evolución de los ordenadores ha sido posible, entre otras cosas, a la evolución que han ido experimentando los sistemas operativos, pues se trata del programa más importante que hay dentro de un ordenador. Sin él, el ordenador ni arrancaría, y mucho menos ejecutaría programa alguno. Por tanto, y aunque el estudio de los sistemas operativos no sea el objetivo final de este módulo, sí sería interesante que leyeras los siguientes documentos que adjunto al final de este tema. Tema: Conceptos de Teleinformática - Página 13 (de 94)
  14. 14. José A. Cortijo LenoHISTORIA DE LOS SISTEMAS OPERATIVOSLa primera computadora digital fue diseñada por el matemático Charles Babbage (1792-1871). Aunquegastó la mayor parte de su vida y de su fortuna intentando construir su “máquina analítica”, nunca la hizofuncionar adecuadamente porque la tecnología de su época no podía producir las ruedas, levas,engranajes, ... con la precisión que él necesitaba.A finales del siglo XIX Hernan Hollerit utilizando tarjetas perforadas codificadas, impulsó laconstrucción de máquinas destinadas a la elaboración de los censos. Fundó una compañía, que, alfusionarse con otras dos, dio lugar a la International Bussines Machines más conocida por IBM.Se considera a la computadora ENIAC (1946) como la primera fabricada con electrónica digital. Estacomputadora de 30 toneladas y 25 metros constaba de 18.000 válvulas, 70.000 resistencias, 7.500interruptores y consumía 100 kW, por lo que necesitaba ventilación forzada para disipar la gran cantidadde calor. En 1952 aparece la EDVAC. Fue desarrollada siguiendo el esquema propuesto por John vonNewman (memoria, unidad de control, UAL, y dispositivos periféricos). La primera generación (1945-1955)Las máquinas de la época eran enormes y llenaban cuartos enteros con decenas de miles de tubos devacío. Eran mucho más lentas que la computadora más barata que hay hoy en el mercado.Toda la programación se realizaba en lenguaje máquina absoluto, a menudo alambrando tableros“enchufables” para controlar las funciones básicas de la máquina. Los lenguajes de programación sedesconocían. Todavía no existía el lenguaje ensamblador.Los “sistemas operativos” eran extraños. El usuario insertaba un tablero “enchufable” en la computadoray pasaba las siguientes horas esperando que durante los cálculos no se fundieran ninguno de los 20.000tubos de vacío (más o menos). Normalmente eran cálculos numéricos como la elaboración de las tablas desenos y cosenos.Al inicio de las década de 1950, la rutina de trabajo mejoró un poco con la introducción de las tarjetasperforadas. La segunda generación (1955-1965): transistores y sistemas de loteCon la aparición del transistor las computadoras se volvieron lo suficientemente fiables como para queempezaran a venderse a clientes.Estas máquinas se instalaban en cuartos de computadoras especialmente acondicionadas con aire. Sólooficinas principales del gobierno y universidades se podían permitir el lujo de pagar varios millones dedólares.El programador escribía el programa en papel (en FORTRAN o ensamblador), luego se perforaban lastarjetas y luego se llevaban al cuarto de la computadora para que el operador lo ejecutara. Tras laejecución, éste iba al cuarto de la impresora a recoger los resultados. Luego, llevaba el resultado alprogramador. Tema: Conceptos de Teleinformática - Página 14 (de 94)
  15. 15. José A. Cortijo LenoDado el tiempo que se perdía con esta forma de trabajo aparece el sistema de lote. Es decir, losprogramadores traen las tarjetas, se lee el lote de trabajo en cinta (computadora elemental), el operadorlleva la cinta de entrada a otra computadora especializada en cálculos quien graba los resultados en cinta,la cinta de salida se lleva a otra computadora elemental que imprime los resultados. La tercera generación (1965-1980): circuitos integrados y multiprogramaciónLos tiempos de espera en los proceso de entrada y salida ocupan el 80 ó 90% del tiempo, manteniéndosela CPU sin actividad. Para evitar esto aparece la multiprogramación. Si se ponían varios trabajos en lamemoria central, la CPU podía mantenerse ocupada casi el 100% del tiempo.En esta década de 1960 Bell Laboratorios y General Electric decidieron embarcarse en el desarrollo de lacomputadora de servicio público, máquina que soportaría a miles de usuarios simultáneos de tiempocompartido. Los diseñadores de este sistema conocido como MULTICS (Multipexed information andcomputing service, información multicanalizada y servicio de computación). Este proyecto fracasó.En esta generación aparecen las minicomputadoras como la DEC PDP-1. Tenía sólo 4K de palabras de 18bits, pero a 120.000 dólares (menos del 5% de una IBM 7094) se vendían como “pan caliente”. Luego sefabricaron otras PDP culminando en la PDP-11Uno de los científicos de computación de Bell Laboratories que había trabajado en el proyectoMULTICS, Ken Thompson, halló después una PDP-7 que nadie utilizaba y empezó a escribir una versiónde MULTICS para un usuario. Brian Kernighan dudaba de este sistema UNICS (Uniplexed informationand computing service, información unicanalizada y servicio de computación) pero su ortografía secambió posteriormente por UNIX.Después, otro científico de Bell Laboratories, Dennis Ritchie, unió esfuerzos con Thompson parareescribir el sistema en un lenguaje de alto nivel llamado C, diseñado y desarrollado por Ritchie. BellLaboratories dieron licendia UNIX para universidades casi gratuitamente. La cuarta generación (1980-1995): computadoras personalesCon la creación de los circuitos LSI (alta escala de integración) chips que contienen miles de transistoresen un centímetro cuadrado comienza la era de las computadoras personales.Son dos los sistemas operativos los que dominan la escena de estas computadoras: MS-DOS “escrito” porMicrosoft, para la IBM-PC y otras máquinas que utilizan la CPU de Intel 8088 y sus sucesores, y UNIX,que domina en las computadoras personales mayores que hacen uso de la familia de CPU Motorota68000. Quizás sea irónico que el descendiente directo de MULTICS, diseñado para proporcionar unservicio de computación gigantesco, se haya vuelto tan popular en las computadoras personales, peromuestra principalmente lo bien pensadas que fueron las ideas de MULTICS y UNIX. Aunque la versióninicial de MS-DOS era relativamente primitiva, versiones posteriores ha incluido más y máscaracterísticas de UNIX, lo que no es totalmente sorprendente dado que Microsoft era un proveedorimportante de UNIX, que usa el nombre comercial de XENIX (Marca registrada).Un avance interesante que empezó a tomar su sitio a mediados de la década de 1980 es el desarrollode redes de computadoras personales en donde se ejecutan sistemas operativos en red y sistemasoperativos distribuidos. Tema: Conceptos de Teleinformática - Página 15 (de 94)
  16. 16. José A. Cortijo LenoEn un sistema operativo en red, los usuarios tienen conocimiento de la existencia de múltiplescomputadoras y pueden ingresar en máquinas remotas y reproducir archivos de una máquina a la otra.Cada máquina ejecuta su sistema operativo local y tiene un usuario propio (o usuarios).En cambio, un sistema operativo distribuido, es aquel que se presenta ante sus usuarios como un sistemauniprocesador tradicional, aunque en realidad esté compuesto de múltiples procesadores. En un sistemadistribuido real, los usuarios no tienen conocimiento de dónde se están ejecutando sus programas o dedónde están ubicado sus archivos; todo eso se debe manejar de forma automática y eficiente por mediodel sistema operativo. La quinta generación (1995-…): sistemas operativos gráficosComienza el verdadero desarrollo de los sistemas operativos gráficos y sistema operativos para redes oservidores.En el momento actual Windows es el sistema operativo más utilizado en el mundo.Creo que te resultarán familiares los sistemas operativos: Windows-95 (y su correspondiente revisión),Windows-98 (y su correspondiente revisión W-98 SE), Windows Milllenuim, Windows 2000 Profesionaly Windows-XP Profesional. Estos dos últimos sistemas operativos son utilizados para ordenadorespersonales y, también, pueden utilizarse como clientes de Windows 2000 Advanced Server y WindowsServer 2003 respectivamente.En 1996 Microsoft es cuando saca al mercado su primer sistema operativo para servidores: Windows NT.Es decir un sistema operativo capaz de controlas qué usuarios pueden entrar en la red, qué recursospueden utilizar y de qué forma, etc. A este sistema operativo, lleno de problema y errores, le sucedieronvarias revisiones hasta llegar a la 4.0, Windows 2000 Advanced Server y Windows Server 2003.Es decir, estos sistemas operativos tratan de controlar la red de la misma forma que ya lo venía haciendoel principal sistema operativo de la competencia: UNIX. Tema: Conceptos de Teleinformática - Página 16 (de 94)
  17. 17. José A. Cortijo LenoHISTORIA DE LINUXEn primer lugar diremos que UNIX es, para muchos “hackers”, el auténtico y único sistema operativo.Por “hackers” queremos referirnos a programadores dedicados, por afición, a explotar sus ordenadores almáximo, con resultados útiles para otras personas.Linux es una versión de UNIX de libre distribución, inicialmente desarrollada por Linus Torvalds en laUniversidad de Helsinki, en Finlandia.Inicialmente, sólo fue un proyecto de aficionado de Linus Torvalds. Se inspiraba en Minix. Un pequeñoUNIX desarrollado por Andrew S. Tanenbaum para que sus alumnos pudieran “ver” y “tocar” lasentrañas de un sistema operativo real. En su libro “SISTEMAS OPERATIVOS: Diseño eImplementación”, año 1987 y en el que aparece todo el código de Minix, dice en la introducción: “Sin su software, una computadora es básicamente un montón de hierros sin utilidad. Con su software, una computadora puede almacenar, procesar y recuperar información, hallar errores de ortografía en manuscritos, realizar juegos de vídeo y llevar a cabo muchas otras actividades importantes para justificar la inversión. El software de la computadora puede dividirse de modo general en dos clases: los programas del sistema, que manejan la operación de la computadora misma, y los programas de aplicación, que resuelven problemas de sus usuarios. Lo más fundamental de todos los programas del sistema es el sistema operativo, que controla todos los recursos de la computadora y ofrece la base sobre la cual pueden escribirse los programas de aplicación.”El 5 de Octubre de 1991, Linus anunció la primera versión “oficial” de Linux. Podía ejecutar el intérpretede comandos y el gcc (compilador de C).Linux, al igual que UNIX, es un sistema operativo multitarea y multiusuario. Esto quiere decir quepueden trabajar varios usuarios simultáneamente en él, y que cada uno de ellos puede tener variosprogramas en ejecución.En 1984 aparece la organización FSF (Free Software Foundation), no lucrativa, con el fin de promover eldesarrollo de un sistema operativo UNIX de libre distribución. Este sistema se llamaría GNU (No UNIX).La aportación clave de la FSF es la GPL (General Public License).La GPL permite distribuir y usar el software sin cargo alguno. Sin embargo, también permite que unapersona y organización gane dinero distribuyendo el software. Cuando se venden programas GPL, eldistribuidor no puede poner ninguna restricción a la redistribución. Esto significa que si compramos unprograma GPL, podemos redistribuirlo gratis o cobrando una cantidad. Por último, el vendedor desoftware GPL debe proporcionar, sin coste adicional, el código fuente para que cualquiera puedamodificarlo a placer.Con Linux, hay que olvidarse del concepto de desarrollo organizado. Linux es un sistema operativo hechopor “hackers” de todo el mundo unidos por Internet. A través de Internet, cualquiera tiene oportunidad deunirse al grupo y ayudar al desarrollo y depuración del núcleo.Por regla general, hay una nueva versión del núcleo cada dos meses (a veces, cada menos tiempo). Estodepende del número de errores a corregir y de la cantidad de información recibida de los usuarios. Tema: Conceptos de Teleinformática - Página 17 (de 94)
  18. 18. José A. Cortijo LenoPágina 18 (de 94)
  19. 19. José A. Cortijo LenoTEMA: TIPOS DE TRANSMISIÓN DE DATOS1 Codificación de la información en la transmisión en banda base __________________________________________________La transmisión en banda base es funcionalmente una técnica de transmisión de un solo canal. Se utilizauna codificación directa para enviar la información digital. Eléctricamente, la banda base ocupa todo elespectro de frecuencia que puede soportar el cable, por lo que en un momento dado una única señal deinformación estará presente en el medio de transmisión.Existen muchos códigos con los que es posiblerepresentar la información binaria para su posteriortransmisión en banda base.En la figura de la derecha puedes apreciar unacodificación simple de datos (con retorno a cero), uncódigo de no retorno a cero (NRZ), un código bifase(como la codificación Manchester) y un código bifasediferencial (el código Manchester diferencial).Atendiendo al número de canales utilizados en elmedio de transmisión, podemos hablar de: transmisiónen banda base y transmisión en banda ancha.TRANSMISIÓN EN BANDA BASE.- Un solo canalpara los datos, electrónica más simple (y barata) y mayorvelocidad de transmisión.TRANSMISIÓN EN BANDA ANCHA.- Varios canales de transmisión sobre un mismo medio.Por medio de transmisión se entiende el soporte físico utilizado para el envío de datos por la red. Lamayor parte de las redes existentes en al actualidad utilizan como medio de transmisión el cable de partrenzado.Ahora bien, además de la transmisión en banda base y banda ancha, hay muchos tipos de transmisióndatos. Todo depende de qué característica estemos observando en cada momento. Algunos de estos tiposde transmisión son: • Transmisión serie y paralela. • Transmisión “símplex”, “semidúplex” y “dúplex” • Transmisión síncrona y asíncrona • Transmisión analógica y digital Tema: Tipos de transmisión de datos - Página 19 (de 94)
  20. 20. José A. Cortijo Leno2 Transmisión serie y paralela __________________________________________________Esta clasificación se realiza atendiendo al número de circuitos utilizados para transmitir los bits. O lo quees lo mismo, cómo se secuencian los bits.TRANSMISIÓN SERIE (o secuencial).-Los bits se envían consecutivamente uno trasotro. Ideal para enviar datos a gran distancia.TRANSMISIÓN PARALELA.- Los bits deuna misma palabra o carácter se envían pordiferentes circuitos.De lo anterior, podemos deducir que la transmisión paralela es más rápida que la transmisión serie.3 Transmisión “símplex” “semidúplex” y “dúplex” __________________________________________________Esta clasificación se realiza atendiendo al sentido que siguen los datos.“SÍMPLEX”.- La transmisión dedatos se realiza en un solo sentido,sin posibilidad de efectuarse en elopuesto. Es de uso poco común,siendo un ejemplo característico lacaptura de datos de medida devariables, como la velocidad delviento, etc.“SEMIDÚPLEX”.- La transmisiónpuede realizarse en los dos sentidos,aunque no simultáneamente.“DÚPLEX”.- La transmisión puedeefectuarse simultáneamente en losdos sentidos. Tema: Tipos de transmisión de datos - Página 20 (de 94)
  21. 21. José A. Cortijo Leno4 Transmisión síncrona y asíncrona __________________________________________________Esta clasificación se realiza atendiendo al tipo de sincronismo utilizado.Se llama sincronismo al proceso mediante el cual el emisor informa al receptor sobre los instantes detransmisión de las señales transmitidas. En definitiva, se trata de sincronizar los relojes del emisor y delreceptor para evitar errores en la recuperación de los datos.TRANSMISIÓN ASÍNCRONA.- Ha sido históricamente la primera en utilizarse. La técnica de latransmisión asíncrona se muestra en la figura. El comienzo de un caráctesr se indica mediante un bit dearranque (estado “0” suponiendo que se asocia el reposo al estado “1”). Seguidamente se envía el carácterque según el tipo de código está constituido por un conjunto de 5 a 8 bits.El carácter está seguido por una señal de parada cuya duración mínima puede ajustarse a 1, 1’5 ó 2 bits.Lógicamente no se especifica duración máxima, puesto que el estado de la señal de parada es el mismoque el de la de reposo.TRANSMISIÓN SÍNCRONA.- Es una técnica más eficiente de transmisión. En ella no se envían bits dearranque y de parada sino que la información de sincronismo se envía paralelamente a la señal de datos. Tema: Tipos de transmisión de datos - Página 21 (de 94)
  22. 22. José A. Cortijo Leno5 Transmisión analógica y digital __________________________________________________Esta clasificación se realiza atendiendo al tipo de señal utilizado. Hay dos tipos de señales eléctricas:analógicas y digitales.TRANSMISIÓN ANALÓGICA.- Se trata deuna señal que presenta una variación continuacon el tiempo y puede tomar infinitos valores(la señal no presenta saltos).TRANSMISIÓN DIGITAL.- La señalpresenta una variación discontinua con eltiempo y sólo puede tomar ciertos valoresdiscretos (finitos). Su forma característica sepresenta en la figura. Este tipo de señal es lautilizada para materializar la informaciónbinaria codificada. Una señal digital se llama ANISÓCRONA cuando los intervalos significativos no tienen ninguna restricción. Es decir, los intervalos sucesivos pueden ser valores reales cualesquiera Observa la siguiente figura. Una señal digital se llama ISÓCRONA cuando los intervalos significativos son siempre múltiplos enteros de un cierto valor T que es el intervalo mínimo (un bit). Tema: Tipos de transmisión de datos - Página 22 (de 94)
  23. 23. José A. Cortijo LenoTEMA: LA MODULACIÓN1 El módem __________________________________________________En ocasiones, para poder transmitir los datos entre un punto y otro es necesario hacer uso de las líneas detelecomunicaciones. Como es de imaginar, cuando la distancia entre estros puntos es muy grande.Actuando como interfaz entre la línea y el terminal se sitúa el módem. Éste convierte (“modula”) la señaldigital emitida por el terminal origen, en una señal aceptable por la compañía de telecomunicaciones.Después en el otro extremo de la línea, el módem reconvierte ( o “remodula”) la señal a su forma originalpara entregarla al terminal receptor.Resumiendo, las señales u ondas con las que trabaja un ordenador han de transformarse en otras que sípuedan circular por el medio de transmisión.2 La onda __________________________________________________ Una onda de telecomunicaciones tiene tres características principales: amplitud, frecuencia y fase. Un cambio realizado a cualquiera de estas características puede utilizarse para poder codificar en ella información. Esta operación recibe el nombre de modulación. Antes de continuar veamos qué es lo que representa cada una de estas tres características.Amplitud Es la altura de la onda, la variación por encima o por debajo de la línea de equilibrio. La amplitud es una medición del voltaje o corriente.Frecuencia La frecuencia de una onda portadora es el número de ciclos transmitidos durante alguna unidad de tiempo. En comunicaciones, dicha unidad de tiempo es generalmente un segundo (ciclos por segundo).Fase Indica el punto al que ha avanzado la onda con respecto a otro de referencia. Tema: La modulación - Página 23 (de 94)
  24. 24. José A. Cortijo Leno3 Primer ejemplo de modulación __________________________________________________Tomemos una señal digital que refleje algún valor binario (datos o señal moduladora), y veamos elaspecto que puede tener nuestra onda (señal modulada) después de haber variado alguna de lascaracterísticas de la portadora (señal sobre la que vamos a realizar los cambios).La señal ASK es la onda resultante después de haber variado la amplitud de la portadora. Aquí un bit “1”se representa por la misma amplitud que la onda portadora; pero el bit “0” se representa con una amplitudque es justo la mitad de la portadora.La señal FSK muestra la onda portadora después de variar la frecuencia. Aquí un bit “1” se representaduplicando la frecuencia de la portadora y un bit “0” manteniendo su frecuencia.En la señal PSK se varía la fase, permaneciendo constantes la amplitud y la frecuencia. Se mantiene lafase de la portadora para codificar el “1” y se utiliza un desfase de π radianes para codificar el “0”.Al analizar la onda de telecomunicaciones dijimos que la frecuencia es una medida del número de ciclospor segundo. Existe otro término que indica ciclos por segundo, el hercio o hertz, que se abrevia comoHz. Por ejemplo, cuando si se habla de 1.000 ciclos por segundo, también puede decirse 1000 hercios,hertz o, mejor, 1 Kilohertz (1Khz). Tema: La modulación - Página 24 (de 94)
  25. 25. José A. Cortijo Leno4 Concepto de baudio __________________________________________________En el entorno de las comunicaciones, oiremos a veces el término “baudio”, utilizado para describir lavelocidad de transmisión o “velocidad de línea”. Esta palabra es una españolización de de Baudot,nombre de un directivo del Servicio de Telégrafos francés, y tanto “baudio” como “código Baudot” sontérminos en su honor, por el plan de codificación del que es autor.El baudio es la duración (en segundos) de la señal de transmisión más breve que puede aceptar uncanal de comunicación.Los baudios de una línea de comunicación expresan el número máximo de veces, por segundo, que puedecambiar el estado de la señal en la línea (variaciones de amplitud, frecuencia, fase, etc.).El término baudio es típico de las comunicaciones. En transmisión de datos se emplea más bits porsegundo (bps).Bueno, ¿pero qué quiere decir todo esto? Vamos a entrar un poco más en detalle. Baudio no essinónimo de bits por segundo. Por ejemplo, en una línea de 2.400 es posible enviar 2.400, 4.800, 7.200,etc. bits por segundo, todo depende del módem y de la técnica de modulación que se emplee. Paraentender esto aún mejor observa, en el siguiente gráfico, cómo es posible enviar la misma informaciónque en el punto anterior pero invirtiendo la mitad de tiempo. Tema: La modulación - Página 25 (de 94)
  26. 26. José A. Cortijo Leno5 Modulación analógica __________________________________________________En realidad todo lo que hemos visto es modulación analógica. ¿Por qué? Porque la onda portadora queestamos utilizando es una señal analógica.Ahora bien, dependiendo de si la moduladora es analógica o digital y de lo que estemos modificando en laportadora, podrás encontrarte las siguientes siglas: MODULADORA Analógica Digital (Voz) (Datos) Mod. Amplitud AM ASK Mod. Frecuencia FM FSK Mod. Fase PM PSK6 Modulación digital __________________________________________________La característica principal es que la portadora es digital en forma de tren de impulsos. Según se moduleuno y otro parámetro del impulso aparecen los diversos tipos de modulación que veremos a continuación.Impulsos modulados en amplitud (PAM) Este tipo de modulación tiene su origen en el concepto de muestreo de una señal. Cada cierto tiempo, T, se genera un impulso cuya amplitud es igual a la amplitud de la señal moduladora en ese momento.Impulsos modulados en posición (PDM) En este tipo de modulación la duración del impulso es proporcional a la amplitud de la muestra de la señal moduladora tomada en un instante T. Para determinar la duración de los impulsos se compara la señal moduladora con otra señal que tiene forma de dientes de sierra. En el instante en que las dos amplitudes coinciden, el impulso correspondiente de la señal PDM acaba, con lo cual su duración queda determinada por la amplitud de la moduladora. Este tipo de modulación trata de ahorrar potencia, pues todos los impulsos tienen la misma altura.Impulsos modulados en posición (PPM) Similar a la modulación anterior. Ahora, el punto de corte entre la moduladora y la señal con forma de dientes de sierra indican cuándo ha de emitirse el impulso. Se consigue un mayor ahorro de potencia. Observa detenidamente el gráfico anterior. Tema: La modulación - Página 26 (de 94)
  27. 27. José A. Cortijo Leno7 Modulación por impulsos codificados (MIC, o PCM en inglés) __________________________________________________Esta modulación digital se basa en la presencia o ausencia de impulsos en ciertos instantes que dependendel valor de la señal moduladora en los instantes de muestreo. La señal MIC se compone de grupos deimpulsos de igual amplitud, duración y posición en el tiempo.Creo que aquí también sirve lo de “más vale una imagen que mil palabras”. Así pues, analiza el siguientegráfico. Tema: La modulación - Página 27 (de 94)
  28. 28. José A. Cortijo LenoDISCO ÓPTICO: CD-ROMIntroduzco este documento en este tema (“La modulación”) para que aprecies que los conceptos demuestra, cuantificación y posterior codificación en la MIC tienen su utilidad, incluso, en otros camposcomo el de la música. Además de reforzar los conocimientos que ya posees sobre modulación aprenderásqué es un CD-ROM. Creo que estos conocimientos tampoco te vendrán mal.Bajo el nombre de discos ópticos se designa a un conjunto de discos con tecnología láser. Actualmentelos discos ópticos más utilizados en el mundo de la informática son: CD, DVD y Magneto-ópticos.¿QUÉ ES UN CD ROM?Se trata de un disco de plástico de 12 cms. con un espesor de 1.2 mm y un agujero central de 1.5cms. conuna capa metálica reflectante y un barniz protector.La información se graba en espiral, en lugar de pistas concéntricas. Esta espiral comienza en el centro yconsigue una densidad de 16.000 TPI (pistas por pulgada) en comparación con las 135 de los discos de3,5 “. Si pudiésemos desenrollar la espiral alcanzaría una longitud de 6 Kms.Mientras que en un disco duro la velocidad angular se mantiene constante en un CD la velocidad esvariable para mantener la misma velocidad lineal y, por tanto, la misma densidad de grabación. De estaforma se consigue un mejor aprovechamiento de las capacidades del disco. La desventaja es que seconsiguen peores tiempos de búsqueda que en los discos duros debido a la aceleraciones y deceleraciones.Los ceros y unos se almacenan mediante “agujeritos o no” sobre la superficie (pits y lands).SECTORES DE UN CDLa información en un CD puede almacenarse de formas diferentes dependiendo del tipo de CD (CD-DA,CD Multimedia…). El tipo de sector más sencillo es el CD-DA con 2352 bytes, todos para codificar elsonido. Existen otros modos de codificar la información, introduciendo códigos de control para asegurarque en la transferencia de información no se producen errores. Por ejemplo, en un CD- ROM los datosocupan 2048 bytes en el sector y el resto, hasta llegar a los 2352 son bits de control.En un CD-DA se leen 75 sectores por segundo, es decir en un CD-ROM a esa velocidad se leen 150 Kb/s.Un CD-ROM con características x2 quiere decir que la velocidad de transferencia de datos, entre launidad y el ordenador, es el doble que la velocidad utilizada por un reproductor de CD-DA(150x2=300Kbytes/s.).PISTASon agrupaciones de sectores que poseen el mismo modo. En un CD-DA cada pista posee una canción,aunque, es posible dividir una canción en pistas consecutivas para poder acceder directamente a una partedeterminada.Para conocer la posición de cada pista existe una tabla de contenidos (TOC). Se trata de una pista quecontiene un nro. de identificación de la pista, posición y duración (estos dos últimos datos expresados enminutos y segundos). Tema: La modulación - Página 28 (de 94)
  29. 29. José A. Cortijo LenoSOPORTE CD-RSe trata de un CD “grabable”.No están en blanco. Contienen un pequeño relieve (para calibrar la velocidad de giro) y una zona“grabable” a los 23 mm (para calibrar la potencia del láser).Sobre el soporte plástico del disco encontramos un polímero (plástico que se quema con facilidad), unafina capa metálica reflexiva y un barniz protector. Al quemarse el polímero reflejará o no la luz láser de launidad reproductora de disco.Existe un CD “reescribible”. Es decir, puede grabarse varias veces (CD-RW). En este caso el polímero esespecial ya que dependiendo de la potencia del láser se logra restaurar la zona o volver a escribir sobre él.DEL DISCO MUSICAL AL CD-ROMEl sonido digital necesita muestras con una frecuencia de 44,1KHz. (44100 muestras por segundo).La digitalización utiliza 16 bits por muestra.Si se trabaja con dos señales de audio (señal estereofónica) se necesitan los siguientes bits por segundo:44100 muestras X 16 bits X 2 señales = 1.411.200 bits (176.400 bytes).Como cada bloque en un CD-DA posee 2.352 bytes entonces se necesitan: 176.000 / 2352 = 75 bloques.Como un CD-ROM utiliza 2048 bytes por bloque, más los de control, la velocidad base de transferenciaes de: 75 X 2048 = 150 Kbytes por seg. = X1. __________________________________________________ ¿No está esto último relacionado con lo que acabamos de ver con la MIC? Tema: La modulación - Página 29 (de 94)
  30. 30. José A. Cortijo LenoEjercicio 1 Codifica en la línea 1, 2 y 3 los tres tipos de modulaciones analógicas estudiadas en clase. Luego, elige un tipo de modulación y trata de utilizarla para enviar los seis bits utilizando la mitad de los intervalos de tiempos usados en las modulaciones anteriores. Realiza esto último en la línea 4.Ejercicio 2 Según la onda estudiada en clase, ¿qué información binaria representa el gráfico de la derecha? Piensa que se ha seguido el siguiente criterio: Desfase de 0 rad. para la comb. 00. Desfase de π/2 rad. para la comb. 01. Desfase de π rad. para la comb. 10. Desfase de 3π/2 rad. para la comb. 11. Utiliza la línea 5 y 6 para hacer algo parecido pero con la modulación de amplitud y frecuencia. Tema: La modulación - Página 30 (de 94)
  31. 31. José A. Cortijo LenoEjercicio 3 Dibuja sobre las tres líneas las modulaciones digitales (PAM, PPM y PDM) estudiadas en clase.Ejercicio 4 Si en una línea de 2.000 baudios (y en donde se utiliza la modulación ASK) se detecta que el receptor recibe 8.000 bps esto se debe a que se utilizan __________ niveles distintos de amplitud.Ejercicio 5 Si en otra línea de 1.500 baudios (y en donde se utiliza la modulación FSK) se utilizan 4 frecuencias distintas, entonces los datos se transmiten a una velocidad de ______________ bps. Tema: La modulación - Página 31 (de 94)
  32. 32. José A. Cortijo LenoPágina 32 (de 94)
  33. 33. José A. Cortijo LenoTEMA: LA MULTIPLEXACIÓN1 Conceptos previos __________________________________________________Fourier demostró que cualquier señal analógica puede representarse como una serie de sinusoides.Posiblemente te estés preguntando si es posible extraer de la primera señal las señales que poseen unadeterminada frecuencia. Tú mismo puedes imaginar la respuesta. ¿Qué hace una radio? ¿No seleccionauna onda electromagnética con una determinada frecuencia? Es decir, la respuesta es sí.Existen un par de datos, que quiero que conozcas, para que posteriormente puedas entender por qué laRTC no es tan rápida (para transmitir datos) como otro tipo de líneas especializadas en esta labor. 1. El rango de frecuencias del habla humana se encuentra entre los 300 y 3.400 Hz. 2. El rango de frecuencias audibles por el oído humano es de 20-30 Hz. A 12.000-20.000 Hz.2 Ancho de banda de un cable __________________________________________________Cualquier cable se comporta como un filtro. No deja pasar frecuencias ni por debajo ni por encima de undeterminado valor. Es decir, un cable sólo deja pasar una banda de frecuencias. A esto se le conoce comoancho de banda de un cable.Por Ejemplo, si por un cable sólo pueden pasar frecuencias superiores a 100 Hz e inferiores o iguales a1.100 Hz entonces su ancho de banda es de 1000 Hz (1 Khz). Tema: La multiplexación - Página 33 (de 94)
  34. 34. José A. Cortijo LenoTras el estudio de los siguientes puntos te darás cuenta de dos cosas: 1. Nos interesa que el ancho de banda de un medio sea lo más grande posible (más canales de comunicación caben en él). 2. Nos interesa que el ancho de banda de cada canal también sea lo más ancho posible (más información podemos introducir en él por unidad de tiempo).3 Multiplexación __________________________________________________Un objetivo básico en el uso de los medios de transmisión consiste en lograr la utilización económica delos mismos al lograr que un determinado medio de transmisión sea utilizado simultáneamente porel mayor número posible de usuarios.Existen dos técnicas de multiplexación: multiplexación por división de tiempo (TDM) y multiplexaciónpor división de frecuencia (FDM).MULTIPLEXACIÓN POR DIVISIÓN DE TIEMPO (TDM) Este tipo de multiplexación se puede utilizar cuando la velocidad de los datos en el medio de transmisión es superior a la de los datos a ser transmitidos. En este tipo de transmisión, a cada línea de baja velocidad (datos a transmitir) se le asigna un cierto fragmento de tiempo, de forma que cada una de ellas ocupa periódicamente una porción del tiempo total de la señal de salida. En la figura se representa un esquema de la transmisión. Los multiplexores TDM disponen de elementos electrónicos que investigan las líneas de baja velocidad a intervalos regulas de tiempo sin que se pierda información alguna, de tal forma que en un instante determinado una cierta información generada en la línea de baja velocidad ocupa todo el canal de transmisión de la línea de alta velocidad. Tema: La multiplexación - Página 34 (de 94)
  35. 35. José A. Cortijo LenoMULTIPLEXACIÓN POR DIVISIÓN DE FRECUENCIA (FDM) En esta técnica se asigna a cada comunicación una banda en el espectro de frecuencias. Cada señal es modulada por una frecuencia portadora y las frecuencias portadoras están lo suficientemente separadas para que los anchos de banda de cada señal modulada no se superpongan. En la siguiente figura se representa un esquema de la técnica FDM. En el multiplexor se introducen 4 señales que se modulan con 4 portadoras f1, f2, f3 y f4. Cada señal modulada requiere un ancho de banda que es la que corresponde a un canal. Para impedir interferencias, los canales se separan por bandas de protección. Las señales transmitidas son analógicas, aunque las señales de entrada pueden ser analógicas o digitales. Como curiosidad has de saber que un canal telefónico cubre el espectro de frecuencias de 300 Hz a 3.400 Hz, es decir, tiene un ancho de banda de 3.100 Hz. Teniendo en cuenta la banda de protección, el espectro total ocupado por un canal de voz es de 4 KHz (canal de rango vocal). Otro gráfico que también podrás encontrar y que representa la multiplexación por división de frecuencia es el que se muestra en la figura.4 La concentración __________________________________________________La concentración es otro sistema que permite la utilización de un medio entre varios usuarios. Consiste encompartir bajo demanda un cierto número de canales de salida entre varios canales de entrada. Elconcentrador adjudica el canal de salida a un canal de entrada solamente cuando el canal de entradatransmite realmente.Si todos los canales entrantes están activos, el tráfico global no puede ser cursado sobre los soportes desalida, y el concentrador debe almacenar una parte de la información para retransmitirla más tarde o bien,bloquear uno o varios canales entrantes (lo que recibe el nombre de contención). Un concentrador es,pues, un dispositivo qu a menudo realiza otras funciones adicionales (cambios de código, conversiones develocidad, etc.) Tema: La multiplexación - Página 35 (de 94)
  36. 36. José A. Cortijo Leno5 Organización funcional de la red telefónica __________________________________________________Desde el punto de vista funcional, la red telefónica se organiza en una serie de niveles, más o menosjerarquizados, constituidos por las centrales de conmutación y los medios de transmisión que los unenentre sí o con los abonados.Vamos a considerar someramente unos cuantos conceptos fundamentales esquematizados en la siguientefigura:NIVEL LOCAL Y URBANO La unidad básica para el tratamiento de una red telefónica es la red local o red urbana, que está constituida por una central de conmutación, una serie de abonados (aparatos telefónicos) situados en el área geográfica servida por la central y las líneas individuales que unen a cada uno de los abonados con la central. Tema: La multiplexación - Página 36 (de 94)
  37. 37. José A. Cortijo Leno Cuando un determinado núcleo de población, por su extensión y características puede estar servido por una sola central, ésta se llama local. Si el núcleo de población debe subdividirse en varias zonas la central que sirve a cada una de ellas recibe el nombre de urbana, y el núcleo de población correspondiente el de área multicentral. La red propiamente dicha está compuesta por una serie de cables de pares de gran capacidad, que parten del repartidor de la central y van ramificándose en cables más pequeños hasta cubrir materialmente toda el área servida por la central con las llamadas cajas terminales, pequeños repartidores situados en fachadas, azoteas, sótanos, etc. Y desde los cuales puede llegarse con una “acometida” a cualquier punto en que se solicite el servicio. Las distintas centrales urbanas de un área multicentral se hallan unidas entre sí, bien mediante una red poligonal (todas con todas), bien mediante una red en estrella con el uso de las llamadas centrales tándem o, como es lo más frecuente, con una solución mixta.NIVEL SECTORIAL Las centrales locales situadas dentro de una determinada comarca, con ciertas afinidades entre sí que justifican un mayor tráfico entre ellas, se agrupan en un segundo nivel, interconectándose a través de una central llamada de sector. Salvo raras excepciones, el sector nunca agrupa centrales locales de distinta provincia.NIVEL PROVINCIAL Los distintos sectores que comprende una provincia se unen entre sí a través de la Central Automática Interurbana (CAI), a la que están unidas todas las centrales de sector de la provincia, así como las centrales urbanas que pueda haber en la misma.NIVEL NACIONAL Todo el tráfico que ha de rebasar los límites de la provincia en que se genera, se encamina desde la Central Automática Interurbana a otra Central Automática Interurbana de otra provincia. Si no existe conexión directa es preciso hacer uso de otro tipo de central jerárquicamente superior: la Central Automática Nacional (CAN). En general siempre que el tráfico lo justifica, se establecen enlaces directos entre dos centrales de un mismo nivel jerárquico, dejando el camino extraordinario (utilizando centrales de nivel superior) para absorber el tráfico que no puede cursarse en momentos de saturación. Las uniones entre centrales, a que se hace referencia en los párrafos anteriores, se realizan estableciendo entre ellas un número de circuitos (enlaces) en función del tráfico esperado y utilizando los medios de transmisión que se describirán en un tema posterior. Dichos enlaces se hallan siempre a disposición de los correspondientes elementos de conmutación. Cuando se establece una comunicación automática se captura uno de dichos circuitos y se mantiene ocupado mientras dura la comunicación, quedando liberado y dispuesto a ser ocupado de nuevo, tan pronto como termine la comunicación. Esto significa que en las comunicaciones establecidas a través de la red automática conmutada resulta imposible, en condiciones normales, conocer de antemano el camino concreto que seguirá una determinada comunicación y bastante complejo el determinarlo una vez establecida. Tema: La multiplexación - Página 37 (de 94)
  38. 38. José A. Cortijo Leno6 Conceptos relacionados con el ancho de banda __________________________________________________BANDA ANCHA La velocidad de una conexión a Internet –o a cualquier red- viene dada por su ancho de banda, es decir, por la cantidad de datos que pueden transmitirse en un periodo de tiempo determinado. Normalmente viene expresado en kilobits pos segundo (kbps). El término “banda ancha” es sinónimo de conexión de alta velocidad y se suele calificar así a partir de 128 kbps.DSL La tecnología de Línea de Abonado Digital (Digital Subscriber Line) incrementa espectacularmente la capacidad de transmisión de datos de las líneas de teléfono “de toda la vida”, y ha logrado poner al alcance de gran parte de la población una conexión a Internet de alta velocidad. Hay distintos tipos de tecnologías DSL, diferenciadas sobre todo por el ancho de banda dedicado a enviar y recibir datos, por su alcance y velocidad máxima. Así la “A” de ADSL significa “Asimétrica”, y se refiere a que la velocidad de bajada es siempre mayor que la de subida.CABLE Es otro tipo de conexión de banda ancha, caracterizado porque en lugar del “tradicional” hilo de cobre emplea cables de fibra óptica. Éstos consisten en filamentos de vidrio por los cuales se envía la información, en forma de impulsos de luz. Permite transmitir mayor caudal de información (también se usa, por ejemplo, para enviar emisiones de TV) y es menos sensible a interferencias.OTRAS TECNOLOGÍAS Además de ADSL y cable existen otras tecnologías de banda ancha. La más destacada es PLC, comercializada por Endesa e Iberdrola. Es una conexión de alta velocidad a Internet que aprovecha la red eléctrica. __________________________________________________ En el siguiente documento te muestro, nuevamente, qué es la multiplexación por división de frecuencia. Lo hago de una forma más extensa por si te quedan dudas de qué es exactamente. Creo que las explicaciones y los gráficos que aporto te resultarán muy útiles para su comprensión. Tema: La multiplexación - Página 38 (de 94)
  39. 39. José A. Cortijo LenoLA MULTIPLEXACIÓN POR DIVISIÓN DE FRECUENCIAComo el rango de frecuencias electromagnéticas es muy superior al del habla humana (300-3.400 Hz) lostécnicos dividen las frecuencias de la onda portadora en bandas de menor tamaño, de la gama de“frecuencia vocal”, que reciben el nombre de banda base.Entonces, modulando la señal de cada una de las bandas bases con una conversación (o datos) se puedenacumular conversaciones para su transmisión en paralelo. Este agrupamiento de múltiples canales de conversaciones de rango vocal para la transmisiónindependiente y simultánea a través de un solo medio de mayor capacidad recibe el nombre de“multicanalización”, “multiplexación”, “multiplexing” o “multiplaje”.Visto de otra forma, es la división de un medio de transmisión en partes o ramas, cada una de las cuales escapaz de llevar información procedente de una fuente distinta. Existen diversas formas de multiplexar varios canales por un solo medio de transmisión. Sila gama de frecuencias es lo suficientemente amplia, la canalización puede realizarse en paralelodividiendo el ancho de banda de la portadora por la frecuencia. Esta operación recibe el nombre demultiplexación por división de frecuencias (FDM). Cuando la banda se divide en partes para aceptarmúltiples entradas en serie por tiempo, el proceso recibe el nombre de multiplexación por división detiempo (TDM). Pero analicemos con más detalle la multiplexación por división de frecuencia, la máscomúnmente utilizada para la transmisión a larga distancia.Las frecuencias de onda audibles por el oído humano oscilannormalmente de unos 20 ó 30 Hz (es decir, ciclos porsegundo) a unos 12.000 Hz. Pero el individuo con unapercepción acústica muy aguda puede oir sonidos con unafrecuencia de onda de hasta 20.000 Hz. Sin embargo, el rangode frecuencia para el habla humana oscila entre unos 300 a3.300 Hz, y este es el rango que se ha establecido comounidad de medida básica para un canal de rango vocal. Tema: La multiplexación - Página 39 (de 94)
  40. 40. José A. Cortijo Leno Si tenemos una onda portadora con un rango de frecuencia de 24.000 Hz y una banda protectoracontra interferencias de canales adyacentes, con un ancho de banda de, por ejemplo, 500 Hz en amboslados de la banda de voz de 3.000 Hz, la onda puede subdividirse en bandas de 4.000 Hz, sobre cada unade las cuales puede transmitirse un canal de voz. Observa el gráfico donde aparecen teléfonos. Pero nos falta algo. Sabemos que el anchode banda de la onda portadora es de 24.000 Hz. Perono conocemos las frecuencias en las que setransmite. Supongamos entonces que la frecuenciade transmisión más baja de la onda es de 50kilohercios, equivalentes a 50.000 ciclos porsegundo. Como la anchura de la banda es de 24kilohercios, sabemos que el rango de transmisión dela onda se encuentra entre 50 y 74 kilohercios. Tenen cuenta que las frecuencias utilizadas en esteejemplo son a efectos explicativos. Sabiendo entonces que las frecuencias de labanda base se han sometido a multiplexación en lasfrecuencias de la onda portadora en incrementos de 4Khz, vemos que la voz (o datos) en el canal uno setransmitirá entre 50 y 54 Khz; más exactamente,entre 50’5 y 53’5 Khz para respetar las dos bandasprotectoras. La transmisión en el canal 2 se haráentre 54 y 58 Khz, y así sucesivamente para el resto. Tema: La multiplexación - Página 40 (de 94)
  41. 41. José A. Cortijo LenoTEMA: MEDIOS DE TRANSMISIÓN1 Línea aérea de hilo desnudo __________________________________________________Conjunto de hilos de cobre (raramente de bronce o hierro) de diámetro entre 1’5 y 4 mm, que semantienen aislados y paralelos (con ciertas rotaciones) al apoyarse sobre unos soportes que van en lascrucetas, sujetos a los postes. Cada dos hilos constituyen un circuito físico. Hoy en día el uso de laslíneas aéreas está limitado a determinadas zonas rurales de muy escaso tráfico y servicio de extrarradio.Hace unos años tuvieron una importancia capital.2 Cable de pares __________________________________________________El cable de telefonía, está formado por dos hilos de cobre, convenientemente aislados. Los dos hilos queforman un circuito van torsionados entre sí, con pasos de torsión distintos en cada “par”, para evitarcruces por diafonía. Constituyen la base de las redes urbanas y de las interurbanas.El cable de pares para el montaje de redes locales puede ser: apantallado (FTP o STP) y sin apantallar(UTP).PAR TRENZADO CON PANTALLA GLOBAL (FTP, foiled twisted pair) Según las especificaciones de uso en las instalaciones de red Ethernet, FTP proporciona resistencia y protección contra las interferencias electromagnéticas, pero sin aumentar significativamente el peso o tamaño del cable. Sin embargo, aunque el FTP brinda mayor protección, es más caro que el cable de par trenzado sin apantallar. A diferencia del cable coaxial, el blindaje en el FTP no forma parte del circuito de datos y, por lo tanto, el cable debe estar conectado a tierra en ambos extremos. Normalmente, los instaladores conectan el FTP a tierra en el armario para el cableado y el hub, aunque esto no siempre es fácil de hacer, especialmente si los instaladores intentan usar paneles de conexión antiguos que no fueron diseñados para cable FTP. Si la conexión a tierra no está bien realizada, el FTP puede transformarse en una fuente de problemas, ya que permite que el blindaje actúe como si fuera una antena, absorbiendo las señales eléctricas de los demás hilos del cable y de las fuentes de ruido eléctrico que provienen del exterior del cable. Por último, no es posible realizar tendidos de cable FTP tan largos como con otros medios de transmisión sin repetir la señal. Su impedancia característica típica es de 120 OHMIOS Tema: Medios de transmisión - Página 41 (de 94)
  42. 42. José A. Cortijo LenoPAR TRENZADO APANTALLADO (STP, shielded twisted pair) El STP suele usarse en instalaciones Token Ring. En este tipo de cable, conocido como STP de 150 ohmios, no sólo está totalmente blindado para reducir la interferencia electromagnética, sino que a su vez cada par de hilos trenzados se encuentra blindado con respecto a los demás para reducir la diafonía. Aunque el blindaje empleado en el cable de par trenzado blindado de 150 ohmios no forma parte del circuito, como sucede con el cable coaxial, aún así debe estar conectado a tierra en ambos extremos. Este tipo de cable STP requiere una cantidad mayor de aislamiento y de blindaje. Estos factores se combinan para aumentar de manera considerable el tamaño, peso y costo del cable. También requiere la instalación de grandes armarios y conductos para el cableado, lujos que en muchos edificios antiguos no se pueden permitir. Con el STP se suelen utilizar conectores RJ49PAR TRENZADO SIN APANTALLAR (UTP, unshielded twisted pair) El UTP es un medio compuesto por cuatro pares de hilos, que se usa en diversos tipos de redes. Cada par de hilos se encuentra aislado de los demás. Para reducir las interferencias y la diafonía entre los pares, los pares del cable UTP se encuentran trenzados (como también ocurre en los cables anteriores). Este cable tiene una impedancia de 100 ohmios. Esto lo diferencia de los otros tipos de cables de par trenzado, como, por ejemplo, los que se utilizan para los teléfonos. Como el UTP tiene un diámetro externo de aproximadamente 0,43 cms, el hecho de que su tamaño sea pequeño puede ser ventajoso durante la instalación. Como el UTP se puede usar con la mayoría de las arquitecturas de red principales, su popularidad va en aumento. El cable de par trenzado sin apantallar presenta muchas ventajas. Es de fácil instalación y es más económico que los demás tipos de medios de transmisión. De hecho, el cable UTP cuesta menos por metro que cualquier otro tipo de cableado de LAN, sin embargo, la ventaja real es su tamaño. Como su diámetro externo es tan pequeño, el cable UTP no llena los conductos para el cableado tan rápidamente como sucede con otros tipos de cables. Este puede ser un factor sumamente importante para tener en cuenta, en especial si se está instalando una red en un edificio antiguo. Con el cable UTP y conector RJ-45 se garantiza una conexión sólida y de buena calidad. Sin embargo, el cableado de par trenzado sin apantallar también tiene una serie de desventajas. El cable UTP es más sensible al ruido eléctrico y a las interferencias que otros tipos de medios. Además, hubo una época en la que el cable UTP era considerado más lento para transmitir datos que otros tipos de cables. Sin embargo, hoy en día ya no es así. De hecho, en la actualidad, se considera que el cable UTP es el más rápido entre los medios basados en cobre. Pero, la distancia entre los refuerzos de la señal es menor para UTP que para el cable coaxial. Para montar una red Fast Ethernet es necesario utilizar cable UTP Cat-5. Si lo que se desea es montar una red Gibabit Ethernet es necesario utilizar cable UTP Cat-5e o Cat-6. Tema: Medios de transmisión - Página 42 (de 94)
  43. 43. José A. Cortijo Leno3 Cable de cuadretes __________________________________________________Concebido de cara a las comunicaciones de larga distancia y como soporte de sistemas de alta frecuencia,tiene un aspecto externo igual al de pares, ya descrito, pero con las siguientes características diferenciales:Los hilos se agrupan de cuatro en cuatro formando los cuadretes y dando lugar, según la forma en que seagrupan, a dos tipos de cables.CABLES TIPO DM O TWISTED Los dos pares del cuadrete cuyos hilos van torsionados entre sí, se torsionan a su vez con paso distinto.CABLES TIPO ESTRELLA Los cuatro hilos ocupando los vértices de un cuadrado, se torsionan en conjunto con un paso único.Los primeros permiten el uso en baja frecuencia. Estos cables constituyerondurante muchos años la base de las comunicaciones interurbanas paradistancias medias. Actualmente su uso va decreciendo, siendo sustituidos porcables coaxiales y radioenlaces.Los cables de cuadrete “tipo estrella” están diseñados para mejorar lascaracterísticas en las altas frecuencias.4 Cables coaxiales __________________________________________________Con los cables descritos anteriormente, difícilmente podrían cubrirse las necesidades masivas decomunicación existentes hoy en día. Permiten la creación de pocos canales telefónicos, en comparacióncon el cable coaxial con el que es posible trabajar con señales de varias decenas de Megahercios.Un cable coaxial (de telefonía) estáconstituido por un conductorfiliforme, que ocupa el ejelongitudinal de otro conductor enforma de tubo, manteniendo laperfecta coaxialidad de ambosmediante un aislante apropiado.Dentro del capítulo de cables coaxiales cabe mencionar especialmente los cables submarinos, diseñadospara cubrir grandes distancias a través de mares y océanos.En la práctica, para grandes distancias se utiliza casi en exclusiva el cable coaxial. En pares de este tipo,la diafonía disminuye ya que el conductor exterior actúa como pantalla. El principal problema quepresenta la transmisión por cable coaxial es la necesidad de una corrección y amplificación de la señal aintervalos regulares. Tema: Medios de transmisión - Página 43 (de 94)
  44. 44. José A. Cortijo Leno Para las LAN, el cable coaxial ofrece varias ventajas. Se pueden realizar tendidos entre nodos de red a mayores distancias que con los cables STP o UTP, sin que sea necesario utilizar tantos repetidores. El cable coaxial de mayor diámetro (para las LAN) se especificó para su uso como cable para la red Ethernet. Este tipo de cable coaxial frecuentemente se denomina thicknet o red gruesa. Como su apodo indica,debido a su diámetro este tipo de cable puede ser demasiado rígido como para poder instalarse confacilidad. La regla práctica es: cuanto más difícil es la instalación de los medios de red, más cara resulta lainstalación. El cable coaxial resulta más costoso de instalar que el cable de par trenzado. Hoy en día elcable thicknet no se usa casi nunca, salvo en instalaciones especiales.El cable coaxial con un diámetro externo de solamente 0,35 cm (a veces denominado thinnet o red fina)se usa para las redes Ethernet. Era particularmente útil para instalaciones de cable en las que era necesarioque el cableado tuviera que dar muchas vueltas.5 Radioenlaces __________________________________________________Los radionenlaces, en latransmisión de información,representan un papel similaral de los cables físicos. Enlos cables físicos, la energíatransmitida de un extremo aotro, se concentra en unosmedios conductores. Luego,los repetidores intercaladosen el recorrido y separadosuna determinada distancia,tienen como misióncompensar la atenuaciónque introduce la sección delcable.En un radioenlace la energíase concentra en un hazestrecho, de ondas electromagnéticas, dirigido de un repetidor a otro a través de un medio de transmisióninmaterial. Estos repetidores deben amplificar el nivel con el fin de compensar la atenuación depropagación. Debe tenerse en cuenta, sin embargo, que la distancia entre repetidores es mucho mayor enel caso de un radioenlace: 45 Km frente a los 9 ó 4’5 Km típicos de un sistema de transmisión por cable.Todo esto se consigue mediante el uso de antenas parabólicas, precisándose la existencia de visibilidadentre cada dos antenas consecutivas. Tema: Medios de transmisión - Página 44 (de 94)
  45. 45. José A. Cortijo LenoGeneralmente en los sistemas de radioenlace para telefonía, las estaciones terminales están ubicadas enlas centrales telefónicas de las poblaciones a unir telefónicamente. En algunos casos, se dispone de unaestación de radio en las afueras de la ciudad en la que termina el sistema de radioenlace, para desde allíprolongar los circuitos hasta la central por medio de otros sistemas de transmisión, normalmente cablecoaxial (observa la figura anterior).El número de estaciones repetidoras, y su situación geográfica, vendrá determinado por la distancia entrelos dos puntos terminales, las características tipográficas del terreno y, sobre todo, por las exigenciastécnicas que la calidad del servicio imponga.Además del radioenlace por ondas terrestres es necesario mencionar una técnica surgida hace unospocos años en las comunicaciones internacionales y que representará (y representa) un papel fundamentalen el futuro, me refiero a los radioenlaces que utilizan como repetidor satélites espaciales. Estamoshablando de los radioenlaces vía satélite artificial.En las comunicacionescomerciales se desecha eluso de los satélites pasivos(superficies metalizadas quereflejan las ondas). En laactualidad se utilizansatélites artificiales activos,que reciben la señal de unaestación terrena, luego laamplifican, cambian la bandade frecuencias y latransmiten a otra estaciónterrena. Dichos satélites sesitúan en una órbitaecuatorial a 35.000 Km dealtura y, con períodos derotación de 24 horas (da laimpresión de que están fijosen el cielo) recibiendo elnombre de “geoestacionarios”. Algo más… No existe un medio físico que los soporte, se basan en la propagación de las ondas por el aire (tierra) o el vacío (espacio). Se utilizan antenas parabólicas y es necesario que éstas se vean. Cuando han de recorrer grandes distancias transoceánicas es necesario el uso de satélites espaciales. Suelen ser geoestacionarios a 35.000 km de altura. Una señal de ida y vuelta tarda 240 milisegundos (1/4 segundo). Sobre los satélites espaciales… ● En 1.957 la URSS lanza el primer satélite (Sputnik). ● En 1.958 EEUU lanza el primer satélite americano para el ejército. ● En 1.965 (Cabo Kennedy) se lanza el primer satélite comercial. ● Al principio la altura era de 10.000 Km y describían órbitas elípticas. ● Los actuales poseen una altura entre los 11.000 y 35.000 Km y son geoestacionarios. Tema: Medios de transmisión - Página 45 (de 94)

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