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Introducción a los Sistemas de Transmisión de Datos. Conceptos.

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  • 1. Teleproceso Código 9243 UNIDAD 1: Introducción a los Sistemas de Comunicación Prof. Arsenio Pérez ( aperez@ucla.edu.ve) Presentación
  • 2. CONTENIDO
    • Introducción a los Sistemas de Comunicaciones
    • Modelo de un sistema de comunicación
    • Evolución de los sistemas de comunicaciones
    • El concepto de Red
    • Aplicaciones de las redes de computadoras
    • Antecedentes de Redes
    • Presentación del modelo OSI
    • Organizaciones que fijan estándares
    Teleproceso. 9243 Universidad Centro Occidental Lisandro Alvarado UNIDAD 1
  • 3. Introducción a los Sistemas de Comunicaciones Tópico de Sensibilización: “Nueva Generación de Redes”
  • 4.
    • Un S.C. es responsable de la transmisión de Info. desde una Fuente a un Sumidero .
    • Un Canal de Transmisión : Enlace Físico entre las partes comunicantes.
    • Un Modulador: que toma la señal fuente y la transforma de manera que pueda viajar por el canal.
    • Un T ransmisor: que actualmente introduce la señal modulada dentro del canal, usualmente la amplifica.
    • Un Receptor: que detecta la señal transmitida en el canal y usualmente la amplifica para contrarestar la atenuación.
    • Un Demodulador: que recibe la señal del receptor y la pasa al Sumidero
    Ruido,Distorsión, Atenuación Modelo de un Sistema de Comunicación Modulador Transmisor Receptor DeModulador Fuente Sumidero Canal Ruido
  • 5. Un S.C. es responsable de la transmisión de Info. desde una Fuente a un Sumidero . Los sistemas se distinguen por el tipo de señal presentado al modulador. Un sistema analógico es diseñado para transmitir señales analógicas.ej: el sistema PSTN (Red Pública Telef.)/POTS:Plain Old Telephone Networks Un sistema Digital es diseñado para transmitir señales digitales. ej: El sistema PSDN (Public Switched Data Network) Modelo de un Sistema de Comunicación Ruido,Distorsión, Atenuación Modulador Transmisor Receptor DeModulador Fuente Sumidero Canal Ruido
  • 6. Figure 1-1 WCB/McGraw-Hill  The McGraw-Hill Companies, Inc., 1998 Data Communication System Components Los cinco componentes básicos de un SCD son: el mensaje, el emisor, el receptor, el medio y el protocolo
  • 7. Evolución de los sistemas de comunicación Leer “historia.pdf”
  • 8.
    • Evolución de la distribución del procesamiento
    • Procesamiento Distribución de la
    • Centralizado  función de comunicación 
    • Distribución de la Distribución
    • función de procesamiento  función de Base de Datos
    • Procesamiento Distribuido basado en el
    • Modelo Cliente/Servidor
    Evolución de los sistemas de comunicación
  • 9. La interconexión de: Networking Computadoras Dispositivos Periféricos
    • Impresoras
    • Escáneres
      • Almacenamiento
    Otros dispositivos EL Concepto de Red
  • 10. Figure 1-2 WCB/McGraw-Hill  The McGraw-Hill Companies, Inc., 1998 EL Concepto de Red
    • Para que una red sea considerada efectiva y eficiente debe satisfacer criteriosde :
      • Prestaciones o rendimiento (# usuarios, Tipo de medio, Hard&Softw)
      • Fiabilidad (Frecuencia de fallo, tiempo de recuperación luego de un fallo, Catstrófe)
      • Seguridad (Accesos no autorizados, Virus)
  • 11. Aplicaciones de las Redes de Computadoras
    • Procesamiento interactivo remoto
    • Transferencia de archivo
    • Correo electrónico
    • Base de datos distribuidas
    • Procesamiento distribuido
    • Sistema de control supervisorio
    • Buscadores de información (Browser)
    • Grupos de discusión
    • Comunicaciones multimedia
    • Visitas virtuales
    • Comercio electrónico
    • Banca electrónica
    • Telemedicina
    • Educación a distancia
    • Tarificación electrónica
    • Telereservaciones
    • Cajeros automáticos
    • Punto de ventas
    • Minería de datos
    • Entre otros...
  • 12. Red Telefónica Redes Públicas de Datos
    • Existen dos tipos principales de PDN:
    • Redes de Conmutación de Circuitos
    • Redes de Conmutación de Paquetes
    (PDN) Es una red nacional de puntos de acceso y conmutadores interconectados que proporcionan transmisión simultánea de datos para muchos usuarios entre muchos puntos Proporcionan un modo para establecer un canal físico de conmutación a través de la red pública entre el equipo que llama y el equipo llamado Esta constituida por una malla de interconexiones donde las transmisiones de muchos usuarios, en forma de paquetes, pueden atravesar la red simultáneamente sin establecer conexión previa con el receptor Antecedentes de Redes
  • 13. Antecedentes de Redes Redes Privadas de Datos Es un equipo de conmutación y de comunicación que es propiedad de una organización interconectada mediante líneas de comunicación alquiladas o propias, facilitando la seguridad y el control sobre el trafico que circula en ella. Aspectos a tomar en cuenta:
    • Los costos de la líneas alquiladas se incrementa con la distancia, por lo cual son apropiadas dentro de ciertas áreas geográficas.
    • Más de cinco hora de requerimiento de conexión diarias justifican el alquiler de una línea privada, sin embargo se debe tomar en cuenta su costo.
    • Multiplexar voz y datos dentro de una misma línea alquilada, en ocasiones, puede justificar que una organización utilice este tipo de líneas.
  • 14. Antecedentes de Redes Redes Mundiales de Información BITNET (Because It´s Time Network) constituye una red internacional que la CREN (Corporación para la conexión de red de investigación y educación) gestiona. Proporciona servicios de información, correo electrónico, entre otros. Utiliza 2500 computadoras anfitriones, generalmente de universidades. BITNET 1969 Creció en ARPA Agencia de proyectos avanzados de Investigación Fundó ARPANET 80’s BITNET (Uso Académico) DARPA Agencia de proyectos avanzados de Investigación para la Defensa Universidades Servicios de Defensa Laboratorios de Investigación Gobierno Redes Publicas Unió INTERNET (Uso Público) MILNET Red Militar 1983 90’s INTERNET2 (Uso Público Limitado) 2001
  • 15. Redes de Áreas Local, Metropolitana, Amplia Red de Área Local ( L ocal A rea N etwork) Son redes privadas dentro de un solo edificio o campus de pocos kilómetros de extensión, las LAN se distinguen de otros tipos de redes por tres características:
    • Su tamaño: Se conoce su tamaño restringido el cual hace posible usar ciertos tipo de diseños prácticos de redes y también simplifican su administración.
    • Su tecnología de transmisión: que consiste en cables sencillos a los cuales están conectados todas las maquinas que operan tradicionalmente a velocidades de 10, 100 hasta 1000 Mbps.
    • Su topología: Por ejemplo, Red con forma de difusión del tipo Bus y Anillo
  • 16. Red de Área Metropolitana (MAN) Se basa en tecnología similar y son más grandes que las LAN. Podrían abarcar un grupo de oficinas corporativas cercanas o una ciudad y podría ser privada o pública. Las MAN se distinguen de otros tipos de redes por tres características:
    • Su tamaño: Su tamaño esta restringido a una ciudad con un máximo de 30 Km. de radio y su administración es más compleja que una red LAN.
    • Su tecnología de transmisión: utiliza pocos elementos de transmisión y utilizan uno o dos cables por donde pueden manejar voz, dato y video.
    • Su topología: El estándar adoptado para las MAN se conoce como DQDB (Distributed queue dual bus o Bus dual de cola distribuida) o IEEE 802.6
    1 2 3 N . . . Head end Dirección del flujo en el bus A Dirección del flujo en el bus B Bus A Bus B Redes de Áreas Local, Metropolitana, Amplia
  • 17. Red de Área Amplia (WAN) Se extienden sobre un área geográfica extensa, a veces un país o un continente. Contienen un grupo de Servidores que se dedican a ejecutar aplicaciones los cuales los llamaremos host . Los host están conectados por una subred de comunicación. Puede ser una Red Privada o Pública. La subred tiene dos componentes:
    • Las líneas de transmisión, también llamadas circuitos, canales o troncales mueven bits de un host a otro.
    • Los elementos de conmutación, son equipos o computadoras especializadas que conectan dos o más líneas de transmisión. Se conocen como enrutadores .
    Redes de Áreas Local, Metropolitana, Amplia
  • 18.
    • Su tamaño: Su tamaño es más extenso que una ciudad y puede llegar a interconectar a varios países.
    • Su tecnología de transmisión: utilizan numerosos cables, líneas telefónicas o satelitales para interconectar a los elementos de conmutación
    • Su topología: En contraste a las topologías simétricas de las redes LAN y MAN, las redes WAN tienen una topología irregular.
    Las WAN se distinguen de otros tipos de redes por tres características: Redes de Áreas Local, Metropolitana, Amplia Red de Área Amplia (WAN)
  • 19. INTERRED ¿Qué es una INTERRED? Es el conjunto de Redes Privadas individuales conectadas por dispositivos intermedios de conectividad de redes que funcionan como una gran red. Ethernet WAN
  • 20. Arquitectura OSI Modelo de Referencia OSI OSI (Open Systems Interconexion Interconection) Interconexión de Sistemas Abiertos, describe como se transfiere la información desde una aplicación de software en una computadora a través del medio de transmisión hasta una aplicación de software en otra computadora. OSI es un modelo conceptual desarrollado por ISO (Organización Internacional de Estándares) en 1984, y actualmente se considera el modelo principal de arquitectura para la comunicación de computadoras.
  • 21. Aplicación Presentación Sesión Transporte Red Enlace de Datos Física 1 6 5 4 3 2 7 Arquitectura OSI
  • 22. Aplicación Presentación Sesión Transporte Red Enlace de Datos Física 1 6 5 4 3 2 7
    • Capa 1: Capa Física . Esta capa define:
    • Las especificaciones eléctricas (niveles de tensión)
    • mecánicas (velocidad de los datos físicos, distancia de transmisión máxima, conectores físicos)
    • de procedimiento (tramados de bits)
    • y funcionales (Paridad, Errores)
    • Para activar, mantener y desactivar el enlace físico entre sistemas finales.
    Capas del Modelo de Referencia OSI Arquitectura OSI
  • 23. Aplicación Presentación Sesión Transporte Red Enlace de Datos 6 5 4 3 2 7
    • Capa 2: Capa de Enlace de Datos . Ofrece un tránsito confiable de datos a través de un enlace físico. Esta capa se ocupa:
    • del direccionamiento físico,
    • la topología de la red,
    • la disciplina de línea (la forma en que los sistemas finales utilizan el enlace de red),
    • la notificación de errores,
    • la entrega ordenada de tramas
    • y el control de flujo.
    Capas del Modelo de Referencia OSI Arquitectura OSI
  • 24. Aplicación Presentación Sesión Transporte Red 6 5 4 3 7 Capa 3: Capa de Red . Es una capa compleja que proporciona conectividad y selección de ruta entre dos sistemas finales que pueden estar en redes geográficamente distintas. Capas del Modelo de Referencia OSI Arquitectura OSI
  • 25. Aplicación Presentación Sesión Transporte 6 5 4 7 Capa 4: Capa de Transporte . Segmenta y reensambla los datos en un flujo de datos. En conjunto con las capas inferiores se encarga del transporte de los datos. Establece un servicio confiable de transporte a través de la red y proporciona mecanismos para el establecimiento, mantenimiento y finalización ordenada de los circuitos virtuales, la detección y recuperación de fallos de transporte y el control del flujo de información evitando el desborde de información. Capas del Modelo de Referencia OSI Arquitectura OSI
  • 26. Aplicación Presentación Sesión 6 5 7
    • Capa 5: Capa de Sesión . Establece, administra y pone fin a las sesiones entre aplicaciones. Las sesiones son diálogos entre dos o más entidades de presentación.
    • En esta capa:
    • Se sincroniza el dialogo entre entidades de la capa de presentación.
    • Se administra el intercambio de datos.
    • Proporciona los recursos para la sincronización de unidades de dialogo, clase de servicio e informes de excepciones relacionados con los problemas de las capas de sesión, presentación y de aplicación.
    Capas del Modelo de Referencia OSI Arquitectura OSI
  • 27. Aplicación Presentación 6 7 Capa 6: Capa de Presentación . Asegura que la capa de aplicación de un sistema pueda leer la información enviada por la capa de aplicación de otro sistema. De ser necesario, la capa de presentación realiza una traducción entre varios formatos de representación de datos utilizando un formato de representación de datos común. Capas del Modelo de Referencia OSI Arquitectura OSI
  • 28. Aplicación 7 Capa 7: Capa de Aplicación . Es la más cercana al usuario. Esta capa es la que brinda servicios de red a las aplicaciones del usuario. Por ejemplo: procesos de aplicaciones tales como procesadores de palabras, hojas de calculo y de los terminales bancarios. Las capas de aplicación identifica y establece la disponibilidad de los diversos diferentes elementos que deben participar en la comunicación, sincroniza las aplicaciones que cooperan entre sí y establece los procedimientos para recuperación de errores y el control de integridad de datos. También determina si hay suficiente recursos para la comunicación planificada. Capas del Modelo de Referencia OSI Arquitectura OSI
  • 29. Aplicación Presentación Sesión Transporte Red Enlace de Datos Física 1 6 5 4 3 2 7 Aplicación (Implementada únicamente en software) Transporte de datos (Implementada en software y hardware) División entre las Capas Superiores e Inferiores del Modelo Arquitectura OSI
  • 30. Aplicación Presentación Sesión Transporte Red Enlace de Datos Física 1 6 5 4 3 2 7 Capas de Host : Brindan entrega de datos precisa entre equipos. Capas de Medios : Controla la entrega física de mensajes a través de la red. División entre las Capas del Superiores e Inferiores del Modelo En la Red: Arquitectura OSI
  • 31. Aplicación Presentación Sesión Transporte Red Enlace de Datos Física 1 6 5 4 3 2 7 Aplicación Presentación Sesión Transporte Red Enlace de Datos Física 1 6 5 4 3 2 7 Por lo general cualquier capa del modelo se comunica con otras tres capas Interacción entre las capas del modelo Arquitectura OSI
  • 32. Aplicación Presentación Sesión Transporte Red Enlace de Datos Física 1 6 5 4 3 2 7 Aplicación Presentación Sesión Transporte Red Enlace de Datos Física 1 6 5 4 3 2 7 Protocolo de Comunicación Arquitectura OSI PROTOCOLO DE COMUNICACION
  • 33. Aplicación Presentación Sesión Transporte Red Enlace de Datos Física 1 6 5 4 3 2 7 Aplicación Presentación Sesión Transporte Red Enlace de Datos Física 1 6 5 4 3 2 7
    • Protocolo de Comunicación
    • La comunicación real se hace posible al utilizar protocolos de comunicación. Un protocolo es un conjunto formal de reglas y convenciones que gobierna el modo en que la computadoras intercambian información por un medio de información de red. Existen una variedad de protocolos, pero todos tienden a estar dentro de los siguientes grupos:
    • Los Protocolos LAN: que operan en las capas físicas y de enlace de datos.
    • Los Protocolos WAN: que operan en las tres capas inferiores del modelo OSI y definen la comunicación a través de los diferentes medios de de transmisión.
    • Los protocolos de ruteo: son protocolos de la capa de red, responsables de la determinación de la trayectoria de y la comunicación del trafico.
    • Los protocolos de red: son los diferentes protocolos de las capas superiores.
    Protocolo de Comunicación Arquitectura OSI PROTOCOLO DE COMUNICACION
  • 34. Aplicación Presentación Sesión Transporte Red Enlace de Datos Física 1 6 5 4 3 2 7 Aplicación Presentación Sesión Transporte Red Enlace de Datos Física 1 6 5 4 3 2 7 El protocolo de cada capa intercambia información denominada PDU (Unidades de datos de protocolo) Bits Tramas Paquetes Segmentos Protocolo de Comunicación Para comunicarse con su capa igual en el otro sistema cada capa utiliza su propio protocolo de capa Arquitectura OSI
  • 35. Aplicación Presentación Sesión Transporte Red Enlace de Datos Física 1 6 5 4 3 2 7 Usuario del servicio Proveedor del servicio Punto de Acceso al Servicio SAP Servicios de las capas Servicios de la capa del modelo OSI Arquitectura OSI
  • 36. DATOS Encabezado De Red DATOS Encabezado Del Segmento DATOS Encabezado Del Segmento Encabezado De Red DATOS Encabezado Del Segmento Encabezado De Trama Info. final De Trama 0111111010101100010101101010110110001 Medio de transmisión Aplicación Presentación Sesión Transporte Red Enlace de Datos Física 1 6 5 4 3 2 7 Datos Segmento Paquete Tramas Bits Encapsulación de Datos Arquitectura OSI
  • 37. Arquitectura OSI
  • 38. Figure 1-3 WCB/McGraw-Hill  The McGraw-Hill Companies, Inc., 1998 Organismos que fijan estándares Propietarios (cerrados) y no propietarios (abiertos) desarrollados por grupos o comités, de dominio publico Legislados por un organismo oficial reconocido
  • 39. Organismos que fijan estándares
    • Estandarización Internacional
    • ISO : International Standards Organization
    • Organismo multinacional cuyos miembros provienen de los comités de creación de estándares de varios gobiernos del mundo
      • Miembros: Organizaciones de estándares Nacionales
      • El trabajo es hecho por Comités Técnicos y Grupos de Trabajo
      • La ISO es una organización dedicada a acuerdos mundiales sobre estándares internacionales en una amplia variedad de campos.
    • http://www.iso.ch
  • 40. Organismos que fijan estándares
    • Estandarización Internacional
    • ITU-T: International Telecommunication Union (anteriormente CCITT)
      • Estándares de Telefónía y Datacom
      • Coordina Comunicaciones internacionales, recomienda estándares y políticas de interconexión de redes nacionales
      • Miembros: Administraciones Nacionales, Org. Privadas, Org. regionales de Telcomunicaciones, Org. Científicas
      • Hacen recomendaciones que se convierten en estándares tales como series V transmision de datos sobre lineas telefónicas (V.32, V.33, V.42); y serie X ( X.25, X.400, X.500) define transmisión sobre redes digitales públicas. http://www.itu.ch
      • La ITU-T es una org. relacionada con la ONU.
  • 41.
    • Estandarización Internacional
    • IEEE: International Electric and Electronic Engineering
      • Estándares en Ingeniería eléctrica y computacional
      • Es la mayor sociedad profesional de ingeniería en el mundo. http:// www.ieee.org /
    • ANSI: American National Standards Institute.
      • Representa un grupo de organizaciones de normalización en US. Los miembros de la organización someten a consideración los estándares para su aceptación. Un ej. son los estándares ANSI para la representación de los caracteres ASCII. Es miembro en la ISO por US. http://www.ansi.org/
    Organismos que fijan estándares
  • 42.
    • EIA: Electronics Industries Association Constituida por manufacturas en USA, es responsable del RS232 y estándares similares. Normas EIA/TIA 568A/B de cableados estructurados.
    • Estandarización en Internet
    • Diferentes Enfoques:
    • ISOC: Internet Society. + sobre los aspectos de usuarios. Ej. Mejoras a TCP/IP
    • IETF: Internet Engeenering Task Force. Revisa Hard/Soft.
    • Ambos est án rel acionados con la acelaración del crecimiento y evolución de las comunicaciones en Internet
      • El trabajo es hecho por Grupos de Trabajo en la Red
      • Miembros son expertos del area
      • Estándares bajo la forma de Internet Draft- Request For Comments (RFC)
    Organismos que fijan estándares
  • 43. Los Foros Grupos de interés en determinadas tecnologías conformadas por los representantes de las empresas fabricantes. Proponen modelos de trabajo y acuerdos para facilitar los procesos de estandarización. Trabajan con las universidades para probar y evaluar tecnologías. Ej. Foro Frame Relay Foro ATM y consorcio ATM Organismos que fijan estándares
  • 44. Transm. Datos : Transferencia de Datos ÷ 1 dispositivo y otro a través de algún medio de comunicación. Un SCD debe transmitir los datos al destino correcto de forma exacta y temporizada Los 5 componentes básicos de un SCD: mensaje, emisor, receptor, medio y protocolo Las redes permiten el acceso compartido al dispositivo de Información Las redes usan Proc. Distribuido . Una tarea se / ÷ múltiples computad. Las redes se evalúan x sus prestaciones, fiabilidad y seguridad Un protocolo = {reglas q´gobiernan la comunicación}. Los elmtos claves de un protocolo: sintaxis, semántica y temporización Los estándares son necesarios para asegurar que los productos de diferentes fabricantes puedan trabajar juntos. ISO, ITU-T, ANSI, IEEE, EIA son organizaciones de estándarización Resumen (Fourouzan p.15)
  • 45.
    • Esta presentación
    • Capitulo 1. Transmisión de Datos y redes de Comunicaciones. FOUROUZAN Behrouz. McGrawHill. Pag.1-18.
    • Responder la sección de revisión de ese capitulo 1
    • Visitar el sitio Web y responder los Quizzes:
    • http://www.mhhe.com/engcs/compsci/forouzan/dcn/student/olc/powerpoints00.mhtml
    • 4. Leer Archivo PDF historia de las telecomunicaciones
    • 5. Cualquier duda Ir al foro o enviar un correo a su profesor:
    • [email_address] cel: 0414 5186986
    Lecturas recomendadas