Breve historia de la telefona[editar]Sin duda la invencin de lo que hoy conocemos como telefona debi ser un acto asombroso en su tiempo, casi mgico. El or la voz de alguien remoto en tiempo real saliendo de una misteriosa caja en una poca en la que esto era solo posible en la ciencia ficcin debi haber sido una experiencia nica y casi fantstica.De seguro que la idea de un aparato parlante ya rondaba por la cabeza de muchos inventores desde tiempos inmemoriales, pero fue a inicios del siglo 19 cuando pareca algo alcanzable pues ya se haba descubierto la electricidad, inventado el telgrafo y algunos ya experimentaban con ondas de radio.Los albores de la telefona[editar]A mediados del siglo 19 hubo un interesante movimiento en torno a lo que hoy conocemos como telfono.En 1849 Antonio Meucci, mdico italiano considerado por muchos como el inventor del telfono, hizo una demostracin de un dispositivo capaz de transmitir voz en La Habana. Pocos aos despus, en 1854, el mismo Meucci hace una nueva demostracin de su invencin en la ciudad de Nueva York.Mientras Meucci se las daba a las tareas de inventor, otros tambin perseguan la idea de construir un telgrafo parlante y es as como en 1860 el alemn Johann Philipp Reis construye un dispositivo capaz de transmitir voz basado en la idea original de Charles Bourseul, quien a su vez describi la construccin de dicho dispositivo en 1854 pero nunca lo construy. Reis continu mejorando su aparato y un ao ms tarde ya estaba transmitiendo voz a ms de 100 metros de distancia.

Telfono de ReisUn par de aos ms tarde Innocenzo Manzetti construye el esperado telgrafo parlante que l mismo haba visionado ya en 1844, pero no se interesa en patentarlo.Ahora podemos ver con ms claridad que los nmeros uno (1) en la mscara marcan el lmite entre la parte de la red y la parte del host por lo tanto la direccin de red es (en binario):10000010.00000101.00000101.00000000Todos los nmeros binarios a la derecha de la mscara se completan con ceros. Ah cierto, olvidamos volver a convertir la direccin de red anterior a decimal. Veamos qu obtenemos:10000010.00000101.00000101.00000000 -> 130.5.5.0Lo que quiere decir que la direccin IP 130.5.5.26 pertenece a la red 130.5.5.0. Ahora el ruteador ya puede decidir hacia qu red enviar nuestro paquete IP.Los dolores de cabeza de las famosas patentes[editar]Hasta aqu ya existan algunos prototipos de telfono pero nadie lo haba patentado. El primero en tratar de patentar el invento fue Meucci, quien en 1871 suscribi un documento de aviso de patente pero por su condicin econmica nunca pudo pagar el dinero para terminar este trmite y su aviso de patente expir pocos aos despus.A Meucci no le fue muy bien que digamos pues no pudo vender su invento y alcanzar la prosperidad.En 1875, un ao despus de expirar el trmite de patente de Meucci, Alexander Graham Bell, un escocs radicado en los Estados Unidos, logra patentar un aparato similar y es el primero en patentarlo.Bell haba estado experimentando previamente con algunas ideas para concebir su dispositivo telefnico hasta que un da logr arrancarle a la electricidad algunos sonidos. Cuenta la historia que la primera llamada que hizo fue para llamar a su asistente pronunciando las clebres frases Sr. Watson, venga, necesito verlo (Mr. Watson... come here... I want to see you).Un hecho curioso que desat mucha polmica es que otro inventor llamado Elisha Gray tambin trat de patentar un invento similar tan solo unas pocas horas despus de Bell. Los dos inventores entraron en una conocida disputa legal que finalmente Bell gan.Gracias a la patente Bell pudo hacer de la idea del telfono un negocio rentable y tiene el mrito de haber desarrollado la idea y convertirla en algo prctico para la sociedad.

Ilustracin de dos personas hablando por telfono a finales del siglo IXXSe cuenta que en determinado momento Bell trat de vender su patente a Western Union por $100 mil dlares pero el presidente de Western Union se neg pues consider que el telfono era nada ms que un juguete. Tan solo dos aos ms tarde el mismo directivo de Western Union le coment a sus colegas que si pudiera conseguir la patente de Bell por $25 millones de dlares lo considerara una ganga.Esto nos da una idea de cmo comenzaba a crecer el negocio de Bell. En 1886, ya existan ms de 150,000 abonados telefnicos en los Estados Unidos.A partir de aqu la telefona poco a poco se empez a convertir en un servicio bsico de la sociedad actual.El desarrollo de la tecnologa telefnica[editar]Como sucede siempre con los avances tecnolgicos la telefona continu evolucionando. Al principio, para que un abonado se comunicara con otro este tena que solicitarle la llamada a una operadora, quien manualmente conectaba los cables para conmutar un punto con otro. En 1891 se invent un telfono automtico que permita marcar directamente.En un principio Bell fue casi exclusivamente la nica compaa en explotar la tecnologa debido a sus patentes. Sin embargo, cuando estas expiraron nacieron cientos de pequeas compaas que empezaron a dar servicio, la mayora en sitios rurales donde Bell an no llegaba. Poco a poco estas compaas empezaron a crecer y ya a inicios del siglo 20 tenan en su conjunto ms abonados que la propia Bell. La sana competencia hizo lo suyo y la tecnologa telefnica aceler su evolucin.Ya para finales de la segunda guerra mundial el servicio telefnico llegaba a millones de abonados.En 1947, cientficos de Bell inventan el transistor y cambian el curso de la historia de la humanidad. En 1948 ganan el Premio Nobel por su trabajo.En los aos 60s se lanzan los primeros satlites de comunicaciones y las comunicaciones entre continentes se facilitan. No est dems decir que esto no hubiera sido posible sin la previa invencin del transistor.Principios y transmisin de la voz humana[editar]La voz humana est compuesta por ondas acsticas que viajan a travs del aire a la velocidad del sonido, esto es a 1,244 km/h (o 340 m/s). Bastante rpido verdad? Incluso ms rpido que un avin comercial. Pero esta rapidez no significa que me pueda comunicar fcilmente con puntos distantes pues la voz humana se atena rpidamente, perdiendo energa a medida que viaja. Luego de unos pocos metros ya no podemos escuchar una conversacin.La voz humana por tanto es de la misma naturaleza que el resto de ondas acsticas y esto ya se conoca desde antes de la invencin del telfono.Antes de la invencin del telfono tambin se conoca que existan otros tipos de ondas llamadas ondas elctricas que podan ser transmitidas a travs de un conductor metlico como un cable de cobre. Este segundo tipo de ondas es de una naturaleza diferente a las ondas acsticas y viaja a la velocidad de la luz, es decir aproximadamente 300,000 km/s. Es decir, ms de lo que podamos imaginar; casi instantneamente desde un punto de vista terrenal. Adicionalmente podemos controlar la atenuacin de estas ondas y hacerlas viajar por grandes distancias.Con estos hechos conocidos ya a mediados del siglo 19 es ms fcil comprender que muchos persiguieran la idea de transformar las ondas acsticas en ondas elctricas para as poder transmitirlas luego a grandes distancias a travs de conductores metlicos. La cuestin es que haba que inventar un dispositivo para hacer dicha transformacin y all estaba la clave del asunto. Este dispositivo, conocido como micrfono en nuestros das es una parte importante de cualquier aparato telefnico.Rango de frecuencias de la voz humana[editar]Otra caracterstica importante de la voz humana es que las cuerdas vocales modulan la voz en un amplio espectro de frecuencias que van de graves a agudos en un rango aproximado de 20Hz a 20kHz. Todo un abanico de sonidos!Esto nos hace suponer que un micrfono debe ser capaz de capturar y transmitir todo este rango de frecuencias. Sin embargo, en la actualidad sabemos que para transmitir voz "entendible" no es necesario transmitir todas las frecuencias sino un rango mucho menor y transmitir un rango menor de frecuencias tiene sus ventajas pues facilita la transmisin como veremos ms adelante. Por lo tanto los telfonos comerciales solo transmiten un rango aproximado de 400Hz a 4kHz. Esto distorsiona un poquito la voz pero de todas maneras se puede entender. Es por eso que cuando omos a alguien por telfono su voz suena ligeramente diferente que en la vida real pero aun as podemos entender la conversacin.El micrfono[editar]El micrfono fue un elemento clave en la invencin del telfono pues era el dispositivo que realizaba la conversin de las ondas mecnicas a ondas elctricas.Hay muchos tipos de micrfonos que operan sobre diferentes principios. Uno que se us por mucho tiempo en telfonos era el de carbn que consista en una cpsula llena de granitos de carbn entre dos placas metlicas. Una de las placas era una membrana que vibraba con las ligeras presiones de las ondas de voz; de esta manera la resistencia elctrica de la cpsula variaba con la voz y se generaba una seal elctrica correspondiente.

Tpico micrfono de carbn extrado de telfono de disco

Diagrama esquemtico de micrfono electro-magnticoOtro tipo de micrfono muy comn en la actualidad es el dinmico o electro-magntico que consiste en una bobina de hilo de cobre enrollada sobre un ncleo de material ferromagntico. Este ncleo se encuentra sujetado a un diafragma que vibra con la presin de las ondas de voz. De esta manera se induce una ligera corriente elctrica en la bobina que es amplificada luego al interior del telfono.En la figura anterior podemos observar algunos componentes del micrfono electro- magntico reaccionando frente al estmulo de las ondas de voz.1. Ondas de voz2. Diafragma3. Bobina4. Ncleo ferromagntico5. Corriente inducidaAncho de banda y capacidad de informacin[editar]Ancho de banda es un trmino algo difcil de entender al principio pues es un concepto bastante amplio.En general podemos decir que ancho de banda es una medida de la cantidad de informacin que podemos transmitir por un medio por unidad de tiempo. Debido a que es una medida por unidad de tiempo muchas veces se hace una analoga con la velocidad. Pero hay que estar atento a confusiones.Medidas comunes para expresar el ancho de banda son los bits por segundo. Esta medida tambin equivale a bits/s, bps o baudios.El ancho de banda es un trmino muy importante cuando se habla de telefona pues las comunicaciones en tiempo real necesitan un ancho de banda mnimo asegurado para entregar una comunicacin de calidad en destino.Digitalizacin de la voz[editar]Las redes digitales de transmisin de voz y datos son comunes en nuestra era. Fueron creadas ya que presentan ciertas ventajas sobre las redes analgicas como por ejemplo que conservan la seal casi inalterable a travs de su recorrido. Es decir que es ms difcil que la comunicacin se vea afectada por factores externos como el ruido elctrico. Adems nos provee de mtodos para verificar de cundo en cuando la integridad de la seal, entre otras ventajas.Dicho fcil, digitalizar una seal de voz no es otra cosa que tomar muestras (a intervalos de tiempo regulares) de la amplitud de la seal analgica y transformar esta informacin a binario. Este proceso de denomina muestreo.Teorema de Nyquist[editar]En 1928 Henry Nyquist, un ingeniero Suizo que trabajaba para AT&T, resolvi el dilema de cunto es necesario muestrear una seal como mnimo para poder reconstruirla luego de forma exacta a la original.El teorema propuesto deca que como mnimo se necesita el doble de ancho de banda como frecuencia de muestreo. Esto queda reflejado de mejor manera con la siguiente expresin.

Hagamos un breve clculo mental acerca de cual sera la frecuencia de muestreo para poder convertir una seal de voz humana a digital y luego poder reconstruirla en destino.Ya habamos dicho que para que la voz humana sea entendible es suficiente transmitir un rango de frecuencias de entre 400Hz a 4,000Hz. Por lo tanto, segn el teorema de Nyquist como mnimo deberamos muestrear al doble de la frecuencia mayor, es decir a 8,000HzLuego veremos que es precisamente esa frecuencia de muestreo de 8,000Hz la que se usa en la mayora de codecs. Gracias Nyquist!Redes orientadas a circuitos[editar]Las redes orientadas a circuitos (circuit switched) son aquellas donde se establece un circuito exclusivo o dedicado entre los nodos antes de que los usuarios se puedan comunicar.Una vez que se establece un circuito entre dos puntos que quieren comunicarse, el resultado bsicamente es el equivalente a conectar fsicamente un par de cables de un extremo a otro. Una vez establecido el circuito, ste ya no puede ser usado por otros.En cada circuito el retardo es constante, lo cual es una ventaja. Sin embargo, este tipo de redes es costoso debido al mismo hecho de que se necesita un circuito dedicado para cada abonado.Este tipo de redes es el tradicionalmente usado por compaas telefnicas alrededor del mundo y es el mismo que us Bell en sus inicios; obviamente guardando las distancias tecnolgicas correspondientes.Es comn que ciertas personas confundan las redes de circuitos con las redes analgicas pero es necesario aclarar que las redes de circuitos bien pueden transportar datos digitalmente.Redes orientadas a paquetes[editar]Una red de paquetes es una red que por un mismo medio trafica simultneamente diferentes flujos de informacin. Para hacer esto divide el trfico de cada flujo de informacin en fragmentos o paquetes que enva intercaladamente. Luego, en el destino los paquetes se reensamblan para reproducir el mensaje original.Un ejemplo de este tipo de redes son las redes IP como es el caso del Internet, donde por una misma conexin pueden llegarnos distintos flujos de informacin. De esta manera podemos estar haciendo video-conferencia al mismo tiempo que enviamos un correo electrnico o navegamos por el Web. Inclusive por este tipo de redes pueden circular simultneamente flujos de informacin para diferentes destinos o direcciones IP.A diferencia de las redes orientadas a circuitos, en este tipo de redes el ancho de banda no es fijo ya que depende del trfico de la red en un momento dado. Adicionalmente cada paquete de un mismo flujo de informacin no est obligado a seguir el mismo camino por lo que los paquetes que originalmente fueron generados en secuencia pueden llegar desordenados a su destino. Este tipo de factores son muy importantes a tener en cuenta cuando se trafica voz sobre una red de paquetes ya que afectan la calidad de la llamada.Las redes de paquetes se han vuelto populares, principalmente porque optimizan recursos debido al hecho de poder utilizar el mismo medio para enviar varios flujos de informacin.Red Pblica Telefnica (PSTN)[editar]La Red Pblica Telefnica o PSTN (por sus siglas en ingls) es bsicamente una red basada en circuitos. Esta red cubre tanto telefona fija como mvil y es la red que hace posible que podamos comunicarnos con cualquier persona en nuestra ciudad o alrededor del mundo.Originalmente fue una red analgica pero actualmente es una red en su mayora digital; por tanto existen dos tipos de circuitos: analgicos y digitales.Circuitos analgicos[editar]Los circuitos analgicos son bsicamente pares de cobre que llegan a los abonados del servicio telefnico y por donde se transmite la seal elctrica de la voz de manera analgica. El mismo circuito lleva adicionalmente la sealizacin necesaria para establecer, mantener y terminar una llamada. Estos circuitos analgicos se deben conectar a un switch telefnico encargado de direccionar la comunicacin entre los abonados.Los circuitos analgicos estn en decadencia pues las compaas telefnicas encontraron muchas ventajas en las comunicaciones digitales y es por esa razn que pese a que en la actualidad an vemos circuitos analgicos esto se trata tan solo de la ltima milla. En cierto punto de la red telefnica esta comunicacin es convertida a digital y transmitida a un switch telefnico digital.La circuitera analgica comnmente se asocia con el trmino de telefona tradicional.Como en el pasado era ms comn que los telfonos pudieran estar ubicados en reas rurales donde no llegaba la electricidad se decidi que la red telefnica proveyera cierto voltaje de alimentacin. Es por eso que algunos modelos de telfonos analgicos no necesitan conectarse a la alimentacin elctrica.En todo caso la OC (Oficina Central) genera 48 Voltios de corriente directa para alimentar a los telfonos de los abonados. Usando lxico estricto deberamos decir -48 Voltios debido a que este voltaje se mide con respecto a uno de los conductores. Sin embargo para ser prcticos en este libro usaremos indistintamente 48V o -48V para referirnos a lo mismo.Sealizacin analgica[editar]Para que las llamadas telefnicas funcionen correctamente es necesario contar con indicaciones o seales elctricas que nos permitan intercambiar informacin entre el abonado y la OC. En breve veremos en qu consisten las seales ms comunes.Existen bsicamente 3 mtodos de sealizacin analgica que la industria ha desarrollado a travs de los aos. Estos se llaman loop start, ground start y kewlstart. Es importante cuando se configura una central telefnica que va conectada a una lnea analgica que escojamos el mtodo de sealizacin adecuado pues caso contrario podemos encontrarnos con problemas extraos como que la lnea se cuelga inesperadamente o que no podemos colgar la lnea correctamente, entre otras cosas.La diferencia entreloop starty ground start radica en la manera en la que el telfono requiere tono de marcado a la OC (proceso tambin llamadozeisure).Ground startrequiere tono de marcado aterrizando (de all el trminoground) uno de los conductores de la lnea telefnica mientras queloop startlo hace realizando un corto circuito entre ambos conductores (es decir creando un lazo oloop).Kewlstartes una evolucin deloop startque le aade un poco ms de inteligencia a la deteccin de desconexiones (colgado de la llamada) pero bsicamente sigue siendo unloop start.Debido a queground startno es muy comn en nuestros das, casi siempre nos veremos usandoloop start.A continuacin explicaremos ms al detalle la sealizacin analgica para los eventos ms comunes. Para hacerlo nos basaremos en el progreso de una llamada tpica usando sealizacinloop start. El progreso de una llamada lo podemos dividir en seis instancias: colgado (on-hook), descolgado, marcacin, conmutacin, ringado y conversacin.Colgado[editar]Mientras el telfono est colgado la OC provee un voltaje DC de 48 Voltios. El telfono mantiene un circuito abierto con la lnea telefnica; es decir que acta como si no estuviera conectado y por lo tanto no fluye corriente por la lnea.Este estado tambin es conocido comoon-hookpor su significado en inglsDescolgado[editar]Cuando el usuario descuelga el auricular el telfono enva una seal a la OC. Esta seal consiste en cerrar el circuito, es decir que internamente el telfono conecta entre s los dos cables de la lnea telefnica a travs de una resistencia elctrica.Apenas la OC se da cuenta de esto enva tono de marcado al telfono. Este tono de marcado le indica al abonado que ya puede marcar el nmero.En gran parte de Amrica el tono de marcado consiste en dos ondas senoidales enviadas simultneamente. Estas ondas son de 350 Hz y 440 Hz. En Europa el tono de marcado consiste en una sola onda de 425 Hz.Nota: Cuando era adolescente acostumbrbamos a afinar la guitarra escuchando el tono de marcado del telfono pues resulta que 440 Hz es la frecuencia de la nota musical LA que corresponde a la quinta cuerda de la guitarra.Marcacin[editar]La marcacin puede ser por pulsos o por tonos. Los pulsos ya casi no se usan y fueron populares en los tiempos de los telfonos de disco. Los tonos son pares de frecuencias asociadas con los dgitos telefnicos. Estas frecuencias se transmiten hasta la OC quien traduce estos tonos a nmeros.Ms adelante se explicar ms de estos tonos bajo el ttulo DTMFs.Conmutacin[editar]Una vez recibido los dgitos la OC tratar de asociar este nmero marcado con el circuito de un abonado. En caso de que el destinatario no fuere un abonado local, enviar la llamada a otro switch telefnico para su terminacin.Timbrado o Ringado[editar]Una vez que la OC encuentra al abonado destino tratar de timbrarlo (ringing). La seal de ring es una onda sinusoidal de 20 Hz y de 90 Voltios de amplitud.Nota: Si hemos sido observadores nos habremos dado cuenta de que la seal de ring tiene una amplitud considerable de 90 Voltios. Adems recordemos que la lnea ya tiene un componente adicional de Voltaje DC de 48 Voltios. Es por esta razn que si manipulamos los cables telefnicos desnudos en el preciso momento en el que llega una seal de ring podemos recibir una pequea descarga elctrica y pasar un buen susto.Adicionalmente a la seal de ring que la OC enva al destinatario tambin enva una notificacin a quien origin la llamada. Este tono audible recibe el nombre de ring-back y consiste en dos ondas sinusoidales superpuestas de 440 Hz y 480 Hz. Estas ondas van intercaladas con espacios de silencio.En caso de que el destinatario se encuentre ya en una llamada activa entonces en lugar del ring-back se devuelve un tono de ocupado a quien origin la llamada. Este tono de ocupado consiste en dos ondas sinusoidales superpuestas de 480 Hz y 620 Hz intercaladas con espacios de silencio de medio segundo.Todos los lectores sin duda han escuchado unring-backy un tono de ocupado alguna vez en sus vidas.Conversacin[editar]Si el destinatario decide contestar la llamada el telfono cerrar el circuito telefnico (de la misma manera que ocurri con el telfono que origin la llamada en la etapa de descolgado). Esta seal le informar a la OC que el destinatario decidi contestar y completar la conexin. La llamada telefnica est finalmente en curso.DTMFs[editar]Muchas veces es necesario enviar dgitos a travs de la lnea telefnica tanto para marcar como en medio de una conversacin. Con esta finalidad se pensaron los DTMFs. DTMF es un acrnimo de Dual-Tone Multi-Frequency. Es decir que cada DTMF es en realidad dos tonos mezclados enviados simultneamente por la lnea telefnica. Esto se hace as para disminuir los errores.A continuacin una tabla ilustrando los pares de frecuencias para cada dgito.1209 Hz1336 Hz1477 Hz1633 Hz

697Hz123A

770Hz456B

852Hz789C

941Hz*0#D

Como se puede ver en la tabla tambin hay correspondencias para los signos * y # as como tambin para los caracteres A, B, C y D.El telfono analgico[editar]Es importante hablar de este componente importante de la red telefnica pues recordemos que su invencin fue lo que marc el desarrollo del negocio de la telefona.Es importante tambin hablar del telfono analgico porque todava es el tipo de telfono ms comn en el planeta y porque la comprensin de su funcionamiento nos permitir entender en el futuro algunos conceptos clave como por ejemplo el eco.En realidad el telfono, en su forma ms bsica, es un dispositivo sencillo compuesto de pocos componentes. Auricular Micrfono Switch para colgado/descolgado Convertidor de dos a cuatro hilos (tambin llamado hbrido) Marcador (dialer) Campana o dispositivo de timbradoLa mayora de los componentes se explican por si solos. Sin embargo algunos se preguntarn de qu se trata el convertidor de 2 a 4 hilos?Convertidor de 2 a 4 hilos[editar]Un componente importante de un telfono es el convertidor de dos a cuatro hilos, conocido tambin como dispositivo 2H/4H, bobina hbrida o simplemente hbrido. Este dispositivo es necesario para separar la seal de audio de ida de la de venida ya que son dos participantes en una conversacin y solo existe un par de cables para esto. Si existieran tres o cuatro cables (2 de ida y 2 de venida) el convertidor de 2 a 4 hilos no fuera necesario, pero esto probablemente incrementara los costos de cableado y las compaas telefnicas prefieren lidiar con los problemas de acoplamiento que este convertidor introduce en lugar de incrementar sus costos.En general no existe convertidor de 2 a 4 hilos perfecto ya que es muy difcil separar las seales de ida y de regreso completamente. Es por eso que este dispositivo histricamente ha sido una de las causas de eco en lneas telefnicas mal acopladas. Ya hablaremos de esto en el captulo de calidad de voz.Circuitos digitales[editar]La PSTN tambin sirve a sus abonados con circuitos digitales. Estos circuitos ofrecen la ventaja de poder multiplexar ms de una lnea en el mismo medio por lo que resulta atractivo para abonados con necesidades de un gran nmero de lneas telefnicas, por lo general empresas.La base DS-0[editar]Para decirlo simple, DS-0 es un canal digital de 64Kbit/s. Un DS-0 es por tanto una medida de canal estndar o unidad que nos sirve para definir mltiplos mayores como los circuitos que veremos a continuacin.Circuitos T-carrier y E-carrier[editar]Los circuitos T-carrier (o portadora-T) fueron diseados como nomenclatura para circuitos digitales mutiplexados y fueron desarrollados por Bell Labs hace ms de cincuenta aos. Los circuitos E-carrier son la equivalente europea.El ms conocido de los circuitos T-carrier es el popular T1 (y su contraparte E1). Un T1 es un circuito digital compuesto de 24 DS-0 s mientras que un E1 est compuesto por 32 DS-0 s. Si hacemos las matemticas notaremos que un T1 trafica 1.544 Mbit/s mientras que un E1 2.048 Mbit/s.Luego de los T1 s tenemos mltiplos mayores como T2, T3, T4 y T5.SONET y Circuitos pticos[editar]SONET (Synchronous optical networking) fue desarrollado con el objetivo de contar con una nomenclatura similar a las T-carrier pero usando la tecnologa de fibra ptica. SONET utiliza mltiplos de T3 para sus anchos de banda y su circuito base es el llamado OC-1.Luego del OC-1 tenemos los OC-3, OC-12, OC-24, OC-48, entre otros.Protocolos de Sealizacin Digital[editar]Los protocolos de sealizacin se utilizan para transmitir informacin de estado del canal de comunicaciones (como desconectado, timbrando, respondido), informacin de control y otra informacin como DTMFs, caller ID, entre otros.Los protocolos de sealizacin se pueden agrupar en dos tipos llamados CAS (Channel Associated Sgnaling) y CCS (Common Channel Signaling). La diferencia es que mientras CAS transmite la sealizacin en el mismo canal en que viaja la informacin, CCS la transmite en un canal separado. Por este hecho es que con CAS se reduce ligeramente el ancho de banda disponible o til para la comunicacin ya que una parte de l se est usando para sealizacin. Esa es una de las razones por las cuales las compaas telefnicas han adoptado en su mayora CCS.Nota: No confunda el lector CAS y CSS con protocolos de sealizacin. Tan solo sontiposde protocolos que se explican aqu para hacer ms fcil la categorizacin o agrupacin de los mismos.Sealizacin Asociada al Canal (CAS)[editar]El protocolo CAS ms conocido esrobbed-bity es usado en circuitos T1 y E1 alrededor del mundo.Robbed-bittoma (o roba, de all su nombre) el octavo bit de cada canal de comunicacin cada seis frames y lo reemplaza por informacin de sealizacin. El bit original robado simplemente se pierde.Hay que notar de lo anterior que esto es posible debido a que la voz no es muy sensible que digamos a la prdida de ese bit de informacin ya que es el bit menos significativo. Pero cuando transportamos data la prdida de un bit no puede pasar desapercibida y la calidad de la transmisin se degrada de manera sensible.Otro protocolo CAS que an subsiste en nuestros das es R2. Se trata de un protocolo que fue popular en los aos 60s. En realidad R2 es una familia de protocolos en donde cada implementacin se denomina variante. Existen variantes dependiendo del pas o inclusive de la compaa telefnica que lo ofrece.Al momento Elastix soporta este protocolo a travs de la librera Unicall. Sin embargo en el futuro se espera soportar la implementacin del proyecto openR2 desarrollado por el mexicano Moiss Silva.Sealizacin de Canal Comn (CCS)[editar]ISDN[editar]ISDN (Integrated Services Digital Network) nos permite transmitir voz y datos simultneamente sobre pares telefnicos de cobre con calidad superior a las lneas telefnicas analgicas.El objetivo de ISDN fue el de facilitar las conexiones digitales para poder ofrecer una amplia gama de servicios integrados a los usuarios. ISDN establece dos tipos de interfaces para cumplir con este fin. BRI: Basic Rate Interface PRI: Primary Rate InterfaceBRI estuvo orientada a hogares. Un BRI supone 2 canales tiles (tambin llamados canales B) de 64Kbit/s cada uno ms un canal de sealizacin de 16Kbit/s (tambin llamado canal D) que en total suman 144Kbit/s.BRI estaba llamado a ser un estndar popular en hogares pero no fue as del todo y tuvo muy poca acogida en este segmento del mercado en los Estados Unidos. En Europa la situacin fue diferente y es utilizado en muchos pases de este continente.PRI es la opcin para usuarios de mayor envergadura como negocios o empresas pues puede aglutinar ms canales B. Actualmente es muy popular y se transmite sobre circuitos T-carrier y E-carrier.Men de navegacin Crear una cuenta Acceder Pgina discusin Leer Editar Ver historialPrincipio del formulario

Final del formulario Portada Portal de la comunidad Caf Recetario Wikichicos Categoras de libros Cambios recientes Libro aleatorio Ayuda DonacionesImprimir/exportar Crear un libro Descargar como PDF Versin para imprimirHerramientas Lo que enlaza aqu Cambios relacionados Subir archivo Pginas especiales Enlace permanente Informacin de la pgina Citar esta pginaIdiomasAadir enlace Esta pgina fue modificada por ltima vez el 23 may 2014 a las 00:52. El texto est disponible bajo laLicencia Creative Commons Atribucin-

Qu es la sealizacin digital?La Informacin y la comunicacin se han convertido en una parte integral de nuestra sociedad moderna. De todas partes una gran cantidad de informacin nos llega a travs de diversos medios de comunicacin. Por lo tanto, es importante ofrecer a las personas la informacin especfica en el momento justo. Esto es exactamente lo que es la sealizacin digital.Sealizacin digital es el trmino genrico para mostrar la informacin a un pblico objetivo, en un lugar elegido y en el momento utilizan pantallas digitales. Esta informacin puede ser diferente por pantalla y por momento.Algunos ejemplos de las seales digitales son pantallas de bienvenida en las zonas de recepcin, las pantallas para el guiado dinmico en los edificios o las pantallas de publicidad en las tiendas. Tambin pantallas que muestran informacin sobre los horarios en los aeropuertos son una forma de sealizacin digital.En lugar de una sealizacin digital a veces habla de narrowcasting, digital signage o digital fuera de los medios de comunicacin de origen (Doohm)

Redes y ComunicacionesEnviado porroger_gallardo

1 . INTRODUCCION1 . 1 . Un modelo para las comunicacionesLas tareas en los sistemas de comunicacin son: Utilizacin del sistema de transmisin Implementacin de la interfaz Generacin de la seal Sincronizacin Gestin del intercambio Deteccin y correccin de errores Control de flujo1 . 2 . Comunicaciones de datos1 . 3 . Comunicacin de datos a travs de redes1. Redes de rea amplia ( Wan ) : Son todas aquellas que cubren una extensa rea geogrfica .Son generalmente una serie de dispositivos de conmutacin interconectados . Se desarrollan o bien utilizando tecnologa de conmutacin de circuitos o conmutacin de paquetes.2. Conmutacin de circuitos: en estas redes se establece un camino a travs de los nodos de la red dedicado a la interconexin de dos estaciones. En cada enlace, se dedica un canal lgico a cada conexin. Los datos se transmiten tan rpido como se pueda . En cada nodo , los datos de entrada se encaminan por el canal dedicado sin sufrir retardos .3. Conmutacin de paquetes: no es necesario reservar canal lgico . En cada nodo , el paquete se recibe totalmente , se almacena y seguidamente se transmite al siguiente nodo .4. Retransmisin de tramas: al conseguir con la nueva tecnologa una tasa de errores muy pequea y una velocidad de transmisin elevada, no es necesario adjuntar mucha informacin de cabecera a cada paquete y por tanto las velocidades de transmisin son elevadsimas comparadas con el sistema de conmutacin de paquetes .5. ATM : en retransmisin de tramas se usan paquetes de tamao variable y en ATM se usan paquetes de tamao fijo , con lo que se ahorra informacin de control de cada trama y por tanto se aumenta la velocidad de transmisin ( cada paquete se llama aqu "celda" ) . En este sistema , se dedican canales virtuales de velocidades de transmisin adaptables a las caractersticas de la transmisin ( es parecido a la conmutacin de circuitos ) .6. RDSI y RDSI de banda ancha : es un sistema de transmisin de enfoque universal y de velocidad de transmisin muy rpida . Est basado en conmutacin de circuitos ( banda estrecha ) y en conmutacin de paquetes ( banda ancha ) .7. Redes de rea local ( LAN ) : son de cobertura pequea , velocidades de transmisin muy elevadas , utilizan redes de difusin en vez de conmutacin , no hay nodos intermedios .1 . 4 . Protocolos y arquitectura de protocolosAl intercambio de informacin entre computadores se le llama comunicacin entre computadores .Al conjunto de computadores que se interconectan se le llama red de computadores .Para la comunicacin entre dos entidades situadas en sistemas diferentes , se necesita definir y utilizar un protocolo .Los puntos que definen un protocolo son : La sintaxis : formato de los datos y niveles de seal . La semntica : incluye informacin de control para la coordinacin y manejo de errores . La temporizacin : incluye la sincronizacin de velocidades y secuenciacin .Todas estas tareas se subdividen en subtareas y a todo se le llama arquitectura del protocolo .1.4.1. Un modelo de tres capasEn la comunicacin intervienen tres agentes : aplicaciones , computadores y redes . Por lo tanto , es lgico organizar la tarea en tres capas .1. Capa de acceso a la red : Trata del intercambio de datos entre el computador y la red a que est conectado .2. Capa de transporte : consiste en una serie de procedimientos comunes a todas las aplicaciones que controlen y sincronicen el acceso a la capa de acceso a la red .3. Capa de aplicacin : permite la utilizacin a la vez de varias aplicaciones de usuario .El protocolo debe definir las reglas , convenios , funciones utilizadas , etc...para la comunicacin por medio de red .Cada capa del protocolo le pasa datos a la siguiente capa y sta le aade datos propios de control y luego pasa el conjunto a la siguiente capa . Por tanto , cada capa forma unidades de datos que contienen los datos tomados de la capa anterior junto a datos propios de esta capa , y al conjunto obtenido se le llamaPDU( unidad de datos del protocolo ) .1.4.2. Arquitectura de protocolos TCP/IPNo hay un estndar para este modelo ( al contrario del OSI ) , pero generalmente hay estas cinco capas :1. Capa fsica : es la encargada de utilizar el medio de transmisin de datos . Se encarga tambin de la naturaleza de las seales , velocidad de datos , etc..2. Capa de acceso a la red : es responsable del intercambio de datos entre el sistema final y la red a la cual se est conectado .3. Capa internet ( IP ) : se encarga del encaminamiento a travs de varias redes .4. Capa de transporte o capa origen-destino ( TCP ) : se encarga de controlar que los datos emanados de las aplicaciones lleguen correctamente y en orden a su destino .5. Capa de aplicacin : contiene la lgica necesaria para llevar a cabo las aplicaciones de usuario .1.4.3. El modelo OSIEste modelo considera 7 capas :1. Aplicacin2. Presentacin3. Sesin4. Transporte5. Red6. Enlace de datos7. Fsica1 . 5 . Normalizaciones2 . TRANSMISION DE DATOS2 .1 . Conceptos y terminologa2.1.1. Terminologa utilizada en transmisin de datosLos medios de transmisin pueden ser : Guiados si las ondas electromagnticas van encaminadas a lo largo de un camino fsico ; no guiados si el medio es sin encauzar ( aire , agua , etc..) . Simplex si la seal es unidireccional ; half-duplex si ambas estaciones pueden trasmitir pero no a la vez ; full-duplex si ambas estaciones pueden transmitir a la vez .2.1.2. Frecuencia , espectro y ancho de banda1. Conceptos en el dominio temporal . Una seal , en el mbito temporal , puede ser continua o discreta . Puede ser peridica o no peridica . Una seal es peridica si se repite en intervalos de tiempo fijos llamados periodo . La onda seno es la ms conocida y utilizada de las seales peridicas . En el mbito del tiempo , la onda seno se caracteriza por la amplitud , la frecuencia y la fase .2. S(t) = A x Sen ( 2 x pi x f x t + fase )La longitud de onda se define como el producto de la velocidad depropagacin de la onda por su fase .El espectro de una seal es el conjunto de frecuencias que constituyen la seal .El ancho de banda es la anchura del espectro . Muchas seales tienen un ancho de banda infinito , pero la mayora de la energa est concentrada en un ancho de banda pequeo .Si una seal tiene una componente de frecuencia 0 , es una componente continua .3. Conceptos del dominio de la frecuencia . En la prctica , una seal electromagntica est compuesta por muchas frecuencias . Si todas las frecuencias son mltiplos de una dada , esa frecuencia se llama frecuencia fundamental . El periodo ( o inversa de la frecuencia ) de la seal suma de componentes es el periodo de la frecuencia fundamental . Se puede demostrar que cualquier seal est constituida por diversas frecuencias de una seal seno .4. Relacin entre la velocidad de transmisin y el ancho de banda . El medio de transmisin de las seales limita mucho las componentes de frecuencia a las que puede ir la seal , por lo que el medio slo permite la transmisin de cierto ancho de banda .En el caso de ondas cuadradas ( binarias ) , estas se pueden simular con ondas senoidales en las que la seal slo contenga mltiplos impares de la frecuencia fundamental . Cuanto ms ancho de banda , ms se asemeja la funcin seno ( multifrecuencia ) a la onda cuadrada . Pero generalmente es suficiente con las tres primeras componentes .Se puede demostrar que al duplicar el ancho de banda , se duplica la velocidad de transmisin a la que puede ir la seal .Al considerar que el ancho de banda de una seal est concentrado sobre una frecuencia central , al aumentar esta , aumenta la velocidad potencial de transmitir la seal .Pero al aumentar el ancho de banda , aumenta el coste de transmisin de la seal aunque disminuye la distorsin y la posibilidad de ocurrencia de errores .2 . 2 . Transmisin de datos analgicos y digitalesLos datos analgicos toman valores continuos y los digitales , valores discretos .Una seal analgica es una seal continua que se propaga por ciertos medios .Una seal digital es una serie de pulsos que se transmiten a travs de un cable ya que son pulsos elctricos .Los datos analgicos se pueden representar por una seal electromagntica con el mismo espectro que los datos .Los datos digitales se suelen representar por una serie de pulsos de tensin que representan los valores binarios de la seal .La transmisin analgica es una forma de transmitir seales analgicas ( que pueden contener datos analgicos o datos digitales ). El problema de la transmisin analgica es que la seal se debilita con la distancia , por lo que hay que utilizar amplificadores de seal cada cierta distancia .La transmisin digital tiene el problema de que la seal se atena y distorsiona con la distancia , por lo que cada cierta distancia hay que introducir repetidores de seal .Ultimamente se utiliza mucho la transmisin digital debido a que : La tecnologa digital se ha abaratado mucho . Al usar repetidores en vez de amplificadores , el ruido y otras distorsiones no es acumulativo . La utilizacin de banda ancha es ms aprovechada por la tecnologa digital . Los datos transportados se pueden encriptar y por tanto hay ms seguridad en la informacin . Al tratar digitalmente todas las seales , se pueden integrar servicios de datos analgicos ( voz , vdeo, etc..) con digitales como texto y otros .2 . 3 . Perturbaciones en la transmisin2.3.1. AtenuacinLa energa de una seal decae con la distancia , por lo que hay que asegurarse que llegue con la suficiente energa como para ser captada por la circuitera del receptor y adems , el ruido debe ser sensiblemente menor que la seal original ( para mantener la energa de la seal se utilizan amplificadores o repetidores ) .Debido a que la atenuacin vara en funcin de la frecuencia , las seales analgicas llegan distorsionadas , por lo que hay que utilizar sistemas que le devuelvan a la seal sus caractersticas iniciales ( usando bobinas que cambian las caractersticas elctricas o amplificando ms las frecuencias ms altas ) .2.3.2. Distorsin de retardoDebido a que en medios guiados , la velocidad de propagacin de una seal vara con la frecuencia , hay frecuencias que llegan antes que otras dentro de la misma seal y por tanto las diferentes componentes en frecuencia de la seal llegan en instantes diferentes al receptor . Para atenuar este problema se usan tcnicas de ecualizacin .2.3.3. RuidoEl ruido es toda aquella seal que se inserta entre el emisor y el receptor de una seal dada . Hay diferentes tipos de ruido : ruido trmico debido a la agitacin trmica de electrones dentro del conductor , ruido de intermodulacin cuando distintas frecuencias comparten el mismo medio de transmisin , diafona se produce cuando hay un acoplamiento entre las lneas que transportan las seales y el ruido impulsivo se trata de pulsos discontinuos de poca duracin y de gran amplitud que afectan a la seal .2.3.4. Capacidad del canalSe llama capacidad del canal a la velocidad a la que se pueden transmitir los datos en un canal de comunicacin de datos .La velocidad de los datos es la velocidad expresada en bits por segundo a la que se pueden transmitir los datos .El ancho de banda es aquel ancho de banda de la seal transmitida y que est limitado por el transmisor y por la naturaleza del medio de transmisin ( en hertzios ).La tasa de errores es la razn a la que ocurren errores .Para un ancho de banda determinado es aconsejable la mayor velocidad de transmisin posible pero de forma que no se supere la tasa de errores aconsejable . Para conseguir esto , el mayor inconveniente es el ruido .Para un ancho de banda dado W , la mayor velocidad de transmisin posible es 2W , pero si se permite ( con seales digitales ) codificar ms de un bit en cada ciclo , es posible transmitir ms cantidad de informacin .La formulacin de Nyquist nos dice que aumentado los niveles de tensin diferenciables en la seal , es posible incrementar la cantidad de informacin transmitida .C= 2W log2 MEl problema de esta tcnica es que el receptor debe de ser capaz de diferenciar ms niveles de tensin en la seal recibida , cosa que es dificultada por el ruido .Cuanto mayor es la velocidad de transmisin , mayor es el dao que puede ocasionar el ruido .Shannon propuso la frmula que relaciona la potencia de la seal ( S ) , la potencia del ruido ( N ) , la capacidad del canal ( C ) y el ancho de banda ( W ) .C = W log2 ( 1+S/N )Esta capacidad es la capacidad mxima terica de cantidad de transmisin , pero en la realidad , es menor debido a que no se ha tenido en cuenta nada ms que el ruido trmico .3 . MEDIOS DE TRANSMISION3 . 1 . Medios de transmisin guiadosEn medios guiados , el ancho de banda o velocidad de transmisin dependen de la distancia y de si el enlace es punto a punto o multipunto .3.1.1. Par trenzadoEs el medio guiado ms barato y ms usado .Consiste en un par de cables , embutidos para su aislamiento , para cada enlace de comunicacin . Debido a que puede haber acoples entre pares , estos se trenza con pasos diferentes . La utilizacin del trenzado tiende a disminuir la interferencia electromagntica .Este tipo de medio es el ms utilizado debido a su bajo coste ( se utiliza mucho en telefona ) pero su inconveniente principal es su poca velocidad de transmisin y su corta distancia de alcance .Con estos cables , se pueden transmitir seales analgicas o digitales .Es un medio muy susceptible a ruido y a interferencias . Para evitar estos problemas se suele trenzar el cable con distintos pasos de torsin y se suele recubrir con una malla externa para evitar las interferencias externas .3.1.2. Pares trenzados apantallados y sin apantallarLos pares sin apantallar son los ms baratos aunque los menos resistentes a interferencias ( aunque se usan con xito en telefona y en redes de rea local ) . A velocidades de transmisin bajas , los pares apantallados son menos susceptibles a interferencias , aunque son ms caros y ms difciles de instalar .3.1.3. Cable coaxialConsiste en un cable conductor interno ( cilndrico ) separado de otro cable conductor externo por anillos aislantes o por un aislante macizo . Todo esto se recubre por otra capa aislante que es la funda del cable .Este cable , aunque es ms caro que el par trenzado , se puede utilizar a ms larga distancia , con velocidades de transmisin superiores , menos interferencias y permite conectar ms estaciones .Se suele utilizar para televisin , telefona a larga distancia , redes de rea local , conexin de perifricos a corta distancia , etc...Se utiliza para transmitir seales analgicas o digitales .Sus inconvenientes principales son : atenuacin , ruido trmico , ruido de intermodulacin .Para seales analgicas , se necesita un amplificador cada pocos kilmetros y para seales digitales un repetidor cada kilmetro .3.1.4. Fibra pticaSe trata de un medio muy flexible y muy fino que conduce energa de naturaleza ptica .Su forma es cilndrica con tres secciones radiales : ncleo , revestimiento y cubierta .El ncleo est formado por una o varias fibras muy finas de cristal o plstico . Cada fibra est rodeada por su propio revestimiento que es un cristal o plstico con diferentes propiedades pticas distintas a las del ncleo . Alrededor de este conglomerado est la cubierta ( constituida de material plstico o similar ) que se encarga de aislar el contenido de aplastamientos , abrasiones , humedad , etc...Es un medio muy apropiado para largas distancias e incluso ltimamente para LAN's .Sus beneficios frente a cables coaxiales y pares trenzados son : Permite mayor ancho de banda . Menor tamao y peso . Menor atenuacin . Aislamiento electromagntico . Mayor separacin entre repetidores .Su rango de frecuencias es todo el espectro visible y parte del infrarrojo .El mtodo de transmisin es : los rayos de luz inciden con una gama de ngulos diferentes posibles en el ncleo del cable , entonces slo una gama de ngulos conseguirn reflejarse en la capa que recubre el ncleo . Son precisamente esos rayos que inciden en un cierto rango de ngulos los que irn rebotando a lo largo del cable hasta llegar a su destino . A este tipo de propagacin se le llama multimodal . Si se reduce el radio del ncleo , el rango de ngulos disminuye hasta que slo sea posible la transmisin de un rayo , el rayo axial , y a este mtodo de transmisin se le llama monomodal .Los inconvenientes del modo multimodal es que debido a que dependiendo al ngulo de incidencia de los rayos , estos tomarn caminos diferentes y tardarn ms o menos tiempo en llegar al destino , con lo que se puede producir una distorsin ( rayos que salen antes pueden llegar despus ) , con lo que se limita la velocidad de transmisin posible .Hay un tercer modo de transmisin que es un paso intermedio entre los anteriormente comentados y que consiste en cambiar el ndice de refraccin del ncleo . A este modo se le llama multimodo de ndice gradual .Los emisores de luz utilizados son : LED ( de bajo coste , con utilizacin en un amplio rango de temperaturas y con larga vida media ) y ILD ( ms caro , pero ms eficaz y permite una mayor velocidad de transmisin ) .3 . 2 . Transmisin inalmbricaSE utilizan medios no guiados , principalmente el aire . Se radia energa electromagntica por medio de una antena y luego se recibe esta energa con otra antena .Hay dos configuraciones para la emisin y recepcin de esta energa : direccional y omnidireccional . En la direccional , toda la energa se concentra en un haz que es emitido en una cierta direccin , por lo que tanto el emisor como el receptor deben estar alineados . En el mtodo omnidireccional , la energa es dispersada en mltiples direcciones , por lo que varias antenas pueden captarla . Cuanto mayor es la frecuencia de la seal a transmitir , ms factible es la transmisin unidireccional .Por tanto , para enlaces punto a punto se suelen utilizar microondas ( altas frecuencias ) . Para enlaces con varios receptores posibles se utilizan las ondas de radio ( bajas frecuencias ) . Los infrarrojos se utilizan para transmisiones a muy corta distancia ( en una misma habitacin ) .3.2.1. Microondas terrestresSuelen utilizarse antenas parablicas . Para conexionas a larga distancia , se utilizan conexiones intermedias punto a punto entre antenas parablicas .Se suelen utilizar en sustitucin del cable coaxial o las fibras pticas ya que se necesitan menos repetidores y amplificadores , aunque se necesitan antenas alineadas . Se usan para transmisin de televisin y voz .La principal causa de prdidas es la atenuacin debido a que las prdidas aumentan con el cuadrado de la distancia ( con cable coaxial y par trenzado son logartmicas ) . La atenuacin aumenta con las lluvias .Las interferencias es otro inconveniente de las microondas ya que al proliferar estos sistemas , pude haber ms solapamientos de seales .3.2.2. Microondas por satliteEl satlite recibe las seales y las amplifica o retransmite en la direccin adecuada .Para mantener la alineacin del satlite con los receptores y emisores de la tierra , el satlite debe ser geoestacionario .Se suele utilizar este sistema para : Difusin de televisin . Transmisin telefnica a larga distancia . Redes privadas .El rango de frecuencias para la recepcin del satlite debe ser diferente del rango al que este emite , para que no haya interferencias entre las seales que ascienden y las que descienden .Debido a que la seal tarda un pequeo intervalo de tiempo desde que sale del emisor en la Tierra hasta que es devuelta al receptor o receptores , ha de tenerse cuidado con el control de errores y de flujo de la seal .Las diferencias entre las ondas de radio y las microondas son : Las microondas son unidireccionales y las ondas de radio omnidireccionales . Las microondas son ms sensibles a la atenuacin producida por la lluvia . En las ondas de radio , al poder reflejarse estas ondas en el mar u otros objetos , pueden aparecer mltiples seales "hermanas" .3.2.3. InfrarrojosLos emisores y receptores de infrarrojos deben estar alineados o bien estar en lnea tras la posible reflexin de rayo en superficies como las paredes . En infrarrojos no existen problemas de seguridad ni de interferencias ya que estos rayos no pueden atravesar los objetos ( paredes por ejemplo ) . Tampoco es necesario permiso para su utilizacin ( en microondas y ondas de radio si es necesario un permiso para asignar una frecuencia de uso ) .4 . CODIFICACION DE DATOS4 . 1 . Datos digitales , seales digitalesUna seal es digital si consiste en una serie de pulsos de tensin . Para datos digitales no hay ms que codificar cada pulso como bit de datos .En una seal unipolar ( tensin siempre del mismo signo ) habr que codificar un 0 como una tensin baja y un 1 como una tensin alta ( o al revs ) .En una seal bipolar ( positiva y negativa ) , se codifica un 1 como una tensin positiva y un 0 como negativa ( o al revs ) .La razn de datos de una seal es la velocidad de transmisin expresada en bits por segundo , a la que se transmiten los datos .La razn de modulacin es la velocidad con la que cambia el nivel de la seal , y depende del esquema de codificacin elegido . Un aumento de la razn de datos aumentar la razn de error por bit . Un aumento de la relacin seal-ruido ( S/N ) reduce la tasa de error por bit . Un aumento del ancho de banda permite un aumento en la razn de datos .Para mejorar las prestaciones del sistema de transmisin , se debe utilizar un buen esquema de codificacin , que establece una correspondencia entre los bits de los datos y los elementos de seal .Factores a tener en cuenta para utilizar un buen sistema de codificacin :1. 2. Espectro de la seal : La ausencia de componentes de altas frecuencias , disminuye el ancho de banda . La presencia de componente continua en la seal obliga a mantener una conexin fsica directa ( propensa a algunas interferencias ) . Se debe concentrar la energa de la seal en el centro de la banda para que las interferencias sean las menores posibles .3. Sincronizacin : para separar un bit de otro , se puede utilizar una seal separada de reloj ( lo cul es muy costoso y lento ) o bien que la propia seal porte la sincronizacin , lo cul implica un sistema de codificacin adecuado .4. Deteccin de errores : es necesaria la deteccin de errores ya en la capa fsica .5. Inmunidad al ruido e interferencias : hay cdigos ms robustos al ruido que otros .6. Coste y complejidad : el coste aumenta con el aumento de la razn de elementos de seal .4.1.1. No retorno a cero (NRZ)Es el esquema ms sencillo ya que se codifica un nivel de tensin como un 1 y una ausencia de tensin como un 0 ( o al revs ) .Ventajas : sencillez , fcil de implementar , uso eficaz del ancho de banda .Desventajas : presencia de componente en continua , ausencia de capacidad de sincronizacin .Se suelen utilizar en grabaciones magnticas .Otra modalidad de este tipo de codificacin es laNRZIque consiste en codificar los bits cuando se producen cambios de tensin ( sabiendo la duracin de un bit , si hay un cambio de tensin , esto se codifica por ejemplo como 1 y si no hay cambio , se codifica como 0 ) . A esto se le llama codificacin diferencial . Lo que se hace es comparar la polaridad de los elementos de seal adyacentes , y esto hace posible detectar mejor la presencia de ruido y es ms difcil perder la polaridad de una seal cuando hay dificultades de transmisin .4.1.2. Binario multinivelEste sistema intenta subsanar las deficiencias de NRZ utilizando el sistema de codificar un 1 cada vez que se produce un cambio de nivel de la seal , y codificando un 0 cuando no hay cambio de nivel ( lo cul sigue siendo un inconveniente para cadenas de ceros ) .Ventajas : no hay problemas de sincronizacin con cadenas de 1 ( aunque s con cadenas de 0 ) , no hay componente en continua , ancho de banda menor que en NRZ , la alternancia de pulsos permite la deteccin de errores .Desventajas : hay an problemas de sincronizacin , es menos eficaz que el NRZ , hay mayor tasa de errores que NRZ .4.1.3. BifaseEn la codificacin Manchester siempre hay una transicin en mitad del intervalo de duracin del bit ( la mitad del bit se encarga de la sincronizacin ) .En Manchester diferencial la transicin en mitad del intervalo se utiliza slo como sincronizacin y es la presencia de un cambio de tensin al inicio del bit lo que seala la presencia de un 1 .Ventajas : sincronizacin ,no tiene componente en continua , deteccin de errores .Desventajas : se necesita mayor ancho de banda .4.1.4. Velocidad de modulacinHay que diferenciar entre la razn de datos ( bits por unidad de tiempo ) y la velocidad de modulacin ( elementos de seal por unidad de tiempo ) . Cuanto mejor sea el sistema de codificacin , mayor velocidad de modulacin se podr obtener .4.1.5. Tcnicas de altibajosPara mantener sincronizado el reloj del receptor en tcnicas bifase , se hace necesario sustituir series largas de ausencias de tensin por cambios sincronizados ( que portan el reloj ) y luego se requiere un mtodo en el receptor para volver a decodificar la seal original .4 . 2 . Datos digitales , seales analgicas4.2.1. Tcnicas de codificacinPara transmitir datos digitales mediante seales analgicas es necesario convertir estos datos a un formato analgico . Para esto existen varias tcnicas.1. Desplazamiento de amplitud ( ASK ) : los dos valores binarios se representan por dos valores de amplitud de la portadora , por ejemplo s(t)=A x Cos ( 2 x pi x f x t ) simboliza el 1 y s(t)= 0 simboliza el 0 . Aunque este mtodo es muy sensible a cambios repentinos de la ganancia , es muy utilizado en fibras pticas ( 1 es presencia de luz y 0 es ausencia de luz ) .2. Desplazamiento de frecuencia ( FSK ) : en este caso , los dos valores binarios se representan por dos frecuencias prximas a la portadora . Este mtodo es menos sensible a errores que ASK y se utiliza para mayores velocidades de transmisin que ASK , para transmisiones de telfono a altas frecuencias y para LAN's con cables coaxiales .3. Desplazamiento de fase ( PSK ) : en este caso es la fase de la portadora la que se desplaza . Un 0 se representa como una seal con igual fase que la seal anterior y un 1 como una seal con fase opuesta a la anteriormente enviada .Utilizando varios ngulos de fase , uno para cada tipo de seal , es posible codificar ms bits con iguales elementos de seal .4 . 3 . Datos analgicos , seales digitalesPara transmitir datos analgicos en seales digitales es preciso realizar un proceso de digitalizacin de los datos . Este proceso y el siguiente de decodificacin la realiza un dispositivo llamado codec .4.3.1. Modulacin por codificacin de impulsosSe basa en el teorema de muestreo : " Si una seal f(t) se muestrea a intervalos regulares de tiempo con una frecuencia mayor que el doble de la frecuencia significativa ms alta de la seal , entonces las muestras as obtenidas contienen toda la informacin de la seal original . La funcin f(t) se puede reconstruir a partir de estas muestras mediante la utilizacin de un filtro pasa-baja " .Es decir , se debe muestrear la seal original con el doble de frecuencia que ella , y con los valores obtenidos , normalizndolos a un nmero de bits dado ( por ejemplo , con 8 bits habra que distinguir entre 256 posibles valores de amplitud de la seal original a cuantificar ) se ha podido codificar dicha seal .En el receptor , este proceso se invierte , pero por supuesto se ha perdido algo de informacin al codificar , por lo que la seal obtenida no es exactamente igual que la original ( se le ha introducido ruido de cuantizacin ) .Hay tcnicas no lineales en las que es posible reducir el ruido de cuantizacin muestreando a intervalos no siempre iguales .4.3.2. Modulacin deltaEsta tcnica reduce la complejidad de la anterior mediante la aproximacin de la funcin a codificar por una funcin escalera lo ms parecida posible . De esta forma , cada escaln de la escalera ya puede ser representado por un valor ( en 8 bits , uno entre 256 posibles valores de amplitud ) .La eleccin de un adecuado salto de escalera y de la frecuencia de muestreo pueden hacer que se modifique la precisin de la seal .La principal ventaja de esta tcnica respecto a la anterior es la facilidad de implementacin .4.3.3. PrestacionesLas tcnicas de transmisin digital estn siendo muy utilizadas debido a : Al usar repetidores en lugar de amplificadores , no hay ruido aditivo . Al usar tcnicas de multiplexacin por divisin en el tiempo , no hay ruido de intermodulacin . Las seales digitales son ms fciles de emplear en los modernos circuitos de conmutacin .4 . 4 . Datos analgicos , seales analgicasLa modulacin consiste en combinar una seal de entrada con una seal portadora para producir una seal cuyo ancho de banda est centrado en torno a la frecuencia de la portadora . Este proceso es necesario para transmitir datos digitales mediante seales analgicas , pero no se sabe si est justificado para transmitir datos analgicos .Este proceso es necesario ya que para transmitir seales analgicas sin modular , tendramos que utilizar enormes antenas y tampoco podramos utilizar tcnicas de multiplexacin por divisin en frecuencias .4.4.1. Modulacin en amplitudConsiste en multiplicar la seal original por la portadora y de esta forma se obtiene la forma original pero slo utilizando los mximos y los mnimos de la seal modulada . De esta forma , se puede reconstruir la seal original y se evita la utilizacin de enormes antenas .Hay una aproximacin que utiliza slo la mitad del ancho de banda y se necesita menos potencia para su transmisin . Pero esta aproximacin y otras quitan la portadora , con lo que se pierde el poder de sincronizacin de la seal .4.4.2. Modulacin en nguloSe puede hacer que la seal portadora tenga cambios de fase que recreen la seal original a modular ( modulacin en fase ) o tambin que la portadora tenga cambios de frecuencia que simulen la seal original a modular ( modulacin en frecuencia ) .El inconveniente de estas dos modalidades de modulacin es que requieren mayor ancho de banda que la modulacin en amplitud .5 . LA INTERFAZ EN LAS COMUNICACIONES DE DATOS5 . 1 . Transmisin asncrona y sncronaHay enormes dificultades a la hora de recuperar la seal transmitida por un emisor, sobre todo debido a que hay que saber cada cuanto tiempo va a llegar un dato; para esto se suelen usar tcnicas de sincronizacin.5.1.1. Transmisin asncronaLa manera ms fcil de conseguir sincronismo es enviando pequeas cantidades de bits a la vez , sincronizndose al inicio de cada cadena . Esto tiene el inconveniente de que cuando no se transmite ningn carcter , la lnea est desocupada .Para detectar errores , se utiliza un bit de paridad en cada cadena . Usando la codificacin adecuada , es posible hacer corresponder un 0 ( por ejemplo ) a cuando la lnea est parada ( con NRZ , cada vez que se quiera comenzar a transmitir una cadena , se usa un 1 como seal ) .Si el receptor es un tanto ms rpido o lento que el emisor , es posible que incluso con cadenas cortas ( o tramas , que son las cadenas ms los bits adicionales de paridad y de comienzo y parada ) se produzcan errores como el error de delimitacin de trama ( se leen datos fuera de la trama al ser el receptor ms lento que el emisor ) o el error que se produce al introducirse ruido en la transmisin de forma que en estado de reposo , el receptor crea que se ha emitido un dato ( el ruido ) .Este tipo de transmisin es sencilla y no costosa , aunque requiere muchos bits de comprobacin y de control .5.1.2. Transmisin sncronaEn este tipo de transmisin no hay bits de comienzo ni de parada , por lo que se transmiten bloques de muchos bits . Para evitar errores de delimitacin , se pueden sincronizar receptor y emisor mediante una lnea aparte ( mtodo utilizado para lneas cortas ) o incluyendo la sincronizacin en la propia seal ( codificacin Manchester o utilizacin de portadoras en seales analgicas ) . Adems de los datos propios y de la sincronizacin , es necesaria la presencia de grupos de bits de comienzo y de final del bloque de datos , adems de ciertos bits de correccin de errores y de control . A todo el conjunto de bits y datos se le llamatrama.Para bloques grandes de datos , la transmisin sncrona es ms eficiente que la asncrona .5 . 2 . Configuraciones de la lnea5.2.1. TopologaCuando slo es necesaria la conexin de un emisor con un receptor , se utilizan enlaces punto a punto . Si se quiere utilizar un ordenador central y varias terminales , se pueden utilizar conexiones punto a punto entre cada terminal y el computador central , pero ste debe tener un puerto de E/S dedicado a cada terminal y adems una lnea de conexin entre cada terminal y el computador central .Existe la posibilidad de conectar un computador central con varias terminales mediante una lnea multipunto y por medio de un slo puerto de E/S .5.2.2. Full-Duplex y Semi-DuplexEn la transmisin semi-duplex cada vez slo una de las dos estaciones del enlace punto a punto puede transmitir .En la transmisin full-duplex las dos estaciones pueden simultneamente enviar y recibir datos . En transmisin digital , para full-duplex se requieren ( en medios guiados ) dos cables por conexin ( uno para un sentido y otro para otro ) .En transmisin analgica es necesaria la utilizacin de dos frecuencias para full-duplex o dos cables si se quiere emitir y recibir en la misma frecuencia .5 . 3 . InterfacesGeneralmente , los computadores y terminales no estn capacitados para transmitir y recibir datos de una red de larga distancia , y para ello estn los mdem u otros circuitos parecidos . A los terminales y computadores se les llama DTE y a los circuitos ( mdem ) de conexin con la red se les llama DCE . Los DCE se encargan de transmitir y recibir bits uno a uno . Los DTE y DCE estn comunicados y se pasan tanto datos de informacin como de control . Para que se puedan comunicar dos DTE hace falta que ambos cooperen y se entiendan con sus respectivos DCE . Tambin es necesario que los dos DCE se entiendan y usen los mismos protocolos .La interfaz entre el DCE y el DTE debe de tener una concordancia de especificaciones : De procedimiento : ambos circuitos deben estar conectados con cables y conectores similares . Elctricas : ambos deben de trabajar con los mismos niveles de tensin . Funcionales : debe de haber concordancia entre los eventos generados por uno y otro circuito .5.3.1. V.24/EIA-232-EEs un interfaz utilizado para conectar DTE con mdems a travs de lneas analgicas de telefona .Especificaciones : Conector de 25 contactos . Un solo cable de conexin y otro de tierra . Sealizacin digital y codificacin NRZ-L . Se permite funcionamiento full-duplex . Circuitos de datos , de control , de temporizacin y de tierra . A cortas distancias es posible evitar el uso de DCE y conectar directamente DTE a DTE .5.3.2. La interfaz fsica de la RDSIReduciendo los circuitos y aumentando la lgica de control se ha conseguido abaratar estos mecanismos y se ha conseguido un conector de 8 pines para la Red Digital de Servicios Integrados .En estos sistemas , la informacin de control y de datos van unidas y se separan en los extremos de las lneas . Tambin es posible el envo de energa por las mismas lneas ( para control remoto de perifricos por ejemplo ) .Se utilizan dos cables de conexin que forman un circuito cerrado ( sealizacin diferencial ) y los valores de los bits dependen de la diferencia de tensin de ambos cables .Este tipo de sealizacin hace que el ruido afecte menos a los datos ya que afecta por igual a los dos cables , por lo que se anula el ruido .6 . CONTROL DEL ENLACE DE DATOS6 . 1 . Control del flujoEs una tcnica para que el emisor no sobrecargue al receptor al enviarle ms datos de los que pueda procesar . El receptor tiene un buffer de una cierta capacidad para ir guardando los datos recibidos y tras procesarlos , enviarlos a capas superiores .Vamos a suponer que todas las tramas recibidas llegan con un poco de retardo pero sin errores y sin adelantarse unas a otras .6.1.1. Control de flujo medianteparada y esperaConsiste en que el emisor enva una trama y al ser recibida por el receptor , ste ( el receptor ) confirma al emisor ( envindole un mensaje de confirmacin ) la recepcin de la trama . Este mensaje recibido por el emisor es el que le indica que puede enviar otra trama al receptor . De esta forma , cuando el receptor est colapsado ( el buffer a punto de llenarse ) , no tiene ms que dejar de confirmar una trama y entonces el emisor esperar hasta que el receptor decida enviarle el mensaje de confirmacin ( una vez que tenga espacio en el buffer ) .Este sistema es el ms eficaz para que no haya errores y es el ms utilizado cuando se permiten tramas muy grandes , pero es normal que el emisor parta las tramas en ms pequeas para evitar que al ser una trama de larga duracin , es ms probable que se produzca algn error en la transmisin . Tambin , en LAN's , no se suele permitir que un emisor acapare la lnea durante mucho tiempo ( para poder transmitir una trama grande ) .Otro problema adicional es que se infrautiliza la lnea al estar parada mientras los mensajes del receptor llegan al emisor .6.1.2. Control del flujo mediante ventana deslizanteEl problema de que slo hay una trama cada vez en trnsito por la red se soluciona con este sistema de ventanas deslizantes .En este sistema , el receptor y el emisor se ponen de acuerdo en el nmero de tramas que puede guardar el receptor sin procesar ( depende del tamao del buffer ) . Tambin se ponen de acuerdo en el nmero de bits a utilizar para numerar cada trama ( al menos hay que tener un nmero de bits suficientes para distinguir cada una de las tramas que quepan en el buffer del receptor ) , Por ejemplo , si en el buffer del receptor caben 7 tramas , habr que utilizar una numeracin con 3 bits ( 23 = 8 > 7 ) .El emisor transmite tramas por orden ( cada trama va numerada mdulo 2nmero de bits ) hasta un mximo de el nmero mximo de tramas que quepan en el buffer del receptor ( en el ejemplo , 7 ) . El receptor ir procesando las tramas que le lleguen y confirmando que admite tramas a partir de una dada ( hasta un mximo de 7 en el ejemplo ) . Por ejemplo , si ha procesado hasta la trama 5 , confirmar el nmero 6 ( es decir , que puede procesar las tramas 6 , 7 , 0 , 1 , 2 , 3 y 4 ) . Al recibir el emisor la confirmacin de la trama 6 , emitir todas las que no haya transmitido desde la 6 hasta la 4 ( 6 , 7 , 0 , 1 , 2 , 3 y 4 ) . Por ejemplo , se ya haba enviado la 6 , 7 , 0 y 1 , sabe que puede enviar la 2 , 3 y 4 .Existe la posibilidad de indicarle al emisor la confirmacin de tramas recibidas y prohibirle el envo de ms tramas ( con el mensaje de Receptor No Preparado ) .Cuando la dos estaciones son emisoras y receptoras , se pueden utilizar dos ventanas por estacin , una para el envo y otra para la recepcin . Se puede utilizar la misma trama para enviar datos y confirmaciones , mejorando as la utilizacin del canal .Este sistema de transmisin es mucho ms eficiente que el de parada y espera , ya que pueden haber ms de una trama a la vez en las lneas de transmisin ( en el de parada y espera slo puede haber una trama a la vez ) .6 . 2 . Deteccin de erroresCuanto mayor es la trama que se transmite , mayor es la probabilidad de que contenga algn error . Para detectar errores , se aade un cdigo en funcin de los bits de la trama de forma que este cdigo seale si se ha cambiado algn bit en el camino . Este cdigo debe de ser conocido e interpretado tanto por el emisor como por el receptor .6.2.1. Comprobacin de paridadSe aade un bit de paridad al bloque de datos ( por ejemplo , si hay un nmero par de bits 1 , se le aade un bit 0 de paridad y si son impares , se le aade un bit 1 de paridad ) .Pero puede ocurrir que el propio bit de paridad sea cambiado por el ruido o incluso que ms de un bit de datos sea cambiado , con lo que el sistema de deteccin fallar .6.2.2. Comprobacin de redundancia cclica ( CRC )Dado un bloque de n bits a transmitir , el emisor le sumar los k bits necesarios para que n+k sea divisible ( resto 0 ) por algn nmero conocido tanto por el emisor como por el receptor .Este proceso se puede hacer bien por software o bien por un circuito hardware ( ms rpido ) .6 . 3 . Control de erroresSe trata en este caso de detectar y corregir errores aparecidos en las transmisiones . Puede haber dos tipos de errores : Tramas perdidas : cuando una trama enviada no llega a su destino . Tramas daadas : cuando llega una trama con algunos bits errneos .Hay varias tcnicas para corregir estos errores :1. Deteccin de errores : discutida antes .2. Confirmaciones positivas : el receptor devuelve una confirmacin de cada trama recibida correctamente .3. Retransmisin despus de la expiracin de un intervalo de tiempo : cuando ha pasado un cierto tiempo , si el emisor no recibe confirmacin del receptor , reenva otra vez la trama .4. Confirmacin negativa y retransmisin : el receptor slo confirma las tramas recibidas errneamente , y el emisor las reenva .Todos estos mtodos se llaman ARQ ( solicitud de repeticin automtica ) . Entre los ms utilizados destacan :6.3.1. ARQ con parada-y-esperaSe basa en la tcnica de control de flujo de parada-y-espera . Consiste en que el emisor transmite una trama y hasta que no recibe confirmacin del receptor , no enva otra .Puede ocurrir que : La trama no llegue al receptor , en cuyo caso , como el emisor guarda una copia de la trama y adems tiene un reloj , cuando expira un cierto plazo de tiempo sin recibir confirmacin del receptor , reenva otra vez la trama . La trama llegue al receptor deteriorada , en cuyo caso no es confirmada como buena por el receptor . Pero puede ocurrir que el receptor confirme una trama buena pero la confirmacin llegue al emisor con error , entonces , el emisor enviara otra vez la trama . Para solucionar esto , las tramas se etiquetan desde 0 en adelante y las confirmaciones igual .Es una tcnica sencilla y barata pero poco eficiente .6.3.2. ARQ con adelante-atrs-NSe basa en la tcnica de control de flujo con ventanas deslizantes .Cuando no hay errores , la tcnica es similar a las ventanas deslizantes , pero cuando la estacin destino encuentra una trama errnea , devuelve una confirmacin negativa y rechaza todas las tramas que le lleguen hasta que reciba otra vez la trama antes rechazada , pero en buenas condiciones . Al recibir la estacin fuente una confirmacin negativa de una trama , sabe que tiene que volver a transmitir esa trama y todas las siguientes . Si el receptor recibe la trama i y luego la i+2 , sabe que se ha perdido la i+1 , por lo que enva al emisor una confirmacin negativa de la i+1 .La estacin emisora mantiene un temporizador para el caso de que no reciba confirmacin en un largo periodo de tiempo o la confirmacin llegue errnea , y as poder retransmitir otra vez las tramas .6.3.3. ARQ con rechazo selectivoCon este mtodo , las nicas tramas que se retransmiten son las rechazadas por el receptor o aquellas cuyo temporizador expira sin confirmacin . Este mtodo es ms eficiente que los anteriores . Para que esto se pueda realizar , el receptor debe tener un buffer para guardar las tramas recibidas tras el rechazo de una dada , hasta recibir de nuevo la trama rechazada y debe de ser capaz de colocarla en su lugar correcto ( ya que deben de estar ordenadas ) . Adems , el emisor debe de ser capaz de reenviar tramas fuera de orden .Estos requerimientos adicionales hacen que este mtodo sea menos utilizado que el de adelante-atrs-N .7 . CONMUTACION DE CIRCUITOS7 . 1 . Redes conmutadasCuando los datos hay que enviarlos a largas distancias ( e incluso a no tan largas ) , generalmente deben pasar por varios nodos intermedios . Estos nodos son los encargados de encauzar los datos para que lleguen a su destino .En conmutacin de circuitos , los nodos intermedios no tratan los datos de ninguna forma , slo se encargan de encaminarlos a su destino .En redes de comunicacin conmutadas , los datos que entren en la red provenientes de alguna de las estaciones , son conmutados de nodo en nodo hasta que lleguen a su destino .Hay nodos slo conectados a otros nodos y su nica misin es conmutar los datos internamente a la red . Tambin hay nodos conectados a estaciones y a otros nodos , por lo que deben de aadir a su funcin como nodo , la aceptacin y emisin de datos de las estaciones que se conectan .Los enlaces entre nodos estn multiplexados en el tiempo o por divisin de frecuencias .Generalmente hay ms de un camino entre dos estaciones , para as poder desviar los datos por el camino menos colapsado .Para redes de rea amplia , generalmente se utilizan otras tcnicas de conmutacin : conmutacin de circuitos y conmutacin de paquetes .7 . 2 . Redes de conmutacin de circuitosPara cada conexin entre dos estaciones , los nodos intermedios dedican un canal lgico a dicha conexin . Para establecer el contacto y el paso de la informacin de estacin a estacin a travs de los nodos intermedios , se requieren estos pasos :1. Establecimiento del circuito : el emisor solicita a un cierto nodo el establecimiento de conexin hacia una estacin receptora . Este nodo es el encargado de dedicar uno de sus canales lgicos a la estacin emisora ( suele existir de antemano ) . Este nodo es el encargado de encontrar los nodos intermedios para llegar a la estacin receptora , y para ello tiene en cuenta ciertos criterios de encaminamiento , coste , etc...2. Transferencia de datos : una vez establecido el circuito exclusivo para esta transmisin ( cada nodo reserva un canal para esta transmisin ) , la estacin se transmite desde el emisor hasta el receptor conmutando sin demoras de nodo en nodo ( ya que estos nodos tienen reservado un canal lgico para ella ) .3. Desconexin del circuito : una vez terminada la transferencia , el emisor o el receptor indican a su nodo ms inmediato que ha finalizado la conexin , y este nodo informa al siguiente de este hecho y luego libera el canal dedicado . as de nodo en nodo hasta que todos han liberado este canal dedicado .Debido a que cada nodo conmutador debe saber organizar el trfico y las conmutaciones , stos deben tener la suficiente "inteligencia" como para realizar su labor eficientemente .La conmutacin de circuitos suele ser bastante ineficiente ya que los canales estn reservados aunque no circulen datos a travs de ellos .Para trfico de voz , en que suelen circular datos ( voz ) continuamente , puede ser un mtodo bastante eficaz ya que el nico retardo es el establecimiento de la conexin , y luego no hay retardos de nodo en nodo ( al estar ya establecido el canal y no tener que procesar ningn nodo ninguna informacin ) .La red pblica de telefona utiliza conmutacin de circuitos . Su arquitectura es la siguiente : Abonados : son las estaciones de la red . Bucle local : es la conexin del abonado a la red . Esta conexin , como es de corta distancia , se suele hacer con un par trenzado . Centrales : son aquellos nodos a los que se conectan los abonados ( centrales finales ) o nodos intermedios entre nodo y nodo ( centrales intermedias ) . Lneas principales : son las lneas que conectan nodo a nodo . Suelen usar multiplexacin por divisin en frecuencias o por divisin en el tiempo .La conmutacin de circuitos , a pesar de sus deficiencias es el sistema ms utilizado para conectar sistemas informticos entre s a largas distancias debido a la profusin e interconexin que existe ( debido al auge del telfono ) y a que una vez establecido el circuito , la red se comporta como si fuera una conexin directa entre las dos estaciones , ahorrando bastante lgica de control .7 . 3 . Conceptos sobre conmutacinCada nodo de conmutacin de circuitos consta bsicamente de un conmutador digital , circuito que tiene una serie de conexiones al exterior ( cada una es un canal ) y una lgica de puertas interna que conecta unos canales con otros cuando se requieren estas conexiones . Por lo que dos canales conectados por el conmutador es como si estuvieran unidos sin interrupcin . El conmutador posee la lgica de control suficiente para conectar y desconectar canales conforme sea necesario . Estos conmutadores deben permitir conexin full-duplex ( tpica en telefona ) .El conmutador digital se compone de : Interfaz de red : incluye las funciones y hardware para conectar los dispositivos digitales ( y analgicos ) a la red . Unidad de control : establece , gestiona y corta las conexiones conforme se le requieran al sistema .Hay dos tipos bsicos de redes respecto a su capacidad o no de bloquear las comunicaciones entre dos estaciones :1. Bloqueantes: aquellas que impiden una conexin cuando no es posible dedicar canales para ella ( por ejemplo en telefona ya que no suele haber muchos telfonos funcionando a la vez al ser las conexiones relativamente cortas ) .2. No bloqueantes : aquellas que siempre disponen de algn canal para cada conexin ( esto debe ser as para conexiones entre sistemas informticos en los que la conexin tpica es de larga duracin ) .7.3.1. Conmutacin por divisin en el espacioSon conmutadores en los que las conexiones entre lneas de entrada y salida son conexiones fsicas (generalmente con matrices de puertas fsicas que se cierran o abren) .Sus limitaciones principales son: Al crecer el nmero de lneas de conexin, deben crecer con el cuadrado, los puntos de cruce; algo muy costoso. La prdida de un punto de cruce interrumpe la conexin entre dos lneas. Hay muchos puntos de cruce que no se utilizan nunca. Por lo que es muy ineficiente.Los conmutadores con mltiples etapas solucionan algunos de los inconvenientes anteriores : Se reduce el nmero de puntos de cruce . Hay ms de un camino posible entre dos lneas .Estos sistemas deben de ser bloqueantes .7.3.2. Conmutacin por divisin en el tiempoEstos sistemas constan de las lneas de entrada ( una para cada canal de acceso al conmutador ) y lo que hacen es muestrear una a una cada lnea y lo que encuentren ( ya sean bits , bytes o bloques ) lo pasan a unas memorias llamadas ranuras ( una por cada canal ) de donde sern pasados a sus correspondientes lneas de salida . Las lneas de entrada son fijas para cada emisor , pero las lneas de salida se irn conmutando dependiendo de las velocidades de asimilacin de datos por las lneas de salida .Las velocidades de trabajo del sistema deben de ser lo suficientemente altas para que ninguna entrada supere a sta en velocidad .8 . CONMUTACION DE PAQUETES8 . 1 . Principios de conmutacin de paquetesDebido al auge de las transmisiones de datos , la conmutacin de circuitos es un sistema muy ineficiente ya que mantiene las lneas mucho tiempo ocupadas aun cuando no hay informacin circulando por ellas . Adems , la conmutacin de circuitos requiere que los dos sistemas conectados trabajen a la misma velocidad , cosa que no suele ocurrir hoy en da debido a la gran variedad de sistemas que se comunican .En conmutacin de paquetes , los datos se transmiten en paquetes cortos . Para transmitir grupos de datos ms grandes , el emisor trocea estos grupos en paquetes ms pequeos y les adiciona una serie de bits de control . En cada nodo , el paquete se recibe , se almacena durante un cierto tiempo y se transmite hacia el emisor o hacia un nodo intermedio .Las ventajas de la conmutacin de paquetes frente a la de circuitos son :1. La eficiencia de la lnea es mayor : ya que cada enlace se comparte entre varios paquetes que estarn en cola para ser enviados en cuanto sea posible . En conmutacin de circuitos , la lnea se utiliza exclusivamente para una conexin , aunque no haya datos a enviar .2. Se permiten conexiones entre estaciones de velocidades diferentes : esto es posible ya que los paquetes se irn guardando en cada nodo conforme lleguen ( en una cola ) y se irn enviando a su destino .3. No se bloquean llamadas : ya que todas las conexiones se aceptan , aunque si hay muchas , se producen retardos en la transmisin .4. Se pueden usar prioridades : un nodo puede seleccionar de su cola de paquetes en espera de ser transmitidos , aquellos ms prioritarios segn ciertos criterios de prioridad .8.1.1. Tcnica de conmutacinCuando un emisor necesita enviar un grupo de datos mayor que el tamao fijado para un paquete , ste los trocea en paquetes y los enva uno a uno al receptor .Hay dos tcnicas bsicas para el envo de estos paquetes :1. Tcnica de datagramas : cada paquete se trata de forma independiente , es decir , el emisor enumera cada paquete , le aade informacin de control ( por ejemplo nmero de paquete , nombre , direccin de destino , etc...) y lo enva hacia su destino . Puede ocurrir que por haber tomado caminos diferentes , un paquete con nmero por ejemplo 6 llegue a su destino antes que el nmero 5 . Tambin puede ocurrir que se pierda el paquete nmero 4 . Todo esto no lo sabe ni puede controlar el emisor , por lo que tiene que ser el receptor el encargado de ordenar los paquetes y saber los que se han perdido ( para su posible reclamacin al emisor ) , y para esto , debe tener el software necesario .2. Tcnica de circuitos virtuales : antes de enviar los paquetes de datos , el emisor enva un paquete de control que es de Peticin de Llamada , este paquete se encarga de establecer un camino lgico de nodo en nodo por donde irn uno a uno todos los paquetes de datos . De esta forma se establece un camino virtual para todo el grupo de paquetes . Este camino virtual ser numerado o nombrado inicialmente en el emisor y ser el paquete inicial de Peticin de Llamada el encargado de ir informando a cada uno de los nodos por los que pase de que ms adelante irn llegando los paquetes de datos con ese nombre o nmero . De esta forma , el encaminamiento slo se hace una vez ( para la Peticin de Llamada ) . El sistema es similar a la conmutacin de circuitos , pero se permite a cada nodo mantener multitud de circuitos virtuales a la vez .Las ventajas de los circuitos virtuales frente a los datagramas son : El encaminamiento en cada nodo slo se hace una vez para todo el grupo de paquetes . Por lo que los paquetes llegan antes a su destino . Todos los paquetes llegan en el mismo orden del de partida ya que siguen el mismo camino . En cada nodo se realiza deteccin de errores , por lo que si un paquete llega errneo a un nodo , ste lo solicita otra vez al nodo anterior antes de seguir transmitiendo los siguientes .Desventajas de los circuitos virtuales frente a los datagramas : En datagramas no hay que establecer llamada ( para pocos paquetes , es ms rpida la tcnica de datagramas ) . Los datagramas son ms flexibles , es decir que si hay congestin en la red una vez que ya ha partido algn paquete , los siguientes pueden tomar caminos diferentes ( en circuitos virtuales , esto no es posible ) . El envo mediante datagramas es ms seguro ya que si un nodo falla , slo un paquetes se perder ( en circuitos virtuales se perdern todos ) .8.1.2. Tamao del paqueteUn aumento del tamao de los paquetes implica que es ms probable que lleguen errneos . Pero una disminucin de su tamao implica que hay que aadir ms informacin de control , por lo que la eficiencia disminuye . hay que buscar un compromiso entre ambos .8.1.3. Comparacin de las tcnicas de conmutacin de circuitos y conmutacin de paquetesHay 3 tipos de retardo :1. Retardo de propagacin: tiempo despreciable de propagacin de la seal de un nodo a otro nodo .2. Tiempo de transmisin: tiempo que tarda el emisor en emitir los datos .3. Retardo de nodo: tiempo que emplea el nodo desde que recibe los datos hasta que los emite ( gestin de colas , etc... ) .Las prestaciones de conmutacin de circuitos y conmutacin de paquetes : En conmutacin de circuitos hay un retardo inicial hasta establecer la conexin ( en cada nodo se produce un retardo ) . Tras el establecimiento de la conexin , existe el retardo del tiempo de transmisin y el retardo de propagacin . Pero toda la informacin va a la vez en un bloque sin ms retardos adicionales . En conmutacin de paquetes mediante circuitos virtuales , existe el mismo retardo inicial que en conmutacin de circuitos . Pero adems , en cada nodo , cada paquete sufre un retardo hasta que le llega su turno de envo de entre la cola de paquetes a emitir por el nodo . A todo esto , habra que sumar el retardo de transmisin y el retardo de propagacin . En datagramas , se ahorra el tiempo de establecimiento de conexin , pero no los dems retardos que hay en circuitos virtuales . Pero existe el retardo de encaminamiento en cada nodo y para cada paquete . Por tanto , para grupos grandes de datos , los circuitos virtuales son ms eficaces que los datagramas , aunque para grupos pequeos sean menos eficaces que los datagramas .8.1.4. Funcionamiento externo e internoHay dos niveles en donde se pueden utilizar tcnicas de datagramas y de circuitos virtuales . En un nivel interno ( entre estacin y nodo ) , se llaman operacin de datagrama interno y operacin de circuito virtual interno . Pero cuando se sale de este mbito controlable por la estacin emisora , la propia red decide la utilizacin de servicios de datagrama externo o servicio de circuito virtual externo para sus comunicaciones ( ocultos al usuario o emisor ) .Para los servicio externos hay una serie de consideraciones a seguir : Si se utilizan operaciones de datagrama interno y servicios de datagrama externo , al haber errores , no hay prdidas de tiempo en establecer nuevas conexiones ni se necesitan muchos espacios de almacenamiento . Si se utilizan operaciones de circuitos virtuales internos y servicios de circuitos virtuales externos , se mejoran las prestaciones para transmisiones de grandes grupos de informacin y de acceso a terminales remotos .8 . 2 . Encaminamiento8.2.1. A / CaractersticasLa funcin de encaminamiento tiene estos requisitos :1. Exactitud.2. Sencillez .3. Robustez: es la capacidad para redirigir el trfico a zonas seguras cuando hay fallos .4. Estabilidad: es posible que si un sistema es muy robusto , se convierta en inestable al reaccionar demasiado bruscamente ante situaciones concretas .5. Imparcialidad: hay sistemas que premian , en aras de optimalidad , las conexiones cercanas frente a las ms lejanas , con lo que la comunicacin entre estaciones alejadas se dificulta .6. Optimizacin: es posible que la robustez y la imparcialidad reporten un coste adicional de clculo en cada nodo , lo que implica que ya no es el sistema ms ptimo .7. Eficiencia: lo mismo ocurre con la eficiencia .8.2.2. B / Criterios sobre prestacionesHay dos formas de elegir un encaminamiento eficiente : una es elegir el camino ms corto ( la distancia entre la estacin emisora y la receptora es la mnima ) y otra es elegir el menor nmero de saltos ( entre la estacin emisora y la receptora hay el menor nmero de nodos ) .En aplicaciones reales se suele elegir la del camino ms corto .8.2.3. C / Lugar e instante de decisinEl instante en que se decide hacia dnde se enviar un paquete en un nodo es muy importante . En datagramas , esto se produce una vez por paquete . En circuitos virtuales se produce una vez por peticin de llamada .Hay dos lugares donde se puede decidir hacia dnde debe enviarse un paquete desde un nodo : una es en el propio nodo ( encaminamiento distribuido ) y otra en un nodo sealado para esta tarea ( encaminamiento centralizado ) . Esta ltima forma tiene el inconveniente de que si este nodo se estropea , el encaminamiento de todos los nodos que dependen de este nodo de encaminamiento es imposible , y todos los nodos sern inservibles .Hay otra forma de controlar el encaminamiento , y es en la propia estacin de origen .8.2.4. D / Estrategias de encaminamiento1. En el nodo central se almacenan todas las tablas de encaminamientos , pero en cada nodo slo hay que almacenar las filas que conectan ese nodo con el siguiente para conseguir el encaminamiento a cada nodo posible destino de la red .Es