REPUBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD FERMIN TORO BARQUISIMETO-CABUDARE
Participantes: Cordero Ricardo CI: 24001557 Saia B
2017
Transferencia de datos, transmisión digital o comunicaciones digitales es la transferencia física de datos (un flujo digital de bits) por un canal de comunicación punto a punto o punto a multipunto. Ejemplos de estos canales son cables de par trenzado, fibra óptica, los canales de comunicación inalámbrica y medios de almacenamiento. Los datos se representan como una señal electromagnética, una señal de tensión eléctrica, ondas radioeléctricas, microondas o infrarrojos.
Tipos de transmisión de datos Transmisión analógica: estas señales se caracterizan por el continuo cambio de amplitud de la señal. En ingeniería de control de procesos la señal oscila entre 4 y 20 mA, y es transmitida en forma puramente analógica. En una señal analógica el contenido de información es muy restringida; tan solo el valor de la corriente y la presencia o no de esta puede ser determinada.
Transmisión digital: estas señales no cambian continuamente, sino que es transmitida en paquetes discretos. No es tampoco inmediatamente interpretada, sino que debe ser primero decodificada por el receptor. El método de transmisión también es otro: como pulsos eléctricos que varían entre dos niveles distintos de voltaje. En lo que respecta a la ingeniería de procesos, no existe limitación en cuanto al contenido de la señal y cualquier información adicional. Transmisión Sincrónica es una técnica que consiste en el envío de una trama de datos (conjunto de caracteres) que configura un bloque de información comenzando con un conjunto de bits de sincronismo (SYN) y terminando con otro conjunto de bits de final de bloque (ETB). En este caso, los bits de sincronismo tienen la función de sincronizar los relojes
existentes tanto en el emisor como en el receptor, de tal forma que estos controlan la duración de cada bit y carácter. Características Los bloques a ser transmitidos tienen un tamaño que oscila entre 128 y 1,024 bytes. La señal de sincronismo en el extremo fuente, puede ser generada por el equipo terminal de datos o por el módem. Cuando se transmiten bloques de 1,024 bytes y se usan no más de 10 bytes de cabecera y terminación, el rendimiento de transmisión supera el 99 por 100.
Ventajas Posee un alto rendimiento en la transmisión Los equipamientos son de tecnología más completa y de costos más altos Son aptos para transmisiones de altas velocidades (iguales o mayores a 1,200 baudios de velocidad de modulación) El flujo de datos es más regular.
Transmisión Asíncrona en esta transmisión el emisor decide cuando va a enviar el mensaje por la red, mientras que el receptor no sabe en que momento le puede llegar dicho mensaje, para esto se utiliza un bit de cabecera que va al inicio de cada carácter y uno o dos bits de parada que van al final de ese mismo carácter, esto se hace con la finalidad que tanto el emisor como el receptor puedan sincronizar sus relojes y poder decodificar el mensaje. En este tipo de transmisión no se maneja mucha velocidad ya que cada carácter es transmitido de uno en uno y por lo tanto puede ser un poco lenta.
En este tipo de red el receptor no sabe con precisión cuando recibirá un mensaje. Cada carácter a ser transmitido es delimitado por un bit de información denominado de cabecera o de arranque, y uno o dos bits denominados de terminación o de parada. El bit de arranque tiene dos funciones de sincronización de reloj del transmisor y del receptor. El bit o bits de parada, se usan para separar un carácter del siguiente. Ventajas y desventajas del modo asíncrono: En caso de errores se pierde siempre una cantidad pequeña de caracteres, pues éstos se sincronizan y se transmiten de uno en uno. Bajo rendimiento de transmisión, dada la proporción de bits útiles y de bits de sincronismo, que hay que transmitir por cada carácter. Es un procedimiento que permite el uso de equipamiento más económico y de tecnología menos sofisticada. Se adecua más fácilmente en aplicaciones, donde el flujo transmitido es más irregular. Son especialmente aptos, cuando no se necesitan lograr altas velocidades.
La Detección de Errores Debido a los numerosos problemas a la hora de realizar la transmisión, es necesario utilizar técnicas que permitan detectar y corregir los errores que se hayan producido. Estas técnicas se basan siempre en la idea de añadir cierta información redundante a la información que desee enviarse. A partir de ella el receptor puede determinar, de forma bastante fiable, si los bits recibidos corresponden realmente al enviado. Algunos métodos son:
Paridad Uno de los métodos más comúnmente empleados para detectar errores, cuando el número de bits de información a transmitir es pequeño y la probabilidad de que ocurra un error es baja, es el uso de un bit adicional de paridad por elemento transmitido. Puede conseguirse una importante mejora añadiendo un segundo grupo de bits de paridad, como puede verse en la siguiente tabla. Para ello deben agruparse los datos en bloques y aplicar el control de paridad a dos dimensiones (filas y columnas). Para cada carácter se añade un bit de paridad, como en el caso anterior. Además, se genera un bit de paridad para cada posición de bit a través de todos los caracteres. Es decir, se genera un carácter adicional en que el i-ésimo bit del carácter es un bit de paridad para el i-ésimo bit de todos los caracteres en el bloque.
Códigos de redundancia cíclica Los códigos de redundancia cíclica, también conocidos como códigos polinomiales constituyen el método de detección de errores más empleado en comunicaciones. Se utiliza con esquemas de transmisión orientados a tramas (o bloques). Permiten sustanciales mejoras en fiabilidad respecto a los métodos anteriores, siendo a la vez una técnica de fácil implementación. Imponiendo condiciones bastante simples sobre los polinomios divisores es posible detectar un gran número de errores. Existen tres polinomios G(x) que se han convertido en estándares internacionales. CRC-12 X12 + x11 + x3 + x2 + x +1 CRC-16 X16 + x15 + x2 + 1 CRC-CCITT X16 + x12 + x5 + 1
Con secuencias de control de 16 bits, utilizando los polinomios CRC-16 y CRC-CCITT es posible detectar todos los errores simples y los dobles, todos los que afectan a un número impar de bits, todos los errores tipo ráfaga de 16 bits o menores, el 99,997% de errores ráfaga de 17 bits y el 99.998% de los de 18 bits y mayores.
Compresión de Datos ¿Para qué se comprimen datos? Actualmente, el poder de procesamiento de los procesadores se incrementa más rápido que la capacidad de almacenamiento y es más veloz que los anchos de banda de las redes, porque estos últimos requieren cambios enormes en las infraestructuras de telecomunicación. Por lo tanto, para compensar esto, es más común el procedimiento de reducir el tamaño de los datos al explotar el poder de procesamiento de los procesadores, que incrementar la capacidad de almacenamiento y de transmisión de datos.
¿Qué es la compresión de datos? La compresión consiste en reducir el tamaño físico de bloques de información. Un compresor se vale de un algoritmo que se utiliza para optimizar los datos al tener en cuenta consideraciones apropiadas para el tipo de datos que se van a comprimir. Por lo tanto, es necesario un descompresor para reconstruir los datos originales por medio de un algoritmo opuesto al que se utiliza para la compresión. El método de compresión depende intrínsecamente del tipo de datos que se van a comprimir: no se comprime una imagen del mismo modo que un archivo de audio.
Caracterización de la compresión La compresión se puede definir por el factor de compresión, es decir, el número de bits de la imagen comprimida dividido por el número de bits de la imagen original. El radio de compresión, que se utiliza con frecuencia, es lo contrario al factor de compresión; por lo general, se expresa como porcentaje. Por último, la ganancia de compresión, que también se expresa como porcentaje, equivale a 1 menos el radio de compresión:
Los tipos y métodos de compresión La compresión física y lógica La compresión física actúa directamente sobre los datos; por lo tanto, es cuestión de almacenar los datos repetidos de un patrón de bits a otro. La compresión lógica, por otro lado, se lleva a cabo por razonamiento lógico al sustituir esta información por información equivalente.
La compresión simétrica y asimétrica En el caso de la compresión simétrica, se utiliza el mismo método para comprimir y para descomprimir los datos. Por lo tanto, cada operación requiere la misma cantidad de trabajo. En general, se utiliza este tipo de compresión en la transmisión de datos.
La compresión asimétrica requiere más trabajo para una de las dos operaciones. Es frecuente buscar algoritmos para los cuales la compresión es más lenta que la descompresión. Los algoritmos que realizan la compresión de datos con más rapidez que la descompresión pueden ser necesarios cuando se trabaja con archivos de datos a los cuales se accede con muy poca frecuencia (por razones de seguridad, por ejemplo), ya que esto crea archivos compactos.
La compresión con pérdida La compresión con pérdida, a diferencia de la compresión sin pérdida, elimina información para lograr el mejor radio de compresión posible mientras mantiene un resultado que es lo más cercano posible a los datos originales. Es el caso, por ejemplo, de ciertas compresiones de imágenes o de sonido, como por ejemplo los formatos MP3 o el Ogg Vorbis. Como este tipo de compresión elimina información que está contenida en los datos que se van a comprimir, por lo general se habla de métodos de compresión irreversible. Los archivos ejecutables, por ejemplo, no pueden comprimirse mediante este método, porque necesitan especialmente preservar su integridad para poder
ejecutarse. De hecho, es inconcebible reconstruir un programa omitiendo y después agregando bits. Por otro lado, los datos multimedia (audio, video) pueden tolerar un cierto nivel de degradación sin que los órganos sensoriales (el ojo, el tímpano, etc.) distingan alguna degradación importante.
La codificación adaptativa, la semiadaptativa y la no adaptativa Algunos algoritmos de compresión están basados en diccionarios para un tipo específico de datos: éstos son codificadores no adaptativos. La repetición de letras en un archivo de texto, por ejemplo, depende del idioma en el que ese texto esté escrito. Un codificador adaptativo se adapta a los datos que va a comprimir. No parte de un diccionario ya preparado para un tipo de datos determinado. Un codificador semiadaptativo crea un diccionario según los datos que va a comprimir: crea el diccionario mientras analiza el archivo y después lo comprime.
http://blogjosenievesmiguelcasadiegouft.blogspot.com/2017/09/transmision-de-datosunidad-iii-y-iv.html
Circuitos de Control
Dispositivo de Control Un aparato electrónico (o dispositivo) consiste en una combinación de componentes electrónicos organizados en circuitos, destinados a controlar y aprovechar las señales eléctricas. Un dispositivo de control es un aparato eléctrico o electrónico que sirve para transmitir órdenes de control a los aparatos que lo soporten. Un sistema está integrado por una serie de elementos que actúan conjuntamente y que cumplen un cierto objetivo. Los elementos que componen un sistema no son independientes, sino que están estrechamente relacionados entre sí, de forma que las modificaciones que se producen en uno de ellos pueden influir en los demás.
Conmutación La Conmutación se considera como la acción de establecer una vía, un camino, de extremo a extremo entre dos puntos, un emisor (Tx) y un receptor (Rx) a través de nodos o equipos de transmisión. La conmutación permite la entrega de la señal desde el origen hasta el destino requerido.
Conmutación de Circuitos En la conmutación de circuitos los equipos de conmutación deben establecer un camino físico entre los medios de comunicación previa a la conexión entre los usuarios. Este camino permanece activo durante la comunicación entre los usuarios, liberándose al terminar la comunicación. Ejemplo: red telefónica conmutada. Su funcionamiento pasa por las siguientes etapas: solicitud, establecimiento, transferencia de datos y liberación de conexión.
Ventajas La transmisión se realiza en tiempo real, siendo adecuado para comunicación de voz y video. Acaparamiento de recursos. Los nodos que intervienen en la comunicación disponen en exclusiva del circuito establecido mientras dura la sesión. No hay contención. Una vez que se ha establecido el circuito las partes pueden comunicarse a la máxima velocidad que permita el medio, sin compartir el ancho de banda ni el tiempo de uso. El circuito es fijo. Dado que se dedica un circuito físico específicamente para esa sesión de comunicación, una vez establecido el circuito no hay pérdidas de tiempo calculando y tomando decisiones de encaminamiento en los nodos intermedios. Cada nodo intermedio tiene una sola ruta para los paquetes entrantes y salientes que pertenecen a una sesión específica.
Simplicidad en la gestión de los nodos intermedios. Una vez que se ha establecido el circuito físico, no hay que tomar más decisiones para encaminar los datos entre el origen y el destino.
Desventajas
Retraso en el inicio de la comunicación. Se necesita un tiempo para realizar la conexión, lo que conlleva un retraso en la transmisión de la información. Acaparamiento (bloqueo) de recursos. No se aprovecha el circuito en los instantes de tiempo en que no hay transmisión entre las partes. Se desperdicia ancho de banda mientras las partes no están comunicándose. El circuito es fijo. No se reajusta la ruta de comunicación, adaptándola en cada posible instante al camino de menor costo entre los nodos. Una vez que se ha establecido el circuito, no se aprovechan los posibles caminos alternativos con menor coste que puedan surgir durante la sesión. Poco tolerante a fallos. Si un nodo intermedio falla, todo el circuito se viene abajo. Hay que volver a establecer conexiones desde el principio. Este método era el usado por los sistemas telegráficos, siendo el más antiguo que existe. Para transmitir un mensaje a un receptor, el emisor debe enviar primero el mensaje completo a un nodo intermedio el cual lo encola en la cola donde almacena los mensajes que le son enviados por otros nodos. Luego, cuando llega su turno, lo reenviará a otro y éste a otro y así las veces que sean necesarias antes de llegar al receptor. El mensaje deberá ser almacenado por completo y de forma temporal en el nodo intermedio antes de poder ser reenviado al siguiente, por lo que los nodos temporales deben tener una gran capacidad de almacenamiento. Esto es lo que se llama funcionamiento "almacenar y reenviar" (store and forward).
Conmutación de Mensajes Este método era el usado por los sistemas telegráficos, siendo el más antiguo que existe. Para transmitir un mensaje a un receptor, el emisor debe enviar primero el mensaje completo a un nodo intermedio el cual lo encola en la cola donde almacena los mensajes que le son
enviados por otros nodos. Luego, cuando llega su turno, lo reenviará a otro y éste a otro y así las veces que sean necesarias antes de llegar al receptor. El mensaje deberá ser almacenado por completo y de forma temporal en el nodo intermedio antes de poder ser reenviado al siguiente, por lo que los nodos temporales deben tener una gran capacidad de almacenamiento. Esto es lo que se llama funcionamiento "almacenar y reenviar" (store and forward). Ventajas Se multiplexan mensajes de varios procesos hacia un mismo destino, y viceversa, sin que los solicitantes deban esperar a que se libere el circuito. El canal se libera mucho antes que en la conmutación de circuitos, lo que reduce el tiempo de espera necesario para que otro remitente envíe mensajes. No hay circuitos ocupados que estén inactivos. Mejor aprovechamiento del canal. Si hay error de comunicación se retransmite una menor cantidad de datos. Desventajas Se añade información extra de encaminamiento (cabecera del mensaje) a la comunicación. Si esta información representa un porcentaje apreciable del tamaño del mensaje el rendimiento del canal (información útil/información transmitida) disminuye. Mayor complejidad en los nodos intermedios: Ahora necesitan inspeccionar la cabecera de cada mensaje para tomar decisiones de encaminamiento. También deben examinar los datos del mensaje para comprobar que se ha recibido sin errores. También necesitan disponer de memoria (discos duros) y capacidad de procesamiento para almacenar, verificar y retransmitir el mensaje completo. Sigue sin ser viable la comunicación interactiva entre los terminales. Si la capacidad de almacenamiento se llena y llega un nuevo mensaje, no puede ser almacenado y se perderá definitivamente. Un mensaje puede acaparar una conexión de un nodo a otro mientras transmite un mensaje, lo que lo incapacita para poder ser usado por otros nodos. Es lenta.
Conmutación de paquetes El emisor divide los mensajes a enviar en un número arbitrario de paquetes del mismo tamaño, donde adjunta una cabecera y la dirección origen y destino así como datos de control que luego serán transmitidos por diferentes medios de conexión entre nodos temporales hasta llegar a su destino. Este método de conmutación es el que más se utiliza en las redes de ordenadores actuales. Al igual que en la conmutación de mensajes, los nodos temporales almacenan los paquetes en colas en sus memorias que no necesitan ser demasiado grandes.
Señalización
En las telecomunicaciones, signalización o señalización tiene los siguientes significados: 1. El uso de señales para el control de las comunicaciones. 2. El intercambio de información relativo al establecimiento y control de un circuito de telecomunicación1 y la gestión de la red, a diferencia de la transferencia de información al usuario. 3. El envío de una señal desde el extremo de transmisión de un circuito de telecomunicación para informar a un usuario en el extremo receptor que se va a enviar un mensaje.
Señalización en Banda y Fuera de Banda En la Red Telefónica Conmutada la señalización en banda es el intercambio de información de control de llamadas dentro del mismo canal que usa la llamada telefónica. Un ejemplo de esta señalización es la marcación por tonos la cual es usada en las líneas telefónicas de los suscriptores. La señalización fuera de banda, por el contrario, requiere un canal dedicado separado. Esta señalización ha sido empleada desde el surgimiento del sistema de señalización n° 6 en el año 1970 y en su sucesor, el SS7, el cual, desde entonces, se convirtió en el estándar de señalización en la mayoría de las centrales telefónicas. Los canales telefónicos analógicos, por lo general tienen asignado un ancho de banda de 0 a 4 Khz. (aunque la voz humana sobrepase los 12 KHz.) y la señalización R-1 entre Switches se hacía por medio de frecuencia que en Europa era de 2400 Hz. y en Norte América de 2600 Hz. Quedando dentro del ancho de banda del canal. Cuando el ancho de banda del canal era de 0 a 3KHz. se usaba la frecuencia de 3825 Hz. quedando ésta fuera del ancho de banda de canal, por eso se llamaban señalización dentro y fuera de banda.
Señalización de línea, Frente a Señalización de Registro La señalización de línea se refiere a la transmisión de información sobre el estado de la línea o canal, como el teléfono colgado, descolgado, la corriente de timbre y el rellamado. A mediados del siglo 20, las señales de supervisión sobre líneas troncales de larga distancia en América del Norte eran por lo general dentro de banda, por ejemplo, en la frecuencia de 2600 Hz, lo que exige un filtro elimina banda para evitar interferencias. A finales del siglo 20, todas las señales de supervisión estaban fuera de banda. Con el advenimiento del sistema de portadora-E, las señales de supervisión se llevan por señalización de bit robado u otros bits en la portadora-E destinada a la señalización. La señalización de registro tiene que ver con la transmisión de información de direccionamiento, tales como los números telefónicos de origen y destino. En los primeros días de la telefonía, en las centrales telefónicas operadas por telefonistas, la información de direccionamiento se suministraba en forma hablada, mientras que en la primera mitad del siglo 20, esta información era provista por un teléfono con un disco de marcar, que divide la corriente de línea en pulsos, cuyo número transporta la dirección. Por último, a partir de la segunda mitad del siglo, la señalización de dirección es por marcación por tonos.
Clasificación Cada sistema de señalización puede ser caracterizado según los criterios de clasificación anteriores. He aquí algunos ejemplos:
El sistema de marcación de tonos o DTMF el cual es un sistema de señalización de registro asociada al canal, en banda. El sistema SS7 que es un sistema fuera de banda de señalización de canal común, que incorpora tanto la señalización de línea como de registro. El sistema de impulso de tarificación que consiste, dependiendo del país, del envío de pulsos de 50 Hz, 12 kHz o 16 kHz por la central telefónica a los teléfonos públicos.
Es una señalización asociada al canal y fuera de banda ya que no se halla dentro de la gama de frecuencias vocales utilizadas en telefonía, que están entre 300 y 3400 Hz. Señalización E y M que es un sistema de señalización fuera de banda asociado al canal. La base del sistema está pensada para la señalización de la línea, pero si se utilizan pulsos decádicos también puede transmitir información de registro. Este sistema por lo general se combina con la señalización de registro de marcación por tonos. El sistema de señalización L1, que emplea típicamente un tono de 2280 Hz tono de diversas duraciones, es un sistema de señalización asociada al canal dentro de banda como era el sistema SF de 2600 Hz utilizado anteriormente por Bell System en Estados Unidos. Los sistemas de señalización de corriente continua como señalización por corriente de bucle,3 inversión de batería y pulso reversible, los cuales son por definición fuera de banda, y todos son asociados al canal, ya que estas señales están en los hilos por donde se transmite la voz. Aunque que los sistemas de señalización de canal común están fuera de banda, por definición, y los sistemas de señalización dentro de banda son también necesariamente asociados de canal, el ejemplo de impulso de tarificación anteriormente mencionado demuestra que existen sistemas de señalización de canal asociado que están fuera de banda.
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