1. Apuntes de algunos temas
comunes de los módulos
IMSRL y RAL
Teleinformática.
Conceptos básicos
José A. Cortijo Leno
Administración de Sistemas Informáticos. IES Augustóbriga. Navalmoral de la Mata (Cáceres)
2. Ha sido mucho tiempo el que he invertido “cocinando este plato”. Espero que te guste y que sepas sacarle
todo su sabor. Con él podrás seguir con mayor facilidad las explicaciones al no tener que tomar apuntes
durante las clases.
La documentación de este capítulo procede de los medios que tú también tendrás que utilizar,
irremediablemente, para mantenerte al día de los continuos avances informáticos: libros, páginas de
Internet y artículos de revistas informáticas.
Muchos libros tienen una pequeña dedicatoria y este “plato”, por el interés y tiempo que he pasado
“delante de los fogones”, no iba a ser menos. Por tanto, se lo dedico a Conchi, Belén y Sandra; “mis
mujeres”.
Índice
Tema 1. Conceptos eléctricos............................................................... 3
Tema 2. Conceptos de teleinformática ................................................. 9
Tema 3. Tipos de transmisión de datos .............................................. 19
Tema 4. La modulación...................................................................... 23
Tema 5. La multiplexación................................................................. 33
Tema 6. Medios de transmisión de datos ........................................... 41
Tema 7. Tratamiento de errores ......................................................... 49
Tema 8. Modelo de referencia OSI .................................................... 59
Tema 9. Nivel de enlace de datos....................................................... 65
Tema 10. Protocolos orientados al carácter........................................ 73
Tema 11. Protocolos orientados al bit ................................................ 79
Tema 12. Nivel de red ........................................................................ 87
3. José A. Cortijo Leno
TEMA: CONCEPTOS ELÉCTRICOS
1
Campo y potencial eléctrico
__________________________________________________
Campo eléctrico
Se dice que existe campo eléctrico cuando una carga puede ejercer
una fuerza de atracción o repulsión sobre otra.
Supongo que en las clases de física ya te decían que cargas de
distinto signo se atraen y que las cargas del mismo signo se repelen.
Por tanto, los dibujos aclaratorios te resultarán muy familiares.
Potencial eléctrico
Es la energía que se ha de suministrar a una carga para trasladarla desde un punto a otro cualquiera
del espacio.
Si deseamos hacer esto sobre un conductor eléctrico, es necesario que entre sus extremos exista
una diferencia de potencial. Esta diferencia de potencial se mide en voltios.
¿Pero qué quiere decir exactamente el primer párrafo de este apartado? Supongo que a lo largo de
tu vida has encendido una pequeña bombilla de 1’5 voltios con ayuda de una pila y un cable. Si el
cable que utilizaste, en lugar de tener unos centímetros, lo sustituimos por otro que tenga unos
cuantos kilómetros, la bombilla ni se encenderá. Es decir, necesitamos una mayor diferencia de
potencial (energía) entre los extremos del cable para poder trasladar los electrones (cargas
eléctricas) desde un punto a otro.
Los físicos que inicialmente estudiaban la
electricidad, se percataron que cada vez que
encendían o apagaban determinados
dispositivos eléctricos, la flecha de las
brújulas se movía levemente. Esto hizo
suponer que las cargas en movimiento
generan un campo magnético.
Efectivamente, esto es así.
Uno de los primeros experimentos que
realizaron fue el de colocar sobre un papel
limaduras de hierro; luego el papel era
atravesado por un hilo metálico por el que
circulaba corriente eléctrica. Se observaba
que las limaduras de hierro se orientaban
circularmente alrededor del hilo debido al
campo magnético que se generaba alrededor
del cable.
Tema: Conceptos eléctricos - Página 3 (de 94)
4. José A. Cortijo Leno
Otro sencillo experimento que tú mismo puedes
realizar en casa para comprobar que la corriente
eléctrica genera un campo magnético es un
electroimán. Solo necesitas un clavo, un fino y largo
hilo de cobre con aislante y una pila de 1’5 voltios.
Constrúyelo siguiendo el esquema de la figura.
Luego, observa cómo al unir los extremos del cable a
la pila el clavo es capaz de atraer pequeños objetos
metálicos como llaves.
2
Tipos de corriente
__________________________________________________
Si atendemos al sentido en el que circulan los electrones
(cargas eléctricas) por un conductor podemos encontrar
dos tipos de corriente eléctrica:
Corriente continua
Es aquella en la que el sentido de los electrones es
siempre el mismo.
Corriente alterna
Es aquella en la que el sentido de los electrones
no es siempre el mismo.
También podemos definir la corriente continua variable. Aquella en la que el sentido de los electrones es
siempre el mismo pero no constante. Representada en un gráfico presentaría subidas y bajadas de tensión.
Algunas corrientes eléctricas repiten un determinado número de veces por segundo una señal de forma
constante (ciclo). La frecuencia de una corriente eléctrica, precisamente, hace referencia al número de
veces que dicho ciclo se repite por segundo y se mide en hercios, hertz o Hz.
Por ejemplo, cuando llegues a casa fíjate en el contador de la luz. Además del voltaje y los amperios
(términos que también te voy a explicar) te encontrarás “50 HZ”. Esto quiere decir que la señal sinusoidal
(como la que aparece en la figura anterior) que llega a tu casa se repite 50 veces por segundo. Muchos
relojes que se conectan a la red eléctrica contabilizan 50 ciclos para avanzar 1 segundo el segundero.
Mucha atención a esto, porque si viajas a un país extranjero en donde la frecuencia de la red eléctrica es
de 60 Hz y te compras un reloj de este tipo para traértelo a España, cuando lo conectes a la red eléctrica el
reloj se retrasará. ¿Sabes ahora por qué?
3
Ley de OHM
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Ya en el primer punto, cuando se definió potencial eléctrico, dije que un conductor eléctrico podía
transportar cargas eléctricas o electrones sólo si entre sus extremos existía una diferencia de potencial; y
que dicha diferencia de potencial se medía en voltios.
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5. José A. Cortijo Leno
Pues bien, antes de comenzar a explicar la ley de OHM
imagina un circuito de agua como el que se muestra en la
figura: se trata de un tubo de vidrio en forma de “U” con
agua en su interior y una llave de paso. Podemos imaginar
lo siguiente:
1. En caso de que la altura del agua sea diferente en
los extremos del tubo, al abrir la llave existe
corriente de agua.
2. Si la altura del agua es idéntica en los extremos del
tubo no existe corriente de agua al abrir la llave.
Por tanto, la corriente de agua depende:
1. De la diferencia de altura del agua.
2. De la apertura de la llave.
También puedes deducir que si mueves el circuito de agua de izquierda a derecha, manteniendo la llave
abierta, la corriente de agua puede ser “alterna”. Es decir, el agua circulará de izquierda a derecha y en
ocasiones de derecha a izquierda.
Para el fenómeno eléctrico sería prácticamente lo mismo. Si
suponemos que existe un generador para mantener constante la
diferencia de potencial podemos deducir que la intensidad
(cantidad de electrones) o corriente que existe en un circuito es la
siguiente:
I=V/R
Observando el circuito de la derecha podemos deducir lo
siguiente:
1. Si la resistencia es infinita (circuito abierto) no existe
corriente eléctrica. Igual que cuando en el circuito de agua la llave estaba cerrada.
2. Si la resistencia es cero (corto circuito o camino conductivo) circularía la máxima cantidad de
corriente eléctrica que el generador fuese capaz de generar. Igual que cuando en el circuito de
agua la llave se abría al máximo.
En fin, para que no olvides nunca la ley de OHM (I=V/R) sólo tienes que recordar el primer circuito de
agua que hemos diseñado y luego sustituir en el circuito eléctrico los términos que a continuación se
relacionan:
CIRCUITO DE AGUA CIRCUITO ELÉCTRICO
Diferencia de agua Diferencia de potencial (Voltios)
Agua Carga eléctrica (electrones)
Corriente de agua Corriente eléctrica (Amperios)
La llave La resistencia del circuito (Ohmios)
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6. José A. Cortijo Leno
4
Inducción electromagnética
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Hasta ahora hemos visto cómo la corriente eléctrica es capaz de generar un campo magnético. Pero, ¿el
caso inverso es posible? Es decir, ¿puede un campo magnético generar una corriente eléctrica? La
respuesta es sí.
Un ejemplo de esto último es el sistema de
funcionamiento de una dinamo. Sí, ese aparatito
que encuentras en algunas bicicletas y con el que
es posible encender bombillas.
El esquema de una dinamo lo encuentras en la
figura de la derecha. Debido a que el
enrollamiento de cobre gira en el interior de un
campo magnético (cuando la parte superior se
encuentra en contacto con la rueda de la
bicicleta), las espiras se ven sometidas a una
continua variación del flujo magnético. Esta
variación de flujo magnético sobre el
conductor es la que provoca la aparición de la
corriente eléctrica. En concreto, se genera una diferencia de potencial en los extremos del enrollamiento
de cobre. Es más, como puedes imaginar, debido a que los electrones se mueven en un sentido y en
ocasiones en otro la corriente eléctrica que se genera es alterna.
Antes de definir qué es la inducción electromagnética, vamos a analizar qué ocurre en una bañera que está
llena de agua y en la que en un extremo agitamos el agua y en el otro se encuentra un trozo de corcho.
SI AGITAMO EL AGUA …
Parte izquierda Parte derecha (corcho)
El agua se mueve El corcho se mueve
Olas grandes (amplitud) Olas más pequeñas
Se producen X olas por minuto Esta frecuencia se mantiene
La mano sube y baja (fase) No se mantiene la fase
Imagina ahora unos circuitos cerrados de la siguiente forma:
SI EN “A” CIRCULA CORRIENTE …
CIRCUITO “A” CIRCUITO “B”
Corriente Corriente
Amplitud (voltaje) Amplitud menor
Frecuencia Se mantiene
Fase No se conserva
Tema: Conceptos eléctricos - Página 6 (de 94)
7. José A. Cortijo Leno
En el dibujo anterior, cuando el circuito con generador de corriente lo ponemos en marcha, éste generará
un campo magnético el cual generará otra corriente eléctrica en el circuito “B”.
Por tanto, la inducción electromagnética es la corriente eléctrica creada a través de un campo
magnético.
Otro ejemplo de un elemento cotidiano
en donde se puede apreciar este
fenómeno es el de los transformadores.
Éstos constan de dos circuitos cerrados.
Uno de ellos (primario) al conectarse al
enchufe de la red eléctrica genera un
campo magnético de flujo variable (no
olvides que la corriente de las casas es
alterna); y el otro circuito (secundario)
recibe una corriente eléctrica que puedes
utilizar para escuchar la radio, cargar el
teléfono móvil, etc. Normalmente en ese
circuito secundario la corriente eléctrica
es de menor voltaje que la del circuito
primario. Sin embargo, esto último
depende, fundamentalmente, del número de espiras que posean ambos circuitos.
5
Potencia
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Se trata de un término que hace referencia al consumo eléctrico. La fórmula que la define es: P = V · I.
¿Por qué es algo que quiero que conozcas? Para evitar que en alguna ocasión quemes la fuente de
alimentación de algún ordenador cuando instales en él nuevos elementos.
Para entender esto empecemos a comentar algo que alguna vez te habrá sucedido en casa. Sí, en invierno
llegas a casa, como no ves bien empiezas a encender todas las luces, como tienes frío empiezas a poner
calefactores eléctricos, pones la lavadora, … y luego, ¡zas! se va la luz. Esto sucede porque tienes
contratado con la compañía eléctrica un determinado consumo eléctrico y si lo sobrepasas el limitador
interrumpe el paso de corriente eléctrica.
¿Cómo saber cuál es el límite de aparatos eléctricos que puedes conectar? Para ello debes dirigirte al
contador de tu casa u observar qué voltaje tienes (normalmente 220 voltios) y los amperios que tienes
contratado (intensidad). Hecho esto sólo tienes que aplicar la fórmula anterior. Por ejemplo, si tienes 220
voltios y 15 amperios contratados, entonces: 220 X 15 = 3.300 watios de potencia. En resumen, mira el
consumo eléctrico de cada dispositivo y ya te puedes hacer una idea de dónde se encuentra el límite.
Del párrafo anterior puedes deducir que cuando abras tu ordenador para instalar un lector de DVD, una
grabadora de DVD, un nuevo disco duro, etc. debes tener en cuenta su consumo eléctrico y hasta cuántos
watios puede suministrar tu fuente de alimentación. De lo contrario puedes quemarla.
He supuesto que sabes qué es la fuente de alimentación de un ordenador. Esa “cajita” interna a la que le
llega la corriente eléctrica por medio de un cable y que se encarga de transformar los 220 voltios del
enchufe a las distintas tensiones eléctricas que necesitan los distintos elementos del ordenador.
Tema: Conceptos eléctricos - Página 7 (de 94)
8. José A. Cortijo Leno
Conclusiones
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De lo visto hasta ahora podemos sacar las siguientes conclusiones relacionadas con el módulo de redes:
1. Cuando quieras unir dos ordenadores entre sí, un ordenador con una báscula electrónica para
actualizar los precios de los productos, etc. no puedes utilizar un cable tan largo como desees.
Existen unas limitaciones en cuanto a la distancia para asegurar que los datos lleguen
correctamente. ¿No es algo que puede deducirse del primer punto “Campo y potencial eléctrico”?.
2. También, Si el cable con el que vas unir dos dispositivos, para comunicarlos, lo pasas cerca de
motores eléctricos que generan fuertes campos magnéticos, puede que la comunicación entre los
dos dispositivos falle más de lo previsto. Si has entendido la inducción electromagnética, puedes
suponer que el cable de comunicaciones puede recibir impulsos eléctricos que hagan irreconocible
el mensaje que se transmite desde un punto emisor hasta otro receptor.
Ejercicio
Elabora un electroimán siguiendo el esquema que aparece en la página número 2.
Tema: Conceptos eléctricos - Página 8 (de 94)
9. José A. Cortijo Leno
TEMA: CONCEPTOS DE TELEINFORMÁTICA
1
Teleinformática
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Es una técnica que está formada por la unión de otras dos: LA INFORMÁTICA y LAS
TELECOMUNICACIONES. Como puedes imaginar todo gira alrededor de la telecomunicación
informática.
Comenzaremos el estudio de esta técnica, o ciencia, con unas palabras de Luis Arroyo Galán, ingeniero
español inventor de la palabra telemática, que significa lo mismo:
“Una característica fundamental de la información, su validez o utilidad en función del
movimiento, va a motivar una nueva revolución industrial que como en la ocasión anterior, estará
condicionada por la disponibilidad de unos adecuados medios de transporte, entonces para
las materias primas y ahora para la información. La era informática sólo será posible cuando la
teleinformática se constituya en la forma primordial del tratamiento automático de la
información”.
Posteriormente, la palabra telemática vuelve a aparecer en el informe A. NORA Y A. MINE publicado
en 1978 a petición del Gobierno francés. Los autores comentan que la unión de la informática y las
telecomunicaciones hace nacer la TELEMÁTICA, la cual iba a representar un papel fundamental en la
evolución de nuestra sociedad, las condiciones de vida, el empleo, la cultura, etc.
Se trata de aunar las inmensas posibilidades de la informática en lo que se refiere a la capacidad de
tratamiento y almacenamiento de grandes cantidades de datos y de las telecomunicaciones como técnica
capaz de intercambiar información entre usuarios distantes por medio de señales electromagnéticas.
Como resultado de esta fructífera unión han nacido o se han desarrollado nuevas aplicaciones de todo
tipo y en los campos más diversos, y de las que pueden ser un buen ejemplo las consultas en tiempo real a
bancos de datos, las reservas de billetes de trenes y aviones, el control de dispositivos o de alarmas en
lugares remotos, la gestión de dinero electrónico mediante la utilización de tarjetas de crédito, etc.
Tema: Conceptos de Teleinformática - Página 9 (de 94)
10. José A. Cortijo Leno
La espina dorsal de la teleinformática está formada por las redes de transmisión de datos, las cuales
originalmente nacieron de la evolución de la Red Telefónica Conmutada (RTC). Recordemos como dato
histórico que el teléfono fue inventado por Alexander G. Bell en 1876.
Por último, una definición de teleinformática podría ser la siguiente: ciencia que estudia la conexión y la
comunicación entre procesos de datos.
2
Un poco de historia
__________________________________________________
Aunque puede considerarse que la transmisión de datos es algo tan antiguo como el telégrafo (1830), es a
partir de 1960 cuando verdaderamente se desarrolló la conexión de ordenadores (aparecen los primeros
módems), y hoy día la teleinformática puede considerarse como un bien de consumo más.
Uno de los primeros proyectos de importancia en el área de la teleinformática fue el SAGE (Service
Automatic Ground Environment) desarrollado por la U.S. Air Force en 1958. Es el primero en el que se
realiza la conexión de varios centros de tratamiento.
El Basic, primer lenguaje interactivo para comunicación con un ordenador fue desarrollado en 1961.
En 1962 se desarrolla el primer sistema operativo de carácter conversacional: el CTSS.
En el periodo 1962-64, ARPA (Advanced Research Projects Agency) potenció el desarrollo de la
teleinformática integrando redes de ordenadores. ¡Atención!, podemos considerar a ARPA como la
agencia creadora de lo que hoy día es Internet.
De 1965 a 1969 tiene lugar el desarrollo del proyecto MULTICS (Multiplexed Information and
Computing Service). Los desarrolladores imaginaron una inmensa máquina que ofrecía poder de cálculo
para todos los habitantes de Boston. El proyecto fracasó (ciencia ficción en aquella época).
En 1969 aparece el S.O. TSS desarrollado para el 360/67 que fue tal vez el primer sistema de tiempo real
de carácter comercial que recogía las ideas teóricas recogidas hasta la fecha.
Comenzamos la década de los 70. En la red ARPA se experimenta con los conceptos teóricos de redes de
computadores, proceso distribuido, teoría e implantación de protocolos, control de flujo, métodos de
encaminamiento, optimización topológica, etc. que marcan el comienzo de una nueva ciencia: la
teleinformática.
La primera red pública de conmutación de paquetes fue precisamente la Red Especial de Transmisión de
Datos (RETD) de Telefónica de España, que comenzó su operación en 1972.
La primera arquitectura de red formalmente concebida para sistemas distribuidos arranca en 1974 con el
SNA de IBM.
A la arquitectura SNA le sigue la DNA de Digital en 1976. En este mismo año se normaliza por el CCITT
las redes de conmutación de circuitos (X.21) y de conmutación de paquetes (X.25).
En 1977 la ISO (International Standard Organization, Organización Internacional para la Normalización)
crea un subcomité que inicia el estudio para la creación de un modelo de arquitectura de red que permita
la Interconexión de Sitemas Abiertos, ISA u OSI en su versión Inglesa.
Tema: Conceptos de Teleinformática - Página 10 (de 94)
11. José A. Cortijo Leno
El documento de referencia básica OSI fue publicado por ISO el 19 de octubre de 1984.
Aproximadamente idéntico texto fue aprobado por el CCITT, como la Recomendación X.200 [CCITT
84].
La década de los 80 marca un importante desarrollo de la teleinformática. La velocidad de los avances
tecnológicos, el avance espectacular de la microelectrónica y la demanda de una comunicación eficaz con
tiempos de respuesta reducidos generaron la aparición de redes cada vez más complejas.
En 1982 aparece el protocolo de comunicaciones TCP/IP en las versiones 4.1 Y 4.2 de UNIX/BSD. Dos
años más tarde este protocolo es adoptado por la red ARPANET.
En X.25 aparece una nueva versión en 1984, la que incorpora, entre otras novedades el concepto de
multienlace.
En la década de los 90 empiezan a implantarse líneas digitales para la transmisión de datos (RDSI), en
1990 ARPANET se disuelve dando lugar a lo que hoy conocemos como Internet ARPA.
A partir de este momento, y con el uso generalizado de Internet empieza una verdadera revolución en el
mundo de las telecomunicaciones: nuevos tipos de líneas para la transmisión de datos (ADSL), nuevas
compañías de telecomunicaciones, competencia entre ellas ofreciendo más velocidad y servicios por
menos precio, etc.
En fin, ya no se piensa en el ordenador como una máquina aislada para el tratamiento automático y
racional de información. Gracias al avance de la informática y al de las telecomunicaciones el ordenador
también es una máquina capaz de buscar y recibir información desde puntos muy remotos.
3
Transmisión de datos
__________________________________________________
Entendemos como transmisión de datos al movimiento de información que ha sido o va a ser procesada,
codificada generalmente en forma binaria, sobre algún sistema de transmisión eléctrica. Si la información
no ha sido ni va a ser procesada, tendremos transmisión telegráfica.
Será preciso, pues, la existencia de una fuente de datos, un destinatario de los mismos y un camino de
unión entre ambos.
Las técnicas y medios empleados para llevar a cabo esta transmisión varían en función de la distancia,
existiendo una clara frontera cuando ésta supera algunas decenas de metros, es decir, cuando traspasando
los límites de un Centro de Cálculo o de un edificio, es preciso recurrir a medios de Telecomunicación
públicos o privados. Este caso es el que nos ocupa y el que vamos a estudiar con algún detalle.
La siguiente figura representa los elementos que intervienen en un sistema de transmisión de datos entre
dos puntos “A” y “B”:
Tema: Conceptos de Teleinformática - Página 11 (de 94)
12. José A. Cortijo Leno
ETD.- Equipo Terminal de Datos. Cumple dos funciones básicas: ser fuente o destino final de los datos y
controlar la comunicación. Este concepto engloba tanto los normalmente llamados terminales más o
menos inteligentes como el más complejo ordenador.
ETCD.- Equipos de Terminación del Circuito de datos. Elemento de capital importancia, cuya misión
consiste en transformar las señales que representan la información a transmitir utilizadas por los ETD, en
otras que puedan ser enviadas hasta el ETD distante, mediante los medios de telecomunicación clásicos.
LÍNEA DE TRANSMISIÓN.- Conjunto de medios de transmisión.
ENLACE DE DATOS.- Unión de los ETD, ETCD y línea de transmisión que intervienen en una
transmisión de datos.
CIRCUITO DE DATOS.- Conjunto formado por los ETCD (módems) y la línea de transmisión. Su
misión es entregar en el interfaz receptor la misma señal o información que el ETCD origen recibió del
ETD origen mediante su correspondiente interfaz.
4
Organismos de normalización
__________________________________________________
Para que la comunicación entre diferentes sistemas informáticos sea posible, sea quien sea el fabricante
del mismo, es necesario seguir unas normas. Esta es la razón por la que surgieron sociedades encargadas
de establecer las normas que han de seguirse para hacer posible las comunicaciones.
Entre todos estos organismos citaremos:
ISO
International Organization for Standarization, Organización Internacional para la Normalización.
Organización internacional que tiene a su cargo una amplia gama de normas, incluidas aquellas
referidas a la conexión entre sistemas informáticos. ISO desarrolló el modelo de referencia OSI.
Modelo de referencia del que nos ocuparemos en un tema posterior.
CCITT
Comité Consultivo Internacional Telegráfico y Telefónico. Organización internacional
responsable por el desarrollo de estándares de comunicación. Actualmente ha pasado a llamarse
UIT-T.
Tema: Conceptos de Teleinformática - Página 12 (de 94)
13. José A. Cortijo Leno
UIT-T
Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT-T). Anteriormente el Comité Consultivo
Internacional Telegráfico y Telefónico (CCITT). Organismo internacional que desarrolla
estándares de comunicación.
IEEE
Instituto de Ingeniería Eléctrica y Electrónica. Organización profesional cuyas actividades
incluyen el desarrollo de estándares de comunicaciones y redes. Los estándares de LAN (en
español RAL) de IEEE son los estándares que predominan en las LAN de la actualidad.
ANSI
American Nacional Standard Institute, Instituto Nacional Americano de Normalización.
Organización voluntaria compuesta por empresas, organismos del gobierno y otros miembros que
coordinan las actividades relacionadas con estándares, aprueban los estándares nacionales de los
EE.UU. ANSI ayuda a desarrollar estándares de los EE.UU. e internacionales en relación con,
entre otras cosas, comunicaciones y redes de ordenadores. ANSI es miembro de la IEC (Comisión
Electrotécnica Internacional), y la ISO (Organización Internacional para la Normalización).
ETSI
European Telecommunications Standard Institute, Instituto de Telecomunicaciones Europeo para
la Normalización.
TIA
Asociación de la Industria de las Telecomunicaciones. Organización que desarrolla los estándares
que se relacionan con las tecnologías de telecomunicaciones. De forma conjunta, la TIA y la EIA
(Asociación de Industrias Electrónicas) han formalizado estándares para las características
eléctricas de la transmisión de datos.
EIA
Asociación de Industrias Electrónicas.
__________________________________________________
Es indudable que la evolución de la teleinformática se debe, fundamentalmente,
a la evolución de la informática, y ésta a la evolución de los ordenadores; no
olvidemos que es el elemento en el que se centra toda la actividad informática.
De la misma forma, la evolución de los ordenadores ha sido posible, entre otras cosas, a la
evolución que han ido experimentando los sistemas operativos, pues se trata del programa
más importante que hay dentro de un ordenador. Sin él, el ordenador ni arrancaría, y
mucho menos ejecutaría programa alguno.
Por tanto, y aunque el estudio de los sistemas operativos no sea el objetivo final de este
módulo, sí sería interesante que leyeras los siguientes documentos que adjunto al final de
este tema.
Tema: Conceptos de Teleinformática - Página 13 (de 94)
14. José A. Cortijo Leno
HISTORIA DE LOS SISTEMAS OPERATIVOS
La primera computadora digital fue diseñada por el matemático Charles Babbage (1792-1871). Aunque
gastó la mayor parte de su vida y de su fortuna intentando construir su “máquina analítica”, nunca la hizo
funcionar adecuadamente porque la tecnología de su época no podía producir las ruedas, levas,
engranajes, ... con la precisión que él necesitaba.
A finales del siglo XIX Hernan Hollerit utilizando tarjetas perforadas codificadas, impulsó la
construcción de máquinas destinadas a la elaboración de los censos. Fundó una compañía, que, al
fusionarse con otras dos, dio lugar a la International Bussines Machines más conocida por IBM.
Se considera a la computadora ENIAC (1946) como la primera fabricada con electrónica digital. Esta
computadora de 30 toneladas y 25 metros constaba de 18.000 válvulas, 70.000 resistencias, 7.500
interruptores y consumía 100 kW, por lo que necesitaba ventilación forzada para disipar la gran cantidad
de calor. En 1952 aparece la EDVAC. Fue desarrollada siguiendo el esquema propuesto por John von
Newman (memoria, unidad de control, UAL, y dispositivos periféricos).
La primera generación (1945-1955)
Las máquinas de la época eran enormes y llenaban cuartos enteros con decenas de miles de tubos de
vacío. Eran mucho más lentas que la computadora más barata que hay hoy en el mercado.
Toda la programación se realizaba en lenguaje máquina absoluto, a menudo alambrando tableros
“enchufables” para controlar las funciones básicas de la máquina. Los lenguajes de programación se
desconocían. Todavía no existía el lenguaje ensamblador.
Los “sistemas operativos” eran extraños. El usuario insertaba un tablero “enchufable” en la computadora
y pasaba las siguientes horas esperando que durante los cálculos no se fundieran ninguno de los 20.000
tubos de vacío (más o menos). Normalmente eran cálculos numéricos como la elaboración de las tablas de
senos y cosenos.
Al inicio de las década de 1950, la rutina de trabajo mejoró un poco con la introducción de las tarjetas
perforadas.
La segunda generación (1955-1965): transistores y sistemas de
lote
Con la aparición del transistor las computadoras se volvieron lo suficientemente fiables como para que
empezaran a venderse a clientes.
Estas máquinas se instalaban en cuartos de computadoras especialmente acondicionadas con aire. Sólo
oficinas principales del gobierno y universidades se podían permitir el lujo de pagar varios millones de
dólares.
El programador escribía el programa en papel (en FORTRAN o ensamblador), luego se perforaban las
tarjetas y luego se llevaban al cuarto de la computadora para que el operador lo ejecutara. Tras la
ejecución, éste iba al cuarto de la impresora a recoger los resultados. Luego, llevaba el resultado al
programador.
Tema: Conceptos de Teleinformática - Página 14 (de 94)
15. José A. Cortijo Leno
Dado el tiempo que se perdía con esta forma de trabajo aparece el sistema de lote. Es decir, los
programadores traen las tarjetas, se lee el lote de trabajo en cinta (computadora elemental), el operador
lleva la cinta de entrada a otra computadora especializada en cálculos quien graba los resultados en cinta,
la cinta de salida se lleva a otra computadora elemental que imprime los resultados.
La tercera generación (1965-1980): circuitos integrados y
multiprogramación
Los tiempos de espera en los proceso de entrada y salida ocupan el 80 ó 90% del tiempo, manteniéndose
la CPU sin actividad. Para evitar esto aparece la multiprogramación. Si se ponían varios trabajos en la
memoria central, la CPU podía mantenerse ocupada casi el 100% del tiempo.
En esta década de 1960 Bell Laboratorios y General Electric decidieron embarcarse en el desarrollo de la
computadora de servicio público, máquina que soportaría a miles de usuarios simultáneos de tiempo
compartido. Los diseñadores de este sistema conocido como MULTICS (Multipexed information and
computing service, información multicanalizada y servicio de computación). Este proyecto fracasó.
En esta generación aparecen las minicomputadoras como la DEC PDP-1. Tenía sólo 4K de palabras de 18
bits, pero a 120.000 dólares (menos del 5% de una IBM 7094) se vendían como “pan caliente”. Luego se
fabricaron otras PDP culminando en la PDP-11
Uno de los científicos de computación de Bell Laboratories que había trabajado en el proyecto
MULTICS, Ken Thompson, halló después una PDP-7 que nadie utilizaba y empezó a escribir una versión
de MULTICS para un usuario. Brian Kernighan dudaba de este sistema UNICS (Uniplexed information
and computing service, información unicanalizada y servicio de computación) pero su ortografía se
cambió posteriormente por UNIX.
Después, otro científico de Bell Laboratories, Dennis Ritchie, unió esfuerzos con Thompson para
reescribir el sistema en un lenguaje de alto nivel llamado C, diseñado y desarrollado por Ritchie. Bell
Laboratories dieron licendia UNIX para universidades casi gratuitamente.
La cuarta generación (1980-1995): computadoras personales
Con la creación de los circuitos LSI (alta escala de integración) chips que contienen miles de transistores
en un centímetro cuadrado comienza la era de las computadoras personales.
Son dos los sistemas operativos los que dominan la escena de estas computadoras: MS-DOS “escrito” por
Microsoft, para la IBM-PC y otras máquinas que utilizan la CPU de Intel 8088 y sus sucesores, y UNIX,
que domina en las computadoras personales mayores que hacen uso de la familia de CPU Motorota
68000. Quizás sea irónico que el descendiente directo de MULTICS, diseñado para proporcionar un
servicio de computación gigantesco, se haya vuelto tan popular en las computadoras personales, pero
muestra principalmente lo bien pensadas que fueron las ideas de MULTICS y UNIX. Aunque la versión
inicial de MS-DOS era relativamente primitiva, versiones posteriores ha incluido más y más
características de UNIX, lo que no es totalmente sorprendente dado que Microsoft era un proveedor
importante de UNIX, que usa el nombre comercial de XENIX (Marca registrada).
Un avance interesante que empezó a tomar su sitio a mediados de la década de 1980 es el desarrollo
de redes de computadoras personales en donde se ejecutan sistemas operativos en red y sistemas
operativos distribuidos.
Tema: Conceptos de Teleinformática - Página 15 (de 94)
16. José A. Cortijo Leno
En un sistema operativo en red, los usuarios tienen conocimiento de la existencia de múltiples
computadoras y pueden ingresar en máquinas remotas y reproducir archivos de una máquina a la otra.
Cada máquina ejecuta su sistema operativo local y tiene un usuario propio (o usuarios).
En cambio, un sistema operativo distribuido, es aquel que se presenta ante sus usuarios como un sistema
uniprocesador tradicional, aunque en realidad esté compuesto de múltiples procesadores. En un sistema
distribuido real, los usuarios no tienen conocimiento de dónde se están ejecutando sus programas o de
dónde están ubicado sus archivos; todo eso se debe manejar de forma automática y eficiente por medio
del sistema operativo.
La quinta generación (1995-…): sistemas operativos gráficos
Comienza el verdadero desarrollo de los sistemas operativos gráficos y sistema operativos para redes o
servidores.
En el momento actual Windows es el sistema operativo más utilizado en el mundo.
Creo que te resultarán familiares los sistemas operativos: Windows-95 (y su correspondiente revisión),
Windows-98 (y su correspondiente revisión W-98 SE), Windows Milllenuim, Windows 2000 Profesional
y Windows-XP Profesional. Estos dos últimos sistemas operativos son utilizados para ordenadores
personales y, también, pueden utilizarse como clientes de Windows 2000 Advanced Server y Windows
Server 2003 respectivamente.
En 1996 Microsoft es cuando saca al mercado su primer sistema operativo para servidores: Windows NT.
Es decir un sistema operativo capaz de controlas qué usuarios pueden entrar en la red, qué recursos
pueden utilizar y de qué forma, etc. A este sistema operativo, lleno de problema y errores, le sucedieron
varias revisiones hasta llegar a la 4.0, Windows 2000 Advanced Server y Windows Server 2003.
Es decir, estos sistemas operativos tratan de controlar la red de la misma forma que ya lo venía haciendo
el principal sistema operativo de la competencia: UNIX.
Tema: Conceptos de Teleinformática - Página 16 (de 94)
17. José A. Cortijo Leno
HISTORIA DE LINUX
En primer lugar diremos que UNIX es, para muchos “hackers”, el auténtico y único sistema operativo.
Por “hackers” queremos referirnos a programadores dedicados, por afición, a explotar sus ordenadores al
máximo, con resultados útiles para otras personas.
Linux es una versión de UNIX de libre distribución, inicialmente desarrollada por Linus Torvalds en la
Universidad de Helsinki, en Finlandia.
Inicialmente, sólo fue un proyecto de aficionado de Linus Torvalds. Se inspiraba en Minix. Un pequeño
UNIX desarrollado por Andrew S. Tanenbaum para que sus alumnos pudieran “ver” y “tocar” las
entrañas de un sistema operativo real. En su libro “SISTEMAS OPERATIVOS: Diseño e
Implementación”, año 1987 y en el que aparece todo el código de Minix, dice en la introducción:
“Sin su software, una computadora es básicamente un montón de hierros sin utilidad. Con su software, una
computadora puede almacenar, procesar y recuperar información, hallar errores de ortografía en manuscritos,
realizar juegos de vídeo y llevar a cabo muchas otras actividades importantes para justificar la inversión. El
software de la computadora puede dividirse de modo general en dos clases: los programas del sistema, que
manejan la operación de la computadora misma, y los programas de aplicación, que resuelven problemas de
sus usuarios. Lo más fundamental de todos los programas del sistema es el sistema operativo, que controla
todos los recursos de la computadora y ofrece la base sobre la cual pueden escribirse los programas de
aplicación.”
El 5 de Octubre de 1991, Linus anunció la primera versión “oficial” de Linux. Podía ejecutar el intérprete
de comandos y el gcc (compilador de C).
Linux, al igual que UNIX, es un sistema operativo multitarea y multiusuario. Esto quiere decir que
pueden trabajar varios usuarios simultáneamente en él, y que cada uno de ellos puede tener varios
programas en ejecución.
En 1984 aparece la organización FSF (Free Software Foundation), no lucrativa, con el fin de promover el
desarrollo de un sistema operativo UNIX de libre distribución. Este sistema se llamaría GNU (No UNIX).
La aportación clave de la FSF es la GPL (General Public License).
La GPL permite distribuir y usar el software sin cargo alguno. Sin embargo, también permite que una
persona y organización gane dinero distribuyendo el software. Cuando se venden programas GPL, el
distribuidor no puede poner ninguna restricción a la redistribución. Esto significa que si compramos un
programa GPL, podemos redistribuirlo gratis o cobrando una cantidad. Por último, el vendedor de
software GPL debe proporcionar, sin coste adicional, el código fuente para que cualquiera pueda
modificarlo a placer.
Con Linux, hay que olvidarse del concepto de desarrollo organizado. Linux es un sistema operativo hecho
por “hackers” de todo el mundo unidos por Internet. A través de Internet, cualquiera tiene oportunidad de
unirse al grupo y ayudar al desarrollo y depuración del núcleo.
Por regla general, hay una nueva versión del núcleo cada dos meses (a veces, cada menos tiempo). Esto
depende del número de errores a corregir y de la cantidad de información recibida de los usuarios.
Tema: Conceptos de Teleinformática - Página 17 (de 94)
19. José A. Cortijo Leno
TEMA: TIPOS DE TRANSMISIÓN DE DATOS
1
Codificación de la información en la transmisión en banda base
__________________________________________________
La transmisión en banda base es funcionalmente una técnica de transmisión de un solo canal. Se utiliza
una codificación directa para enviar la información digital. Eléctricamente, la banda base ocupa todo el
espectro de frecuencia que puede soportar el cable, por lo que en un momento dado una única señal de
información estará presente en el medio de transmisión.
Existen muchos códigos con los que es posible
representar la información binaria para su posterior
transmisión en banda base.
En la figura de la derecha puedes apreciar una
codificación simple de datos (con retorno a cero), un
código de no retorno a cero (NRZ), un código bifase
(como la codificación Manchester) y un código bifase
diferencial (el código Manchester diferencial).
Atendiendo al número de canales utilizados en el
medio de transmisión, podemos hablar de: transmisión
en banda base y transmisión en banda ancha.
TRANSMISIÓN EN BANDA BASE.- Un solo canal
para los datos, electrónica más simple (y barata) y mayor
velocidad de transmisión.
TRANSMISIÓN EN BANDA ANCHA.- Varios canales de transmisión sobre un mismo medio.
Por medio de transmisión se entiende el soporte físico utilizado para el envío de datos por la red. La
mayor parte de las redes existentes en al actualidad utilizan como medio de transmisión el cable de par
trenzado.
Ahora bien, además de la transmisión en banda base y banda ancha, hay muchos tipos de transmisión
datos. Todo depende de qué característica estemos observando en cada momento. Algunos de estos tipos
de transmisión son:
• Transmisión serie y paralela.
• Transmisión “símplex”, “semidúplex” y “dúplex”
• Transmisión síncrona y asíncrona
• Transmisión analógica y digital
Tema: Tipos de transmisión de datos - Página 19 (de 94)
20. José A. Cortijo Leno
2
Transmisión serie y paralela
__________________________________________________
Esta clasificación se realiza atendiendo al número de circuitos utilizados para transmitir los bits. O lo que
es lo mismo, cómo se secuencian los bits.
TRANSMISIÓN SERIE (o secuencial).-
Los bits se envían consecutivamente uno tras
otro. Ideal para enviar datos a gran distancia.
TRANSMISIÓN PARALELA.- Los bits de
una misma palabra o carácter se envían por
diferentes circuitos.
De lo anterior, podemos deducir que la transmisión paralela es más rápida que la transmisión serie.
3
Transmisión “símplex” “semidúplex” y “dúplex”
__________________________________________________
Esta clasificación se realiza atendiendo al sentido que siguen los datos.
“SÍMPLEX”.- La transmisión de
datos se realiza en un solo sentido,
sin posibilidad de efectuarse en el
opuesto. Es de uso poco común,
siendo un ejemplo característico la
captura de datos de medida de
variables, como la velocidad del
viento, etc.
“SEMIDÚPLEX”.- La transmisión
puede realizarse en los dos sentidos,
aunque no simultáneamente.
“DÚPLEX”.- La transmisión puede
efectuarse simultáneamente en los
dos sentidos.
Tema: Tipos de transmisión de datos - Página 20 (de 94)
21. José A. Cortijo Leno
4
Transmisión síncrona y asíncrona
__________________________________________________
Esta clasificación se realiza atendiendo al tipo de sincronismo utilizado.
Se llama sincronismo al proceso mediante el cual el emisor informa al receptor sobre los instantes de
transmisión de las señales transmitidas. En definitiva, se trata de sincronizar los relojes del emisor y del
receptor para evitar errores en la recuperación de los datos.
TRANSMISIÓN ASÍNCRONA.- Ha sido históricamente la primera en utilizarse. La técnica de la
transmisión asíncrona se muestra en la figura. El comienzo de un caráctesr se indica mediante un bit de
arranque (estado “0” suponiendo que se asocia el reposo al estado “1”). Seguidamente se envía el carácter
que según el tipo de código está constituido por un conjunto de 5 a 8 bits.
El carácter está seguido por una señal de parada cuya duración mínima puede ajustarse a 1, 1’5 ó 2 bits.
Lógicamente no se especifica duración máxima, puesto que el estado de la señal de parada es el mismo
que el de la de reposo.
TRANSMISIÓN SÍNCRONA.- Es una técnica más eficiente de transmisión. En ella no se envían bits de
arranque y de parada sino que la información de sincronismo se envía paralelamente a la señal de datos.
Tema: Tipos de transmisión de datos - Página 21 (de 94)
22. José A. Cortijo Leno
5
Transmisión analógica y digital
__________________________________________________
Esta clasificación se realiza atendiendo al tipo de señal utilizado. Hay dos tipos de señales eléctricas:
analógicas y digitales.
TRANSMISIÓN ANALÓGICA.- Se trata de
una señal que presenta una variación continua
con el tiempo y puede tomar infinitos valores
(la señal no presenta saltos).
TRANSMISIÓN DIGITAL.- La señal
presenta una variación discontinua con el
tiempo y sólo puede tomar ciertos valores
discretos (finitos). Su forma característica se
presenta en la figura. Este tipo de señal es la
utilizada para materializar la información
binaria codificada.
Una señal digital se llama ANISÓCRONA cuando los intervalos significativos no tienen ninguna
restricción. Es decir, los intervalos sucesivos pueden ser valores reales cualesquiera Observa la
siguiente figura.
Una señal digital se llama ISÓCRONA cuando los intervalos significativos son siempre múltiplos
enteros de un cierto valor T que es el intervalo mínimo (un bit).
Tema: Tipos de transmisión de datos - Página 22 (de 94)
23. José A. Cortijo Leno
TEMA: LA MODULACIÓN
1
El módem
__________________________________________________
En ocasiones, para poder transmitir los datos entre un punto y otro es necesario hacer uso de las líneas de
telecomunicaciones. Como es de imaginar, cuando la distancia entre estros puntos es muy grande.
Actuando como interfaz entre la línea y el terminal se sitúa el módem. Éste convierte (“modula”) la señal
digital emitida por el terminal origen, en una señal aceptable por la compañía de telecomunicaciones.
Después en el otro extremo de la línea, el módem reconvierte ( o “remodula”) la señal a su forma original
para entregarla al terminal receptor.
Resumiendo, las señales u ondas con las que trabaja un ordenador han de transformarse en otras que sí
puedan circular por el medio de transmisión.
2
La onda
__________________________________________________
Una onda de telecomunicaciones tiene tres características principales:
amplitud, frecuencia y fase. Un cambio realizado a cualquiera de estas
características puede utilizarse para poder codificar en ella información.
Esta operación recibe el nombre de modulación.
Antes de continuar veamos qué es lo que representa cada una de estas
tres características.
Amplitud
Es la altura de la onda, la variación por encima o por debajo de la línea de equilibrio. La amplitud
es una medición del voltaje o corriente.
Frecuencia
La frecuencia de una onda portadora es el número de ciclos transmitidos durante alguna unidad de
tiempo. En comunicaciones, dicha unidad de tiempo es generalmente un segundo (ciclos por
segundo).
Fase
Indica el punto al que ha avanzado la onda con respecto a otro de referencia.
Tema: La modulación - Página 23 (de 94)
24. José A. Cortijo Leno
3
Primer ejemplo de modulación
__________________________________________________
Tomemos una señal digital que refleje algún valor binario (datos o señal moduladora), y veamos el
aspecto que puede tener nuestra onda (señal modulada) después de haber variado alguna de las
características de la portadora (señal sobre la que vamos a realizar los cambios).
La señal ASK es la onda resultante después de haber variado la amplitud de la portadora. Aquí un bit “1”
se representa por la misma amplitud que la onda portadora; pero el bit “0” se representa con una amplitud
que es justo la mitad de la portadora.
La señal FSK muestra la onda portadora después de variar la frecuencia. Aquí un bit “1” se representa
duplicando la frecuencia de la portadora y un bit “0” manteniendo su frecuencia.
En la señal PSK se varía la fase, permaneciendo constantes la amplitud y la frecuencia. Se mantiene la
fase de la portadora para codificar el “1” y se utiliza un desfase de π radianes para codificar el “0”.
Al analizar la onda de telecomunicaciones dijimos que la frecuencia es una medida del número de ciclos
por segundo. Existe otro término que indica ciclos por segundo, el hercio o hertz, que se abrevia como
Hz. Por ejemplo, cuando si se habla de 1.000 ciclos por segundo, también puede decirse 1000 hercios,
hertz o, mejor, 1 Kilohertz (1Khz).
Tema: La modulación - Página 24 (de 94)
25. José A. Cortijo Leno
4
Concepto de baudio
__________________________________________________
En el entorno de las comunicaciones, oiremos a veces el término “baudio”, utilizado para describir la
velocidad de transmisión o “velocidad de línea”. Esta palabra es una españolización de de Baudot,
nombre de un directivo del Servicio de Telégrafos francés, y tanto “baudio” como “código Baudot” son
términos en su honor, por el plan de codificación del que es autor.
El baudio es la duración (en segundos) de la señal de transmisión más breve que puede aceptar un
canal de comunicación.
Los baudios de una línea de comunicación expresan el número máximo de veces, por segundo, que puede
cambiar el estado de la señal en la línea (variaciones de amplitud, frecuencia, fase, etc.).
El término baudio es típico de las comunicaciones. En transmisión de datos se emplea más bits por
segundo (bps).
Bueno, ¿pero qué quiere decir todo esto? Vamos a entrar un poco más en detalle. Baudio no es
sinónimo de bits por segundo. Por ejemplo, en una línea de 2.400 es posible enviar 2.400, 4.800, 7.200,
etc. bits por segundo, todo depende del módem y de la técnica de modulación que se emplee. Para
entender esto aún mejor observa, en el siguiente gráfico, cómo es posible enviar la misma información
que en el punto anterior pero invirtiendo la mitad de tiempo.
Tema: La modulación - Página 25 (de 94)
26. José A. Cortijo Leno
5
Modulación analógica
__________________________________________________
En realidad todo lo que hemos visto es modulación analógica. ¿Por qué? Porque la onda portadora que
estamos utilizando es una señal analógica.
Ahora bien, dependiendo de si la moduladora es analógica o digital y de lo que estemos modificando en la
portadora, podrás encontrarte las siguientes siglas:
MODULADORA
Analógica Digital
(Voz) (Datos)
Mod. Amplitud AM ASK
Mod. Frecuencia FM FSK
Mod. Fase PM PSK
6
Modulación digital
__________________________________________________
La característica principal es que la portadora es digital en forma de tren de impulsos. Según se module
uno y otro parámetro del impulso aparecen los diversos tipos de modulación que veremos a continuación.
Impulsos modulados en amplitud (PAM)
Este tipo de modulación tiene su origen en el concepto de muestreo
de una señal. Cada cierto tiempo, T, se genera un impulso cuya
amplitud es igual a la amplitud de la señal moduladora en ese
momento.
Impulsos modulados en posición (PDM)
En este tipo de modulación la duración del impulso es proporcional
a la amplitud de la muestra de la señal moduladora tomada en un
instante T. Para determinar la duración de los impulsos se compara
la señal moduladora con otra señal que tiene forma de dientes de
sierra. En el instante en que las dos amplitudes coinciden, el
impulso correspondiente de la señal PDM acaba, con lo cual su
duración queda determinada por la amplitud de la moduladora.
Este tipo de modulación trata de ahorrar potencia, pues todos los
impulsos tienen la misma altura.
Impulsos modulados en posición (PPM)
Similar a la modulación anterior. Ahora, el punto de corte entre la moduladora y la señal con
forma de dientes de sierra indican cuándo ha de emitirse el impulso. Se consigue un mayor ahorro
de potencia. Observa detenidamente el gráfico anterior.
Tema: La modulación - Página 26 (de 94)
27. José A. Cortijo Leno
7
Modulación por impulsos codificados (MIC, o PCM en inglés)
__________________________________________________
Esta modulación digital se basa en la presencia o ausencia de impulsos en ciertos instantes que dependen
del valor de la señal moduladora en los instantes de muestreo. La señal MIC se compone de grupos de
impulsos de igual amplitud, duración y posición en el tiempo.
Creo que aquí también sirve lo de “más vale una imagen que mil palabras”. Así pues, analiza el siguiente
gráfico.
Tema: La modulación - Página 27 (de 94)
28. José A. Cortijo Leno
DISCO ÓPTICO: CD-ROM
Introduzco este documento en este tema (“La modulación”) para que aprecies que los conceptos de
muestra, cuantificación y posterior codificación en la MIC tienen su utilidad, incluso, en otros campos
como el de la música. Además de reforzar los conocimientos que ya posees sobre modulación aprenderás
qué es un CD-ROM. Creo que estos conocimientos tampoco te vendrán mal.
Bajo el nombre de discos ópticos se designa a un conjunto de discos con tecnología láser. Actualmente
los discos ópticos más utilizados en el mundo de la informática son: CD, DVD y Magneto-ópticos.
¿QUÉ ES UN CD ROM?
Se trata de un disco de plástico de 12 cms. con un espesor de 1.2 mm y un agujero central de 1.5cms. con
una capa metálica reflectante y un barniz protector.
La información se graba en espiral, en lugar de pistas concéntricas. Esta espiral comienza en el centro y
consigue una densidad de 16.000 TPI (pistas por pulgada) en comparación con las 135 de los discos de
3,5 “. Si pudiésemos desenrollar la espiral alcanzaría una longitud de 6 Kms.
Mientras que en un disco duro la velocidad angular se mantiene constante en un CD la velocidad es
variable para mantener la misma velocidad lineal y, por tanto, la misma densidad de grabación. De esta
forma se consigue un mejor aprovechamiento de las capacidades del disco. La desventaja es que se
consiguen peores tiempos de búsqueda que en los discos duros debido a la aceleraciones y deceleraciones.
Los ceros y unos se almacenan mediante “agujeritos o no” sobre la superficie (pits y lands).
SECTORES DE UN CD
La información en un CD puede almacenarse de formas diferentes dependiendo del tipo de CD (CD-DA,
CD Multimedia…). El tipo de sector más sencillo es el CD-DA con 2352 bytes, todos para codificar el
sonido. Existen otros modos de codificar la información, introduciendo códigos de control para asegurar
que en la transferencia de información no se producen errores. Por ejemplo, en un CD- ROM los datos
ocupan 2048 bytes en el sector y el resto, hasta llegar a los 2352 son bits de control.
En un CD-DA se leen 75 sectores por segundo, es decir en un CD-ROM a esa velocidad se leen 150 Kb/s.
Un CD-ROM con características x2 quiere decir que la velocidad de transferencia de datos, entre la
unidad y el ordenador, es el doble que la velocidad utilizada por un reproductor de CD-DA
(150x2=300Kbytes/s.).
PISTA
Son agrupaciones de sectores que poseen el mismo modo. En un CD-DA cada pista posee una canción,
aunque, es posible dividir una canción en pistas consecutivas para poder acceder directamente a una parte
determinada.
Para conocer la posición de cada pista existe una tabla de contenidos (TOC). Se trata de una pista que
contiene un nro. de identificación de la pista, posición y duración (estos dos últimos datos expresados en
minutos y segundos).
Tema: La modulación - Página 28 (de 94)
29. José A. Cortijo Leno
SOPORTE CD-R
Se trata de un CD “grabable”.
No están en blanco. Contienen un pequeño relieve (para calibrar la velocidad de giro) y una zona
“grabable” a los 23 mm (para calibrar la potencia del láser).
Sobre el soporte plástico del disco encontramos un polímero (plástico que se quema con facilidad), una
fina capa metálica reflexiva y un barniz protector. Al quemarse el polímero reflejará o no la luz láser de la
unidad reproductora de disco.
Existe un CD “reescribible”. Es decir, puede grabarse varias veces (CD-RW). En este caso el polímero es
especial ya que dependiendo de la potencia del láser se logra restaurar la zona o volver a escribir sobre él.
DEL DISCO MUSICAL AL CD-ROM
El sonido digital necesita muestras con una frecuencia de 44,1KHz. (44100 muestras por segundo).
La digitalización utiliza 16 bits por muestra.
Si se trabaja con dos señales de audio (señal estereofónica) se necesitan los siguientes bits por segundo:
44100 muestras X 16 bits X 2 señales = 1.411.200 bits (176.400 bytes).
Como cada bloque en un CD-DA posee 2.352 bytes entonces se necesitan: 176.000 / 2352 = 75 bloques.
Como un CD-ROM utiliza 2048 bytes por bloque, más los de control, la velocidad base de transferencia
es de: 75 X 2048 = 150 Kbytes por seg. = X1.
__________________________________________________
¿No está esto último relacionado con lo que acabamos de ver con la MIC?
Tema: La modulación - Página 29 (de 94)
30. José A. Cortijo Leno
Ejercicio 1
Codifica en la línea 1, 2 y 3 los tres tipos de modulaciones analógicas estudiadas en clase. Luego,
elige un tipo de modulación y trata de utilizarla para enviar los seis bits utilizando la mitad de los
intervalos de tiempos usados en las modulaciones anteriores. Realiza esto último en la línea 4.
Ejercicio 2
Según la onda estudiada en clase, ¿qué información
binaria representa el gráfico de la derecha? Piensa
que se ha seguido el siguiente criterio:
Desfase de 0 rad. para la comb. 00.
Desfase de π/2 rad. para la comb. 01.
Desfase de π rad. para la comb. 10.
Desfase de 3π/2 rad. para la comb. 11.
Utiliza la línea 5 y 6 para hacer algo parecido pero
con la modulación de amplitud y frecuencia.
Tema: La modulación - Página 30 (de 94)
31. José A. Cortijo Leno
Ejercicio 3
Dibuja sobre las tres líneas las modulaciones digitales (PAM, PPM y PDM) estudiadas en clase.
Ejercicio 4
Si en una línea de 2.000 baudios (y en donde se utiliza la modulación ASK) se detecta que el
receptor recibe 8.000 bps esto se debe a que se utilizan __________ niveles distintos de amplitud.
Ejercicio 5
Si en otra línea de 1.500 baudios (y en donde se utiliza la modulación FSK) se utilizan 4
frecuencias distintas, entonces los datos se transmiten a una velocidad de ______________ bps.
Tema: La modulación - Página 31 (de 94)
33. José A. Cortijo Leno
TEMA: LA MULTIPLEXACIÓN
1
Conceptos previos
__________________________________________________
Fourier demostró que cualquier señal analógica puede representarse como una serie de sinusoides.
Posiblemente te estés preguntando si es posible extraer de la primera señal las señales que poseen una
determinada frecuencia. Tú mismo puedes imaginar la respuesta. ¿Qué hace una radio? ¿No selecciona
una onda electromagnética con una determinada frecuencia? Es decir, la respuesta es sí.
Existen un par de datos, que quiero que conozcas, para que posteriormente puedas entender por qué la
RTC no es tan rápida (para transmitir datos) como otro tipo de líneas especializadas en esta labor.
1. El rango de frecuencias del habla humana se encuentra entre los 300 y 3.400 Hz.
2. El rango de frecuencias audibles por el oído humano es de 20-30 Hz. A 12.000-20.000 Hz.
2
Ancho de banda de un cable
__________________________________________________
Cualquier cable se comporta como un filtro. No deja pasar frecuencias ni por debajo ni por encima de un
determinado valor. Es decir, un cable sólo deja pasar una banda de frecuencias. A esto se le conoce como
ancho de banda de un cable.
Por Ejemplo, si por un cable sólo pueden pasar frecuencias superiores a 100 Hz e inferiores o iguales a
1.100 Hz entonces su ancho de banda es de 1000 Hz (1 Khz).
Tema: La multiplexación - Página 33 (de 94)
34. José A. Cortijo Leno
Tras el estudio de los siguientes puntos te darás cuenta de dos cosas:
1. Nos interesa que el ancho de banda de un medio sea lo más grande posible (más canales de
comunicación caben en él).
2. Nos interesa que el ancho de banda de cada canal también sea lo más ancho posible (más
información podemos introducir en él por unidad de tiempo).
3
Multiplexación
__________________________________________________
Un objetivo básico en el uso de los medios de transmisión consiste en lograr la utilización económica de
los mismos al lograr que un determinado medio de transmisión sea utilizado simultáneamente por
el mayor número posible de usuarios.
Existen dos técnicas de multiplexación: multiplexación por división de tiempo (TDM) y multiplexación
por división de frecuencia (FDM).
MULTIPLEXACIÓN POR DIVISIÓN DE TIEMPO (TDM)
Este tipo de multiplexación se puede utilizar
cuando la velocidad de los datos en el medio
de transmisión es superior a la de los datos a
ser transmitidos. En este tipo de transmisión, a
cada línea de baja velocidad (datos a
transmitir) se le asigna un cierto fragmento de
tiempo, de forma que cada una de ellas ocupa
periódicamente una porción del tiempo total
de la señal de salida. En la figura se representa
un esquema de la transmisión.
Los multiplexores TDM disponen de elementos
electrónicos que investigan las líneas de baja
velocidad a intervalos regulas de tiempo sin que
se pierda información alguna, de tal forma que
en un instante determinado una cierta
información generada en la línea de baja
velocidad ocupa todo el canal de transmisión de
la línea de alta velocidad.
Tema: La multiplexación - Página 34 (de 94)
35. José A. Cortijo Leno
MULTIPLEXACIÓN POR DIVISIÓN DE FRECUENCIA (FDM)
En esta técnica se asigna a cada comunicación una banda en el espectro de frecuencias. Cada señal
es modulada por una frecuencia portadora y las frecuencias portadoras están lo suficientemente
separadas para que los anchos de banda de cada señal modulada no se superpongan.
En la siguiente figura se representa un esquema de la técnica FDM. En el multiplexor se
introducen 4 señales que se modulan con 4 portadoras f1, f2, f3 y f4. Cada señal modulada
requiere un ancho de banda que es la que corresponde a un canal. Para impedir interferencias, los
canales se separan por bandas de protección. Las señales transmitidas son analógicas, aunque
las señales de entrada pueden ser analógicas o digitales.
Como curiosidad has de saber que un canal telefónico cubre el espectro de frecuencias de 300 Hz
a 3.400 Hz, es decir, tiene un ancho de banda de 3.100 Hz. Teniendo en cuenta la banda de
protección, el espectro total ocupado por un canal de voz es de 4 KHz (canal de rango vocal).
Otro gráfico que también podrás encontrar y que representa
la multiplexación por división de frecuencia es el que se
muestra en la figura.
4
La concentración
__________________________________________________
La concentración es otro sistema que permite la utilización de un medio entre varios usuarios. Consiste en
compartir bajo demanda un cierto número de canales de salida entre varios canales de entrada. El
concentrador adjudica el canal de salida a un canal de entrada solamente cuando el canal de entrada
transmite realmente.
Si todos los canales entrantes están activos, el tráfico global no puede ser cursado sobre los soportes de
salida, y el concentrador debe almacenar una parte de la información para retransmitirla más tarde o bien,
bloquear uno o varios canales entrantes (lo que recibe el nombre de contención). Un concentrador es,
pues, un dispositivo qu a menudo realiza otras funciones adicionales (cambios de código, conversiones de
velocidad, etc.)
Tema: La multiplexación - Página 35 (de 94)
36. José A. Cortijo Leno
5
Organización funcional de la red telefónica
__________________________________________________
Desde el punto de vista funcional, la red telefónica se organiza en una serie de niveles, más o menos
jerarquizados, constituidos por las centrales de conmutación y los medios de transmisión que los unen
entre sí o con los abonados.
Vamos a considerar someramente unos cuantos conceptos fundamentales esquematizados en la siguiente
figura:
NIVEL LOCAL Y URBANO
La unidad básica para el tratamiento de una red telefónica es la red local o red urbana, que está
constituida por una central de conmutación, una serie de abonados (aparatos telefónicos) situados
en el área geográfica servida por la central y las líneas individuales que unen a cada uno de los
abonados con la central.
Tema: La multiplexación - Página 36 (de 94)
37. José A. Cortijo Leno
Cuando un determinado núcleo de población, por su extensión y características puede estar
servido por una sola central, ésta se llama local. Si el núcleo de población debe subdividirse en
varias zonas la central que sirve a cada una de ellas recibe el nombre de urbana, y el núcleo de
población correspondiente el de área multicentral.
La red propiamente dicha está compuesta por una serie de cables de pares de gran capacidad, que
parten del repartidor de la central y van ramificándose en cables más pequeños hasta cubrir
materialmente toda el área servida por la central con las llamadas cajas terminales, pequeños
repartidores situados en fachadas, azoteas, sótanos, etc. Y desde los cuales puede llegarse con una
“acometida” a cualquier punto en que se solicite el servicio.
Las distintas centrales urbanas de un área multicentral se hallan unidas entre sí, bien mediante una
red poligonal (todas con todas), bien mediante una red en estrella con el uso de las llamadas
centrales tándem o, como es lo más frecuente, con una solución mixta.
NIVEL SECTORIAL
Las centrales locales situadas dentro de una determinada comarca, con ciertas afinidades entre sí
que justifican un mayor tráfico entre ellas, se agrupan en un segundo nivel, interconectándose a
través de una central llamada de sector. Salvo raras excepciones, el sector nunca agrupa centrales
locales de distinta provincia.
NIVEL PROVINCIAL
Los distintos sectores que comprende una provincia se unen entre sí a través de la Central
Automática Interurbana (CAI), a la que están unidas todas las centrales de sector de la provincia,
así como las centrales urbanas que pueda haber en la misma.
NIVEL NACIONAL
Todo el tráfico que ha de rebasar los límites de la provincia en que se genera, se encamina desde la
Central Automática Interurbana a otra Central Automática Interurbana de otra provincia. Si no
existe conexión directa es preciso hacer uso de otro tipo de central jerárquicamente superior: la
Central Automática Nacional (CAN).
En general siempre que el tráfico lo justifica, se establecen enlaces directos entre dos centrales de
un mismo nivel jerárquico, dejando el camino extraordinario (utilizando centrales de nivel
superior) para absorber el tráfico que no puede cursarse en momentos de saturación.
Las uniones entre centrales, a que se hace referencia en los párrafos anteriores, se realizan
estableciendo entre ellas un número de circuitos (enlaces) en función del tráfico esperado y
utilizando los medios de transmisión que se describirán en un tema posterior. Dichos enlaces se
hallan siempre a disposición de los correspondientes elementos de conmutación. Cuando se
establece una comunicación automática se captura uno de dichos circuitos y se mantiene ocupado
mientras dura la comunicación, quedando liberado y dispuesto a ser ocupado de nuevo, tan pronto
como termine la comunicación.
Esto significa que en las comunicaciones establecidas a través de la red automática
conmutada resulta imposible, en condiciones normales, conocer de antemano el camino
concreto que seguirá una determinada comunicación y bastante complejo el determinarlo
una vez establecida.
Tema: La multiplexación - Página 37 (de 94)
38. José A. Cortijo Leno
6
Conceptos relacionados con el ancho de banda
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BANDA ANCHA
La velocidad de una conexión a Internet –o a cualquier red- viene dada por su ancho de banda, es
decir, por la cantidad de datos que pueden transmitirse en un periodo de tiempo determinado.
Normalmente viene expresado en kilobits pos segundo (kbps). El término “banda ancha” es
sinónimo de conexión de alta velocidad y se suele calificar así a partir de 128 kbps.
DSL
La tecnología de Línea de Abonado Digital (Digital Subscriber Line) incrementa
espectacularmente la capacidad de transmisión de datos de las líneas de teléfono “de toda la vida”,
y ha logrado poner al alcance de gran parte de la población una conexión a Internet de alta
velocidad. Hay distintos tipos de tecnologías DSL, diferenciadas sobre todo por el ancho de banda
dedicado a enviar y recibir datos, por su alcance y velocidad máxima. Así la “A” de ADSL
significa “Asimétrica”, y se refiere a que la velocidad de bajada es siempre mayor que la de
subida.
CABLE
Es otro tipo de conexión de banda ancha, caracterizado porque en lugar del “tradicional” hilo de
cobre emplea cables de fibra óptica. Éstos consisten en filamentos de vidrio por los cuales se envía
la información, en forma de impulsos de luz. Permite transmitir mayor caudal de información
(también se usa, por ejemplo, para enviar emisiones de TV) y es menos sensible a interferencias.
OTRAS TECNOLOGÍAS
Además de ADSL y cable existen otras tecnologías de banda ancha. La más destacada es PLC,
comercializada por Endesa e Iberdrola. Es una conexión de alta velocidad a Internet que
aprovecha la red eléctrica.
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En el siguiente documento te muestro, nuevamente, qué es la multiplexación por
división de frecuencia. Lo hago de una forma más extensa por si te quedan dudas de qué es
exactamente. Creo que las explicaciones y los gráficos que aporto te resultarán muy útiles
para su comprensión.
Tema: La multiplexación - Página 38 (de 94)
39. José A. Cortijo Leno
LA MULTIPLEXACIÓN POR DIVISIÓN DE FRECUENCIA
Como el rango de frecuencias electromagnéticas es muy superior al del habla humana (300-3.400 Hz) los
técnicos dividen las frecuencias de la onda portadora en bandas de menor tamaño, de la gama de
“frecuencia vocal”, que reciben el nombre de banda base.
Entonces, modulando la señal de cada una de las bandas bases con una conversación (o datos) se pueden
acumular conversaciones para su transmisión en paralelo.
Este agrupamiento de múltiples canales de conversaciones de rango vocal para la transmisión
independiente y simultánea a través de un solo medio de mayor capacidad recibe el nombre de
“multicanalización”, “multiplexación”, “multiplexing” o “multiplaje”.
Visto de otra forma, es la división de un medio de transmisión en partes o ramas, cada una de las cuales es
capaz de llevar información procedente de una fuente distinta.
Existen diversas formas de multiplexar varios canales por un solo medio de transmisión. Si
la gama de frecuencias es lo suficientemente amplia, la canalización puede realizarse en paralelo
dividiendo el ancho de banda de la portadora por la frecuencia. Esta operación recibe el nombre de
multiplexación por división de frecuencias (FDM). Cuando la banda se divide en partes para aceptar
múltiples entradas en serie por tiempo, el proceso recibe el nombre de multiplexación por división de
tiempo (TDM).
Pero analicemos con más detalle la multiplexación por división de frecuencia, la más
comúnmente utilizada para la transmisión a larga distancia.
Las frecuencias de onda audibles por el oído humano oscilan
normalmente de unos 20 ó 30 Hz (es decir, ciclos por
segundo) a unos 12.000 Hz. Pero el individuo con una
percepción acústica muy aguda puede oir sonidos con una
frecuencia de onda de hasta 20.000 Hz. Sin embargo, el rango
de frecuencia para el habla humana oscila entre unos 300 a
3.300 Hz, y este es el rango que se ha establecido como
unidad de medida básica para un canal de rango vocal.
Tema: La multiplexación - Página 39 (de 94)
40. José A. Cortijo Leno
Si tenemos una onda portadora con un rango de frecuencia de 24.000 Hz y una banda protectora
contra interferencias de canales adyacentes, con un ancho de banda de, por ejemplo, 500 Hz en ambos
lados de la banda de voz de 3.000 Hz, la onda puede subdividirse en bandas de 4.000 Hz, sobre cada una
de las cuales puede transmitirse un canal de voz. Observa el gráfico donde aparecen teléfonos.
Pero nos falta algo. Sabemos que el ancho
de banda de la onda portadora es de 24.000 Hz. Pero
no conocemos las frecuencias en las que se
transmite. Supongamos entonces que la frecuencia
de transmisión más baja de la onda es de 50
kilohercios, equivalentes a 50.000 ciclos por
segundo. Como la anchura de la banda es de 24
kilohercios, sabemos que el rango de transmisión de
la onda se encuentra entre 50 y 74 kilohercios. Ten
en cuenta que las frecuencias utilizadas en este
ejemplo son a efectos explicativos.
Sabiendo entonces que las frecuencias de la
banda base se han sometido a multiplexación en las
frecuencias de la onda portadora en incrementos de 4
Khz, vemos que la voz (o datos) en el canal uno se
transmitirá entre 50 y 54 Khz; más exactamente,
entre 50’5 y 53’5 Khz para respetar las dos bandas
protectoras. La transmisión en el canal 2 se hará
entre 54 y 58 Khz, y así sucesivamente para el resto.
Tema: La multiplexación - Página 40 (de 94)
41. José A. Cortijo Leno
TEMA: MEDIOS DE TRANSMISIÓN
1
Línea aérea de hilo desnudo
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Conjunto de hilos de cobre (raramente de bronce o hierro) de diámetro entre 1’5 y 4 mm, que se
mantienen aislados y paralelos (con ciertas rotaciones) al apoyarse sobre unos soportes que van en las
crucetas, sujetos a los postes. Cada dos hilos constituyen un circuito físico. Hoy en día el uso de las
líneas aéreas está limitado a determinadas zonas rurales de muy escaso tráfico y servicio de extrarradio.
Hace unos años tuvieron una importancia capital.
2
Cable de pares
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El cable de telefonía, está formado por dos hilos de cobre, convenientemente aislados. Los dos hilos que
forman un circuito van torsionados entre sí, con pasos de torsión distintos en cada “par”, para evitar
cruces por diafonía. Constituyen la base de las redes urbanas y de las interurbanas.
El cable de pares para el montaje de redes locales puede ser: apantallado (FTP o STP) y sin apantallar
(UTP).
PAR TRENZADO CON PANTALLA GLOBAL (FTP, foiled twisted pair)
Según las especificaciones de
uso en las instalaciones de red
Ethernet, FTP proporciona
resistencia y protección
contra las interferencias
electromagnéticas, pero sin
aumentar significativamente
el peso o tamaño del cable.
Sin embargo, aunque el FTP
brinda mayor protección, es
más caro que el cable de par
trenzado sin apantallar.
A diferencia del cable coaxial, el blindaje en el FTP no forma parte del circuito de datos y, por lo
tanto, el cable debe estar conectado a tierra en ambos extremos. Normalmente, los instaladores
conectan el FTP a tierra en el armario para el cableado y el hub, aunque esto no siempre es fácil de
hacer, especialmente si los instaladores intentan usar paneles de conexión antiguos que no fueron
diseñados para cable FTP. Si la conexión a tierra no está bien realizada, el FTP puede
transformarse en una fuente de problemas, ya que permite que el blindaje actúe como si fuera una
antena, absorbiendo las señales eléctricas de los demás hilos del cable y de las fuentes de ruido
eléctrico que provienen del exterior del cable. Por último, no es posible realizar tendidos de cable
FTP tan largos como con otros medios de transmisión sin repetir la señal. Su impedancia
característica típica es de 120 OHMIOS
Tema: Medios de transmisión - Página 41 (de 94)
42. José A. Cortijo Leno
PAR TRENZADO APANTALLADO (STP, shielded twisted pair)
El STP suele usarse en instalaciones Token Ring. En este tipo de cable, conocido como STP de
150 ohmios, no sólo está totalmente blindado para reducir la interferencia electromagnética, sino
que a su vez cada par de hilos trenzados se encuentra blindado con respecto a los demás para
reducir la diafonía. Aunque el blindaje empleado en el cable de par trenzado blindado de 150
ohmios no forma parte del circuito, como sucede con el cable coaxial, aún así debe estar
conectado a tierra en ambos extremos. Este tipo de cable STP requiere una cantidad mayor de
aislamiento y de blindaje. Estos factores se combinan para aumentar de manera considerable el
tamaño, peso y costo del cable. También requiere la instalación de grandes armarios y conductos
para el cableado, lujos que en muchos edificios antiguos no se pueden permitir. Con el STP se
suelen utilizar conectores RJ49
PAR TRENZADO SIN APANTALLAR (UTP, unshielded twisted pair)
El UTP es un medio
compuesto por cuatro pares de
hilos, que se usa en diversos
tipos de redes. Cada par de
hilos se encuentra aislado de
los demás. Para reducir las
interferencias y la diafonía
entre los pares, los pares del
cable UTP se encuentran
trenzados (como también
ocurre en los cables
anteriores).
Este cable tiene una impedancia de 100 ohmios. Esto lo diferencia de los otros tipos de cables de
par trenzado, como, por ejemplo, los que se utilizan para los teléfonos. Como el UTP tiene un
diámetro externo de aproximadamente 0,43 cms, el hecho de que su tamaño sea pequeño puede
ser ventajoso durante la instalación. Como el UTP se puede usar con la mayoría de las
arquitecturas de red principales, su popularidad va en aumento.
El cable de par trenzado sin apantallar presenta muchas ventajas. Es de fácil instalación y es más
económico que los demás tipos de medios de transmisión. De hecho, el cable UTP cuesta menos
por metro que cualquier otro tipo de cableado de LAN, sin embargo, la ventaja real es su tamaño.
Como su diámetro externo es tan pequeño, el cable UTP no llena los conductos para el cableado
tan rápidamente como sucede con otros tipos de cables. Este puede ser un factor sumamente
importante para tener en cuenta, en especial si se está instalando una red en un edificio antiguo.
Con el cable UTP y conector RJ-45 se garantiza una conexión sólida y de buena calidad.
Sin embargo, el cableado de par trenzado sin apantallar también tiene una serie de desventajas. El
cable UTP es más sensible al ruido eléctrico y a las interferencias que otros tipos de medios.
Además, hubo una época en la que el cable UTP era considerado más lento para transmitir datos
que otros tipos de cables. Sin embargo, hoy en día ya no es así. De hecho, en la actualidad, se
considera que el cable UTP es el más rápido entre los medios basados en cobre. Pero, la distancia
entre los refuerzos de la señal es menor para UTP que para el cable coaxial.
Para montar una red Fast Ethernet es necesario utilizar cable UTP Cat-5. Si lo que se desea
es montar una red Gibabit Ethernet es necesario utilizar cable UTP Cat-5e o Cat-6.
Tema: Medios de transmisión - Página 42 (de 94)
43. José A. Cortijo Leno
3
Cable de cuadretes
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Concebido de cara a las comunicaciones de larga distancia y como soporte de sistemas de alta frecuencia,
tiene un aspecto externo igual al de pares, ya descrito, pero con las siguientes características diferenciales:
Los hilos se agrupan de cuatro en cuatro formando los cuadretes y dando lugar, según la forma en que se
agrupan, a dos tipos de cables.
CABLES TIPO DM O TWISTED
Los dos pares del cuadrete cuyos hilos van torsionados entre sí, se
torsionan a su vez con paso distinto.
CABLES TIPO ESTRELLA
Los cuatro hilos ocupando los vértices de un cuadrado, se torsionan en
conjunto con un paso único.
Los primeros permiten el uso en baja frecuencia. Estos cables constituyeron
durante muchos años la base de las comunicaciones interurbanas para
distancias medias. Actualmente su uso va decreciendo, siendo sustituidos por
cables coaxiales y radioenlaces.
Los cables de cuadrete “tipo estrella” están diseñados para mejorar las
características en las altas frecuencias.
4
Cables coaxiales
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Con los cables descritos anteriormente, difícilmente podrían cubrirse las necesidades masivas de
comunicación existentes hoy en día. Permiten la creación de pocos canales telefónicos, en comparación
con el cable coaxial con el que es posible trabajar con señales de varias decenas de Megahercios.
Un cable coaxial (de telefonía) está
constituido por un conductor
filiforme, que ocupa el eje
longitudinal de otro conductor en
forma de tubo, manteniendo la
perfecta coaxialidad de ambos
mediante un aislante apropiado.
Dentro del capítulo de cables coaxiales cabe mencionar especialmente los cables submarinos, diseñados
para cubrir grandes distancias a través de mares y océanos.
En la práctica, para grandes distancias se utiliza casi en exclusiva el cable coaxial. En pares de este tipo,
la diafonía disminuye ya que el conductor exterior actúa como pantalla. El principal problema que
presenta la transmisión por cable coaxial es la necesidad de una corrección y amplificación de la señal a
intervalos regulares.
Tema: Medios de transmisión - Página 43 (de 94)
44. José A. Cortijo Leno
Para las LAN, el cable coaxial ofrece
varias ventajas. Se pueden realizar
tendidos entre nodos de red a
mayores distancias que con los cables
STP o UTP, sin que sea necesario
utilizar tantos repetidores.
El cable coaxial de mayor diámetro
(para las LAN) se especificó para su
uso como cable para la red Ethernet.
Este tipo de cable coaxial
frecuentemente se denomina thicknet
o red gruesa. Como su apodo indica,
debido a su diámetro este tipo de cable puede ser demasiado rígido como para poder instalarse con
facilidad. La regla práctica es: cuanto más difícil es la instalación de los medios de red, más cara resulta la
instalación. El cable coaxial resulta más costoso de instalar que el cable de par trenzado. Hoy en día el
cable thicknet no se usa casi nunca, salvo en instalaciones especiales.
El cable coaxial con un diámetro externo de solamente 0,35 cm (a veces denominado thinnet o red fina)
se usa para las redes Ethernet. Era particularmente útil para instalaciones de cable en las que era necesario
que el cableado tuviera que dar muchas vueltas.
5
Radioenlaces
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Los radionenlaces, en la
transmisión de información,
representan un papel similar
al de los cables físicos. En
los cables físicos, la energía
transmitida de un extremo a
otro, se concentra en unos
medios conductores. Luego,
los repetidores intercalados
en el recorrido y separados
una determinada distancia,
tienen como misión
compensar la atenuación
que introduce la sección del
cable.
En un radioenlace la energía
se concentra en un haz
estrecho, de ondas electromagnéticas, dirigido de un repetidor a otro a través de un medio de transmisión
inmaterial. Estos repetidores deben amplificar el nivel con el fin de compensar la atenuación de
propagación. Debe tenerse en cuenta, sin embargo, que la distancia entre repetidores es mucho mayor en
el caso de un radioenlace: 45 Km frente a los 9 ó 4’5 Km típicos de un sistema de transmisión por cable.
Todo esto se consigue mediante el uso de antenas parabólicas, precisándose la existencia de visibilidad
entre cada dos antenas consecutivas.
Tema: Medios de transmisión - Página 44 (de 94)
45. José A. Cortijo Leno
Generalmente en los sistemas de radioenlace para telefonía, las estaciones terminales están ubicadas en
las centrales telefónicas de las poblaciones a unir telefónicamente. En algunos casos, se dispone de una
estación de radio en las afueras de la ciudad en la que termina el sistema de radioenlace, para desde allí
prolongar los circuitos hasta la central por medio de otros sistemas de transmisión, normalmente cable
coaxial (observa la figura anterior).
El número de estaciones repetidoras, y su situación geográfica, vendrá determinado por la distancia entre
los dos puntos terminales, las características tipográficas del terreno y, sobre todo, por las exigencias
técnicas que la calidad del servicio imponga.
Además del radioenlace por ondas terrestres es necesario mencionar una técnica surgida hace unos
pocos años en las comunicaciones internacionales y que representará (y representa) un papel fundamental
en el futuro, me refiero a los radioenlaces que utilizan como repetidor satélites espaciales. Estamos
hablando de los radioenlaces vía satélite artificial.
En las comunicaciones
comerciales se desecha el
uso de los satélites pasivos
(superficies metalizadas que
reflejan las ondas). En la
actualidad se utilizan
satélites artificiales activos,
que reciben la señal de una
estación terrena, luego la
amplifican, cambian la banda
de frecuencias y la
transmiten a otra estación
terrena. Dichos satélites se
sitúan en una órbita
ecuatorial a 35.000 Km de
altura y, con períodos de
rotación de 24 horas (da la
impresión de que están fijos
en el cielo) recibiendo el
nombre de “geoestacionarios”.
Algo más…
No existe un medio físico que los soporte, se basan en la propagación de las ondas por el aire (tierra) o
el vacío (espacio). Se utilizan antenas parabólicas y es necesario que éstas se vean.
Cuando han de recorrer grandes distancias transoceánicas es necesario el uso de satélites espaciales.
Suelen ser geoestacionarios a 35.000 km de altura. Una señal de ida y vuelta tarda 240 milisegundos
(1/4 segundo).
Sobre los satélites espaciales…
● En 1.957 la URSS lanza el primer satélite (Sputnik).
● En 1.958 EEUU lanza el primer satélite americano para el ejército.
● En 1.965 (Cabo Kennedy) se lanza el primer satélite comercial.
● Al principio la altura era de 10.000 Km y describían órbitas elípticas.
● Los actuales poseen una altura entre los 11.000 y 35.000 Km y son geoestacionarios.
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