El documento trata sobre los principios básicos de la conmutación de datos, incluyendo las técnicas de conmutación de paquetes y circuitos virtuales. Explica cómo los datos se dividen en paquetes pequeños para su transmisión a través de una red de nodos de conmutación hasta llegar al destino final. Además, describe los conceptos generales de señales analógicas y digitales y sus usos en la transmisión de datos y voz.

1. TEMA: “ Principios de la Conmutación de Datos” Conceptos Generales. Transmisión de señales analógicas y línea de transmisión. (Estudiantes de XII Grado)

2. Conmutación de Datos Conmutación de paquetes que se conecta a otros conmutadores de paquetes, pero no a ninguna computadora host.

3. En conmutación de paquetes, los datos se transmiten en paquetes cortos. Para transmitir grupos de datos más grandes, el emisor trocea estos grupos en paquetes más pequeños y les adiciona una serie de bits de control. En cada nodo, el paquete se recibe, se almacena durante un cierto tiempo y se transmite hacia el emisor o hacia un nodo intermedio.

4. Técnica de conmutación Cuando un emisor necesita enviar un grupo de datos mayor que el tamaño fijado para un paquete, éste los trocea en paquetes y los envía uno a uno al receptor. Hay dos técnicas básicas para el envío de estos paquetes:

5. Técnica de datagramas: Cada paquete se trata de forma independiente, es decir, el emisor enumera cada paquete, le añade información de control (por ejemplo número de paquete, nombre, dirección de destino, etc...) y lo envía hacia su destino. Puede ocurrir que por haber tomado caminos diferentes, un paquete con número por ejemplo 6 llegue a su destino antes que el número 5. También puede ocurrir que se pierda el paquete número 4. Todo esto no lo sabe ni puede controlar el emisor, por lo que tiene que ser el receptor el encargado de ordenar los paquetes y saber los que se han perdido (para su posible reclamación al emisor), y para esto, debe tener el software necesario.

6. Técnica de circuitos virtuales: Antes de enviar los paquetes de datos, el emisor envía un paquete de control que es de Petición de Llamada, este paquete se encarga de establecer un camino lógico de nodo en nodo por donde irán uno a uno todos los paquetes de datos. De esta forma se establece un camino virtual para todo el grupo de paquetes. Este camino virtual será numerado o nombrado inicialmente en el emisor y será el paquete inicial de Petición de Llamada el encargado de ir informando a cada uno de los nodos por los que pase de que más adelante irán llegando los paquetes de datos con ese nombre o número.

7. La transmisión de datos entre dos sistemas de comunicación separados por largas distancias se realiza a través de una red de nodos intermedios. Este concepto que se utiliza en redes WAN también puede aplicarse a redes de menor dimensión dando redes LAN y MAN conmutadas.

8. A los nodos de conmutación no les concierne el contenido de los datos que se están transmitiendo, sino que tienen la función de prestar servicio de conmutación para trasladar los datos de un nodo al otro hasta alcanzar el destino final. Este tipo de redes se denomina redes de comunicación conmutadas. Los datos provenientes de una de las estaciones (computadoras, terminales, servidores o cualquier dispositivo de comunicación) entran a la red conmutada y se encaminan hasta la estación de destino conmutándolos de nodo en nodo. Nodos de conmutación

9. Según los tipos de conexión que posean, se pueden distinguir dos tipos de nodos dentro de una red conmutada: Nodos que solo se conectan con otros nodos. Su tarea es únicamente la conmutación interna de los datos. En el ejemplo los nodos de este tipos son el 2 el 4 y el 6.

10. Nodos que se conectan con otros nodos y con una o más estaciones. Estos nodos además de proveer conmutación interna de los datos dentro de la red de conmutación, se encargan de distribuir los datos desde y hacia las estaciones a las cuales están conectados. En el ejemplo los nodos de este tipos son el 1 el 3 y el 5.

11. La conmutación permite que todos los nodos que deseen establecer una comunicación no tengan que estar conectados por un enlace en forma directa. Por lo tanto normalmente la red no está totalmente conectada, es decir no todo par de nodos está conectado mediante un enlace directo. No obstante muchas veces es deseable poseer más de un camino posible a través de la red para entre cada par de estaciones ya que esto mejora la seguridad de la red.

12. En el ejemplo se puede observar que para comunicarse las estaciones A y C pueden establecerse varios caminos diferentes. Si se quiere enviar datos desde la estación A hasta la C se envían a través del nodo 1 luego hay dos posibilidades, una es a través del nodo 2 y luego pasando al nodo 3 y la otra posibilidad es atravesando por el nodo 4 y luego por el nodo 3 finalmente se llega a destino desde el nodo 3 a la estación C.

13. ¿Nuevo en la conmutación? La comprensión de los patrones del tráfico es muy importante para la conmutación - el objetivo es eliminar (filtrar) todo el tráfico que sea posible. Un conmutador instalado en una situación que reenvíe casi todo el tráfico que recibe, ayudará menos que uno que filtre una parte sustancial del tráfico. Las redes que no están congestionadas pueden ralentizarse añadiendo conmutadores.

14. Para redes congestionadas, habitualmente, la conmutación conllevará un alivio. Pero un diseño inapropiado de la red puede resultar en una pérdida de prestaciones al añadir un conmutador. En configuraciones de tráfico entre clientes y servidores, añadir un conmutador sin incrementar el acceso al servidor puede resultar en problemas.

15. La tecnología de conmutación ha tenido un tremendo impacto en las prestaciones de las redes, a lo largo de los últimos años. Antes, los conmutadores eran muy caros y complicados, por lo que estaban relegados al corazón de grandes redes corporativas. Las nuevas tecnologías han reducido el costo y dimensiones de los conmutadores, permitiendo que reemplacen fácilmente a los concentradores en los grupos de trabajo, al igual que son usados en los troncales de la red.

20. Transmisión de señales analógicas y línea de transmisión.

21. ¿Qué es una señal? Una señal puede ser expresada como una función dependiente de dos factores. Estos factores son: el tiempo: s(t) la frecuencia: S(f)

22. Conceptos básicos de señales Las 3 características más importantes de una señal periódica son Amplitud Frecuencia Fase

23. La amplitud Es el valor instantáneo de una señal en cualquier momento En transmisión de datos, la amplitud está medida en volts

24. La frecuencia Es el inverso del periodo (1/T) Representa el número de repeticiones de un periodo por segundo. Expresado en ciclos por segundo, o hertz (Hz).

25. Amplitud, periodo y frecuencia t T A A T 1/ f 1 t T : periodo A : Amplitud 1/ f 1 f : frecuencia 1

26. Señales continuas vs discretas Una señal s(t) es continua si esta compuesta de un número infinito de valores. En términos matemáticos: Una señal es discreta si está compuesta de un número finito de valores.

27. Señales analógicas y digitales Una señal analógica es una onda electromagnética propagada a través de diferentes medios, dependiendo de su espectro. Una señal digital es una secuencia de pulsos de voltaje transmitido a través de un medio guiado.

28. Datos analógicos y digitales Datos analógicos: Toman valores continuos en un intervalo dado. Ejemplo: voz y video. Datos digitales: Toman valores discretos. Ejemplo: código ASCII.

29. Transmitiendo con señales analógicas Señales analógicas Representan datos con ondas electromagnéticas que varían constantemente Datos analógicos Datos digitales Pulsos de Voltaje Binario Módem Señal Analógica (Frecuencia Portadora) Transmisión Analógica Transmisión Digital Voz (Ondas de Sonido) Teléfono Señal Analógica Transmisión Analógica

30. Transmitiendo con señales digitales Señales digitales Representan datos con secuencia de pulsos de voltaje Datos analógicos Datos digitales Datos Digitales Transmisor digital Señal Digital Transmisión Digital Señales Analógicas (voz) CODEC Señal Digital

31. Transmisión Analógica Se transmiten señales analógicas sin importar su contenido. Las señales analógicas transmitidas pueden representar: datos analógicos (e.g., voz). datos digitales (e.g., datos binarios que pasan por un módem).

32. Después de cierta distancia, la señal analógica pierde potencia (atenuación). Es necesario el uso de amplificadores. Desventaja: amplifican también el ruido. Lo anterior no representa mayor problema en el caso de datos analógicos, y sí en el caso de datos digitales. Transmisión Analógica

33. Transmisión Digital En este tipo de transmisión el contenido de la señal es de vital importancia. Al transmitir una señal digital, el problema de atenuación es resuelto con repetidores. Un repetidor recupera el patrón de 1’s y 0’s y retransmite una nueva señal digital.

34. La misma técnica es usada para transmitir digitalmente una señal analógica. Se asume que codifica datos digitales (muestrea). El sistema de transmisión cuenta con repetidores en lugar de amplificadores. Transmisión Digital

35. Problemas transmisión Atenuación la potencia de la señal se debilita con la distancia al viajar a través de cualquier medio de transmisión. Distorsión por retraso algunas componentes de frecuencia de una señal llegan al receptor en tiempos diferentes. Ruido es una señal no deseada que acompaña la transmisión de una señal.

36. Tiempo transmisión El tiempo T requerido para transmitir un carácter depende de: Método de codificación La velocidad de señalización Velocidad señalización: la cantidad de veces por segundo que la señal cambia su valor (por ejemplo su voltaje).

37. Ancho de banda (en función de bits) El ancho de banda es el número de bits transmitidos por segundo. Relación de velocidad para la transmisión de datos medidos en kbps y representa la capacidad del canal de comunicación para transportar datos. Rango de frecuencias que es capaz de transmitir de forma adecuada.

38. Estándares DS DS0: enlace de comunicación dedicado sencillo. Canal ancho banda igual a 64 Kbps. DS1: Canal de comunicación digital de señal tipo 1. DS3: Canal de comunicación digital de señal tipo 3 de 44.736 Mbps. DS4: Canal de comunicación digital de señal tipo 4, 274.176 Mbps en estándar de Bell.

39. Estándares americanos T1: línea de transmisión implementada por AT&T con velocidad de 1.544 Mbps T3: servicio de transmisión de datos que opera a 44.736 Mbps

44. En las comunicaciones, las líneas de transmisión llevan señales telefónicas, datos de computadoras en LAN, señales de televisión en sistemas de Televisión por cable y señales de un transmisor a una antena o de una antena a un receptor. Las líneas de transmisión son enlaces importantes en cualquier sistema. Son más que tramos de alambre o cable. Sus características eléctricas son sobresalientes, y se deben igualar a las del equipo para obtener comunicaciones adecuadas. Línea de Transmisión

45. Línea de Transmisión Una línea de transmisión es una estructura material utilizada para dirigir la transmisión de energía en forma de ondas electromagnéticas, comprendiendo el todo o una parte de la distancia entre dos lugares que se comunican.

46. Este material, nos sirve para prepararnos mucho mas y estar actualizado con todos los aspectos que la tecnología hoy realiza y saber que podemos esperar para el futuro. Conclusión

47. Gracias