Multiplexores

Multiplexores

Son circuitos combinacionales con varias entradas y una única salida de datos, estos están dotados de entradas de control capaces de seleccionar una, y sólo una, de las entradas de datos para permitir su transmisión desde la entrada seleccionada hacia dicha salida, el multiplexor se utiliza como dispositivo que puede recibir varias entradas y transmitirlas por un medio de transmisión compartido. Para ello lo que hace es dividir el medio de transmisión en múltiples canales, para que varios nodos puedan comunicarse al mismo tiempo, una señal que está multiplexada debe demultiplexarse en el otro extremo.

Multiplexores por división de tiempo.

La multiplexacion por división de tiempo (TDM) en ingel (Time Division Multiple Access) es una técnica que permite la transmisión de señales digitales mas utilizado en la actualidad y cuya idea consiste en ocupar un canal de transmisión a partir de distintas fuentes, de esta manera se logra un mejor aprovechamiento del medio de transmisión, el ancho de banda total del medio de transmisión es asignado a cada canal durante una fracción del tiempo total.

                            

Multiplexores por división de frecuencia

  La multiplexación por división de frecuencia (FDM) en inglés (Frequency Division Multiplexing). Es la técnica usada en múltiples protocolo de comunicaciones, tanto digitales como analógicos, principalmente de radiofrecuencia, y entre ellos en los teléfonos móviles de redes GSM. El FDM es un esquema análogo de multiplexado; la información que entra a un sistema FDM es analógica y permanece analógica durante toda su transmisión. Un ejemplo de FDM es la banda comercial de AM, que ocupa un espectro de frecuencias de 535 a 1605 kHz. Si se transmitiera el audio de cada estación con el espectro original de frecuencias, sería imposible separar una estación de las demás. En lugar de ello, cada estación modula por amplitud una frecuencia distinta de portadora, y produce una señal de doble banda lateral de 10KHz. Hay muchas aplicaciones de FDM, por ejemplo, la FM comercial y las emisoras de televisión, así como los sistemas de telecomunicaciones de alto volumen. Dentro de cualquiera de las bandas de transmisión comercial, las transmisiones de cada estación son independientes de las demás

                              

Bus (USB)

Estándar industrial desarrollado a mediados de los años 1990 que define los cables, conectores y protocolos usados en un bus para conectar, comunicar y proveer de alimentación eléctrica entre ordenadores y periféricos y dispositivos electrónicos. USB fue diseñado para estandarizar la conexión de periféricos, como mouse, teclados, memorias USB, joysticks, escáneres, cámaras digitales, teléfonos móviles, reproductores multimedia, impresoras, dispositivos multifuncionales, sistemas de adquisición de datos, módems, tarjetas de red, tarjetas de sonido, tarjetas sintonizadoras de televisión y grabadora de DVD externa, discos duros externos y disquetera externas.

Su campo de aplicación se extiende en la actualidad a cualquier dispositivo electrónico o con componentes.

Los dispositivos USB se clasifican en cuatro tipos según su velocidad de transferencia de datos:

·         Baja velocidad (1.0): Tasa de transferencia de hasta 1,5 Mbit/s (188 kB/s). Utilizado en su mayor parte por dispositivos de interfaz humana (Human Interface Device, en inglés) como los teclados, los ratones (mouse), las cámaras web, entre otros.

·         Velocidad completa (1.1): Tasa de transferencia de hasta 12 Mbit/s (1,5 MB/s) según este estándar, pero se dice en fuentes independientes que habría que realizar nuevamente las mediciones. Ésta fue la más rápida antes de la especificación USB 2.0, y muchos dispositivos fabricados en la actualidad trabajan a esta velocidad. Estos dispositivos dividen el ancho de banda de la conexión USB entre ellos, basados en un algoritmo de impedancias LIFO.

·         Alta velocidad (2.0): Tasa de transferencia de hasta 480 Mbit/s (60 MB/s) pero con una tasa real práctica máxima de 280 Mbit/s (35 MB/s). El cable USB 2.0 dispone de cuatro líneas, un par para datos, y otro par de alimentación.

·         Superalta velocidad (3.0): Tiene una tasa de transferencia de hasta 4,8 Gbit/s (600 MB/s). La velocidad del bus es diez veces más rápida que la del USB 2.0, debido a que han incluido 5 contactos adicionales, desechando el conector de fibra óptica propuesto inicialmente, y será compatible con los estándares anteriores. En octubre de 2009 la compañía taiwanesa ASUS lanzó la primera placa base que incluía puertos USB 3.0, tras ella muchas otras le han seguido y actualmente se ve cada vez más en placas base y portátiles nuevos, conviviendo junto con el USB 2.0. 

                                        

Arquitectura de comunicación

 

Los protocolos se utilizan para la comunicación entre entidades de diferentes sistemas. Ejemplos de entidades son programas de aplicación de usuario, paquetes de transferencia de ficheros, sistemas de manejo de BD y terminales. Ejemplo de sistemas son ordenadores, terminales y sensores remotos. Podemos decir, que una entidad es algo capaz de enviar o de recibir información y un sistema es un objeto que contiene una o más entidades. Para que 2 entidades puedan comunicarse han de hablar el mismo idioma, mediante una serie de convenciones entre estas, a este conjunto de convenciones se le denomina protocolo, que puede definirse como el conjunto de reglas que gobiernan el intercambio de datos entre 2 entidades.          Debido a la complejidad que requiere la comunicación entre 2 entidades de diferentes sistemas, encontramos implementadas las funciones de comunicación mediante un conjunto de protocolos estructurados. Esta organización de los protocolos se realiza mediante capas o niveles con objeto de simplificar su diseño. El propósito de cada capa es ofrecer ciertos servicios a las capas superiores.                              Modelo OSI En ingles, Open System Interconnection, es el modelo de red descriptivo, que fue creado por la Organización Internacional para la estandarización (ISO) en el año 1980. El núcleo de este estándar es el modelo de referencia OSI, una normativa formada por siete capas que define las diferentes fases por las que deben pasar los datos para viajar de un dispositivo a otro sobre una red de comunicaciones. El modelo especifica el protocolo que debe ser usado en cada capa, y suele hablarse de modelo de referencia ya que es usado como una gran herramienta para la enseñanza de comunicación de redes. Este modelo está dividido en siete capas: Ø  Capa física Es la que se encarga de la topología de la red y de las conexiones globales de la computadora hacia la red, tanto en lo que se refiere al medio físico como a la forma en la que se transmite la información.  Aquí se encuentran los medios materiales para la comunicación como las placas, cables, conectores, es decir los medios mecánicos y eléctricos. La capa física se ocupa de la transmisión de bits a lo largo de un canal de comunicación, de cuantos microsegundos dura un bit, y que voltaje representa un 1 y cuantos un 0. La misma debe garantizar que un bit que se manda llegue con el mismo valor. Ø  Capa de enlace de datos Esta capa se ocupa del direccionamiento físico, del acceso al medio, de la detección de errores, de la distribución ordenada de tramas y del control del flujo. Es uno de los aspectos más importantes a revisar en el momento de conectar dos ordenadores, ya que está entre la capa 1 y 3 como parte esencial para la creación de sus protocolos básicos (MAC, IP), para regular la forma de la conexión entre computadoras así determinando el paso de tramas (trama = unidad de medida de la información en esta capa, que no es más que la segmentación de los datos trasladándolos por medio de paquetes), verificando su integridad, y corrigiendo errores, por lo cual es importante mantener una excelente adecuación al medio físico. Un grave problema que se debe controlar es la transmisión bidireccional de datos. Ø  Capa de red Se ocupa del control de la operación de la subred. Lo más importante es eliminar los cuellos de botella que se producen al saturarse la red de paquetes enviados, por lo que también es necesario encaminar cada paquete con su destinatario. Dentro de la capa existe una contabilidad sobre los paquetes enviados a los clientes, este nivel encamina los paquetes de la fuente al destino final a través de encaminadores (routers) intermedios. Tiene que saber la topología de la subred, evitar la congestión, y manejar saltos cuando la fuente y el destino están en redes distintas, en este nivel se realiza el direccionamiento lógico y la determinación de la ruta de los datos hasta su receptor final. Otro problema a solucionar por esta capa es la interconexión de redes heterogéneas, solucionando problemas de protocolo diferentes, o direcciones desiguales. Ø  Capa de transporte Su función es de aceptar los datos de la capa superior, está encargada de efectuar el transporte de los datos de la máquina origen a la de destino, independizándolo del tipo de red física que esté utilizando asegurando que todos los segmentos lleguen correctamente, esto debe ser independiente del hardware en el que se encuentre. Esta capa necesita hacer el trabajo de multiplexión transparente a la capa de sesión, el hardware y software dentro del nivel de transporte se llaman la entidad de transporte. También, las funciones del nivel de transporte pueden ser independiente de las funciones del nivel de red. Las aplicaciones pueden usar estas funciones para funcionar en cualquier tipo de red. Ø  Capa de sesión Esta capa es la que se encarga de mantener y controlar el enlace establecido entre dos computadores que están transmitiendo datos de cualquier índole. Por lo tanto, el servicio provisto por esta capa es la capacidad de asegurar que, dada una sesión establecida entre dos máquinas, la misma se pueda efectuar para las operaciones definidas de principio a fin, reanudándolas en caso de interrupción. En muchos casos, los servicios de la capa de sesión son parcial o totalmente prescindibles. Permite a los usuarios sesionar entre sí permitiendo acceder a un sistema de tiempo compartido a distancia, o transferir un archivo entre dos máquinas, uno de los servicios de esta capa es la del seguimiento de turnos en el tráfico de información, como así también la administración de tareas, sobre todo para los protocolos. Ø  Capa de presentación Se ocupa de los aspectos de sintaxis y semántica de la información que se transmite, por ejemplo la codificación de datos según un acuerdo. Esto se debe a que los distintos formatos en que se representa la información que se transmite son distintos en cada máquina. Otro aspecto de esta capa es la compresión de información reduciendo el nº de bits.Esta capa también permite cifrar los datos y comprimirlos. Por lo tanto, podría decirse que esta capa actúa como un traductor. Ø  Capa de aplicación Ofrece a las aplicaciones la posibilidad de acceder a los servicios de las demás capas y define los protocolos que utilizan las aplicaciones para intercambiar datos, hay tantos protocolos como aplicaciones distintas y puesto que continuamente se desarrollan nuevas aplicaciones el número de protocolos crece sin parar, cabe aclarar que el usuario normalmente no interactúa directamente con el nivel de aplicación. Suele interactuar con programas que a su vez interactúan con el nivel de aplicación pero ocultando la complejidad subyacente. Por nivel de aplicación se entiende el programa o conjunto de programas que generan una información para que esta viaje por la red. El ejemplo más inmediato sería el del correo electrónico. Cuando procesamos y enviamos un correo electrónico este puede ir en principio a cualquier lugar del mundo, y ser leído en cualquier tipo de ordenador.                             Estructura Del Modelo OSI  Estructura multinivel: Se diseña una estructura multinivel con la idea de que cada nivel resuelva solo una parte del problema de la comunicación, con funciones especificas.  El nivel superior utiliza los servicios de los niveles inferiores: Cada nivel se comunica con su homologo en las otras máquinas, usando un mensaje a través de los niveles inferiores de la misma. La comunicación entre niveles se define de manera que un nivel N utilice los servicios del nivel N-1 y proporcione servicios al nivel N+1.  Puntos de acceso: Entre los diferentes niveles existen interfaces llamadas "puntos de acceso" a los servicios  Dependencia de Niveles: Cada nivel es dependiente del nivel inferior como así también lo es del nivel superior. Encabezados: En cada nivel, se incorpora al mensaje un formato de control. Este elemento de control permite que un nivel en la computadora receptora se entere de que la computadora emisora le está enviando un mensaje con información.