Tareas Claves en Sistemas de Comunicación

Utilización del Sistema de Transmisión

Se refiere a la necesidad de hacer un uso eficaz de los recursos utilizados en la transmisión, los cuales típicamente se suelen compartir entre una serie de dispositivos de comunicación. La capacidad total del medio de transmisión se reparte entre los distintos usuarios haciendo uso de técnicas denominadas de multiplexación. Además puede que se necesiten técnicas de control de gestión para garantizar que el sistema no se sature por una demanda excesiva de servicios de transmisión.

Implementación de la Interfaz

Transmisión asíncrona y síncrona

Hay enormes dificultades a la hora de recuperar la señal transmitida por un emisor, sobre todo debido a que hay que saber cada cuanto tiempo va a llegar un dato; para esto se suelen usar técnicas de sincronización.

Transmisión asíncrona

La manera más fácil de conseguir sincronismo es enviando pequeñas cantidades de bits a la vez , sincronizándose al inicio de cada cadena . Esto tiene el inconveniente de que cuando no se transmite ningún carácter , la línea está desocupada .Para detectar errores , se utiliza un bit de paridad en cada cadena . Usando la codificación adecuada , es posible hacer corresponder un 0 ( por ejemplo ) a cuando la línea está parada ( con NRZ , cada vez que se quiera comenzar a transmitir una cadena , se usa un 1 como señal ) .Si el receptor es un tanto más rápido o lento que el emisor , es posible que incluso con cadenas cortas ( o tramas , que son las cadenas más los bits adicionales de paridad y de comienzo y parada ) se produzcan errores como el error de delimitación de trama ( se leen datos fuera de la trama al ser el receptor más lento que el emisor ) o el error que se produce al introducirse ruido en la transmisión de forma que en estado de reposo , el receptor crea que se ha emitido un dato ( el ruido ) .

Este tipo de transmisión es sencilla y no costosa , aunque requiere muchos bits de comprobación y de control .

Transmisión síncrona

En este tipo de transmisión no hay bits de comienzo ni de parada , por lo que se transmiten bloques de muchos bits . Para evitar errores de delimitación , se pueden sincronizar receptor y emisor mediante una línea aparte ( método utilizado para líneas cortas ) o incluyendo la sincronización en la propia señal ( codificación Manchester o utilización de portadoras en señales analógicas ) . Además de los datos propios y de la sincronización , es necesaria la presencia de grupos de bits de comienzo y de final del bloque de datos , además de ciertos bits de corrección de errores y de control . A todo el conjunto de bits y datos se le llama trama .

Para bloques grandes de datos , la transmisión síncrona es más eficiente que la asíncrona .

Generación de la Señal

Los sistemas modernos de comunicaciones electrónicos tienen muchas aplicaciones que requieren formas de ondas estables y repetitivas, tanto senoidales como no senoidales. en muchas de esas aplicaciones se requieren más de una frecuencia, y a menudo esas frecuencias se deben sincronizar entre sí. Por lo anterior las partes esenciales de un sistema electrónico de comunicaciones son generación de la señal, sincronización de la frecuencia y síntesis de la frecuencia.

Sincronización

Las señales de sincronización, en un sistema de comunicación digital, van a ser muy importantes a la hora de permitir recuperar correctamente la información transmitida de ahí la importancia que tiene el poder obtener dichas señales. • Para poder recuperar la información transmitida a través de un sistema de comunicación digital se precisa conocer la señal de sincronismo de bit, señal de sincronismo de trama y señal de sincronismo de portadora. ƒ Señal de sincronismo de bit: permite distinguir el intervalo correspondiente a cada uno de los bits transmitidos. ƒ Señal de sincronismo de trama: permite separar los distintos grupos de bits de una transmisión múltiplex de forma que los bits recibidos se puedan clasificar y dirigir al canal de salida apropiado. ƒ Señal de sincronismo de portadora: permite recuperar la frecuencia y la fase de la portadora utilizada en la señal paso-banda de transmisión, para la detección coherente de la señal. • Los sistemas de comunicación digital están diseñados de tal forma que las señales de sincronismo se pueden recuperar bien a través de la señal recibida o bien a través de la información recibida de un canal dedicado exclusivamente a transmitir la información de sincronismo.

Gestión del Intercambio

Para la gestión del intercambio de datos existen formas del envío, desde que la señal portadora de la información procede de un emisor y se dirige a un receptor. Actualmente los sistemas de comunicación tienen a disposición la tecnología para realizar esta tarea, pero es fundamental saber distinguir cuales son su principales características entendiendo el sentido en el que fluye la información.

El canal simplex es un canal en el cual la información únicamente circula desde un origen (emisor) a un destino (receptor9. Un ejemplo la televisión.

El canal semidúplex el flujo de información se produce en ambos sentidos por el canal, pero no simultáneamente. Un ejemplo los walkies-talkies.

Canal Full dúplex en esta la comunicación fluye en ambos sentidos y simultáneamente. Un ejemplo el hablar por teléfono en la actualidad.

Detección y Corrección de Errores

Cuanto mayor es la trama que se transmite , mayor es la probabilidad de que contenga algún error . Para detectar errores , se añade un código en función de los bits de la trama de forma que este código señale si se ha cambiado algún bit en el camino . Este código debe de ser conocido e interpretado tanto por el emisor como por el receptor . 

Comprobación de paridad 

Se añade un bit de paridad al bloque de datos ( por ejemplo , si hay un número par de bits 1 , se le añade un bit 0 de paridad y si son impares , se le añade un bit 1 de paridad ).

Pero puede ocurrir que el propio bit de paridad sea cambiado por el ruido o incluso que más de un bit de datos sea cambiado , con lo que el sistema de detección fallará . 

Comprobación de redundancia cíclica ( CRC ) 

Dado un bloque de n bits a transmitir , el emisor le sumará los k bits necesarios para que n+k sea divisible ( resto 0 ) por algún número conocido tanto por el emisor como por el receptor

Este proceso se puede hacer bien por software o bien por un circuito hardware ( más rápido ) . 

Control de errores 

Se trata en este caso de detectar y corregir errores aparecidos en las transmisiones . Puede haber dos tipos de errores : 

· Tramas perdidas : cuando una trama enviada no llega a su destino . 

· Tramas dañadas : cuando llega una trama con algunos bits erróneos . 

Hay varias técnicas para corregir estos errores : 

1. Detección de errores : discutida antes . 

2. Confirmaciones positivas : el receptor devuelve una confirmación de cada trama recibida correctamente . 

3. Retransmisión después de la expiración de un intervalo de tiempo : cuando ha pasado un cierto tiempo , si el emisor no recibe confirmación del receptor , reenvía otra vez la trama. 

4. Confirmación negativa y retransmisión : el receptor sólo confirma las tramas recibidas erróneamente , y el emisor las reenvía.

Todos estos métodos se llaman ARQ ( solicitud de repetición automática ) . Entre los más utilizados destacan : 

ARQ con parada-y-espera 

Se basa en la técnica de control de flujo de parada-y-espera . Consiste en que el emisor transmite una trama y hasta que no recibe confirmación del receptor , no envía otra . 

Puede ocurrir que : 

· La trama no llegue al receptor , en cuyo caso , como el emisor guarda una copia de la trama y además tiene un reloj , cuando expira un cierto plazo de tiempo sin recibir confirmación del receptor , reenvía otra vez la trama . 

· La trama llegue al receptor deteriorada , en cuyo caso no es confirmada como buena por el receptor . Pero puede ocurrir que el receptor confirme una trama buena pero la confirmación llegue al emisor con error , entonces , el emisor enviaría otra vez la trama . Para solucionar esto , las tramas se etiquetan desde 0 en adelante y las confirmaciones igual . 

· Es una técnica sencilla y barata pero poco eficiente . 

ARQ con adelante-atrás-N 

Se basa en la técnica de control de flujo con ventanas deslizantes . 

Cuando no hay errores , la técnica es similar a las ventanas deslizantes , pero cuando la estación destino encuentra una trama errónea , devuelve una confirmación negativa y rechaza todas las tramas que le lleguen hasta que reciba otra vez la trama antes rechazada , pero en buenas condiciones . Al recibir la estación fuente una confirmación negativa de una trama , sabe que tiene que volver a transmitir esa trama y todas las siguientes . Si el receptor recibe la trama i y luego la i+2 , sabe que se ha perdido la i+1 , por lo que envía al emisor una confirmación negativa de la i+1 . 

La estación emisora mantiene un temporizador para el caso de que no reciba confirmación en un largo periodo de tiempo o la confirmación llegue errónea , y así poder retransmitir otra vez las tramas . 

ARQ con rechazo selectivo 

Con este método , las únicas tramas que se retransmiten son las rechazadas por el receptor o aquellas cuyo temporizador expira sin confirmación . Este método es más eficiente que los anteriores . Para que esto se pueda realizar , el receptor debe tener un buffer para guardar las tramas recibidas tras el rechazo de una dada , hasta recibir de nuevo la trama rechazada y debe de ser capaz de colocarla en su lugar correcto ( ya que deben de estar ordenadas ) . Además , el emisor debe de ser capaz de reenviar tramas fuera de orden . 

Estos requerimientos adicionales hacen que este método sea menos utilizado que el de adelante-atrás-N .

Control de Flujo

Es una técnica para que el emisor no sobrecargue al receptor al enviarle más datos de los que pueda procesar. El receptor tiene un buffer de una cierta capacidad para ir guardando los datos recibidos y tras procesarlos , enviarlos a capas superiores . 

Vamos a suponer que todas las tramas recibidas llegan con un poco de retardo pero sin errores y sin adelantarse unas a otras. 

Control de flujo mediante parada y espera 

Consiste en que el emisor envía una trama y al ser recibida por el receptor , éste ( el receptor ) confirma al emisor ( enviándole un mensaje de confirmación ) la recepción de la trama . Este mensaje recibido por el emisor es el que le indica que puede enviar otra trama al receptor . De esta forma , cuando el receptor esté colapsado ( el buffer a punto de llenarse ) , no tiene más que dejar de confirmar una trama y entonces el emisor esperará hasta que el receptor decida enviarle el mensaje de confirmación ( una vez que tenga espacio en el buffer ) . 

Este sistema es el más eficaz para que no haya errores y es el más utilizado cuando se permiten tramas muy grandes , pero es normal que el emisor parta las tramas en más pequeñas para evitar que al ser una trama de larga duración , es más probable que se produzca algún error en la transmisión . También , en LAN's , no se suele permitir que un emisor acapare la línea durante mucho tiempo ( para poder transmitir una trama grande ) . 

Otro problema adicional es que se infrautiliza la línea al estar parada mientras los mensajes del receptor llegan al emisor . 

Control del flujo mediante ventana deslizante 

El problema de que sólo hay una trama cada vez en tránsito por la red se soluciona con este sistema de ventanas deslizantes . 

En este sistema , el receptor y el emisor se ponen de acuerdo en el número de tramas que puede guardar el receptor sin procesar ( depende del tamaño del buffer ) . También se ponen de acuerdo en el número de bits a utilizar para numerar cada trama ( al menos hay que tener un número de bits suficientes para distinguir cada una de las tramas que quepan en el buffer del receptor ) , Por ejemplo , si en el buffer del receptor caben 7 tramas , habrá que utilizar una numeración con 3 bits ( 23 = 8 > 7 ) . 

El emisor transmite tramas por orden ( cada trama va numerada módulo 2número de bits ) hasta un máximo de el número máximo de tramas que quepan en el buffer del receptor ( en el ejemplo , 7 ) . El receptor irá procesando las tramas que le lleguen y confirmando que admite tramas a partir de una dada ( hasta un máximo de 7 en el ejemplo ) . Por ejemplo , si ha procesado hasta la trama 5 , confirmará el número 6 ( es decir , que puede procesar las tramas 6 , 7 , 0 , 1 , 2 , 3 y 4 ) . Al recibir el emisor la confirmación de la trama 6 , emitirá todas las que no haya transmitido desde la 6 hasta la 4 ( 6 , 7 , 0 , 1 , 2 , 3 y 4 ) . Por ejemplo , se ya había enviado la 6 , 7 , 0 y 1 , sabe que puede enviar la 2 , 3 y 4 . 

Existe la posibilidad de indicarle al emisor la confirmación de tramas recibidas y prohibirle el envío de más tramas ( con el mensaje de Receptor No Preparado ) . 

Cuando la dos estaciones son emisoras y receptoras , se pueden utilizar dos ventanas por estación , una para el envío y otra para la recepción . Se puede utilizar la misma trama para enviar datos y confirmaciones , mejorando así la utilización del canal . 

Este sistema de transmisión es mucho más eficiente que el de parada y espera , ya que pueden haber más de una trama a la vez en las líneas de transmisión ( en el de parada y espera sólo puede haber una trama a la vez ) .

Direccionamiento y Encaminamiento

Cuando un elemento de comunicación es compartido por más de dos dispositivos, el sistema emisor debe identificar el destino deseado. El sistema de transmisión debe garantizar que únicamente el sistema receptor recibe los datos. El sistema de transmisión puede ser una red que permita varias rutas posibles entre fuente y destino, debiéndose elegir un camino entre los posibles.

Recuperación

Concepto distinto a la corrección de errores. Las técnicas de recuperación son necesarias en aquellos casos en los que el intercambio de información, por ejemplo, acceso a bases de datos o transferencia de ficheros, queda interrumpido debido a fallos en el sistema. El objetivo es reanudar el intercambio en el punto de interrupción o al menos restaurar el estado de los sistemas involucrados.

Formato de Mensajes

Ambas partes deben estar de acuerdo con el formato de los datos que se transmiten. Por ejemplo, deben utilizar el mismo código binario para los caracteres.

Seguridad

Como bien sabemos la seguridad es parte esencial de las telecomunicaciones, para esto la norma ISO-7498-2 define cinco categorías principales de servicios de seguridad:

La primera es la autenticación, tanto de entidades como de origen, la segunda es de control de acceso, la tercera confidencialidad de datos, integridad de datos y no depudio.

La primera proporciona una comprobación de entidad solicitada en un instante de tiempo. Se utiliza, normalmente, al comienzo de una conexión. El control de acceso proporciona protección contra el uso no autorizado de un recurso. La confidencialidad de datos es la protección contra la revelación no autorizada de información. La integridad de datos proporciona protección contra amenazas activas a la validez de los datos. Y el no repudio protege contra la denegación por parte de un emisor (receptor) del envío o recepción de datos.

Gestión de la Red

Para la gestión de red debemos proporcionar funciones de gestión y comunicaciones para la operación, administración y mantenimiento de una red de telecomunicaciones y provisionamiento de sus servicios en un entorno de múltiples fabricantes. Además de proporcionar una estructura de red organizada para conseguir interconexión de los diversos tipos de Sistemas de operación y equipos de telecomunicación usando una arquitectura estándar e interfaces normalizados.


Bibliografía.

http://www.monografias.com/trabajos3/redycomun/redycomun.shtml

https://books.google.com.mx/books?id=_2HCio8aZiQC&pg=PA51&dq=telecomunicaciones+sistemas+de+comunicacion+generacion+de+la+se%C3%B1al&hl=es&sa=X&ved=0CBsQ6AEwAGoVChMIsaK0kPenyAIVw5ANCh0GBAC1#v=onepage&q=telecomunicaciones%20sistemas%20de%20comunicacion%20generacion%20de%20la%20se%C3%B1al&f=false
http://agamenon.tsc.uah.es/Asignaturas/ittt/td/apuntes/Presentacion%20tema%201.pdf
http://www.monografias.com/trabajos3/redycomun/redycomun.shtml
https://books.google.com.mx/books?id=_z2GcBD3deYC&pg=PA30&lpg=PA30&dq=comprobaci%C3%B3n+de+direcciones+para+evitar+suplantaci%C3%B3n+de+emisor+o+receptor&source=bl&ots=wrllCAGZOk&sig=En_MgjEuuc9qlUufju_0OroOrxE&hl=es&sa=X&ved=0CFMQ6AEwCWoVChMIgZmW_JqnyAIVAfGACh3DFQPI#v=onepage&q=comprobaci%C3%B3n%20de%20direcciones%20para%20evitar%20suplantaci%C3%B3n%20de%20emisor%20o%20receptor&f=false