Comunicación de datos: uso de nuevas tecnologías para la comunicación de datos

Comunicación de datos: ¡Uso de las nuevas tecnologías para la comunicación de datos!

Las redes se desarrollan utilizando tecnología de comunicación de datos. El sistema de comunicación de datos de negocios consta de computadoras, terminales y enlaces de comunicación y transmite diferentes tipos de datos como numéricos, textuales, gráficos, de imagen, de voz, etc.

Cortesía de imagen: einstein.stanford.edu/highlights/sb2-060706-new_moc.jpg

Los enlaces de comunicación se establecen a través de diversos equipos y software. Los requisitos de equipos y software dependen, en gran medida, del tipo de señal, canal de comunicación, topología de redes, etc.

Señales analógicas y digitales:

La señal electromagnética utilizada en la comunicación de datos puede ser de dos tipos: analógica y digital. Las señales analógicas son señales continuas porque su intensidad varía de manera suave a lo largo del tiempo. Las señales digitales, por otro lado, son señales discretas en las que la intensidad de la señal se mantiene en un nivel constante durante un tiempo y cambia a otro nivel constante durante el siguiente período de tiempo.

La señal de voz es un ejemplo típico de una señal analógica, mientras que los pulsos digitales "on off" que representan datos binarios son ejemplos de señales digitales. Las señales binarias son generadas por computadoras, terminales y otros equipos de procesamiento de datos.

Las señales digitales son menos costosas de transmitir y son más susceptibles al ruido y las interferencias, por lo que la longitud del canal es un problema grave para los datos digitales. Las transferencias de datos digitales a través de cables están plagadas del problema del debilitamiento de la señal a medida que aumenta la distancia entre los sistemas de comunicación.

Por lo tanto, para la comunicación a larga distancia, es imperativo utilizar las líneas de telecomunicaciones existentes. Las líneas de telecomunicaciones existentes son capaces de transportar señales analógicas solamente. Para poder utilizar estas líneas, los datos digitales se convierten en analógicos y, en el extremo del receptor, los datos analógicos se convierten en datos digitales mediante un "módem", como se muestra en la Figura 11.2.

Canales de comunicación:

La ruta de comunicación entre dos dispositivos a través de la cual se transmiten los datos se denomina canal de comunicación. Su capacidad se puede medir en términos de ancho de banda y velocidad de transmisión.

Se requiere mayor ancho de banda para la transmisión de facsímil o video, mientras que la transmisión de voz simple requiere un ancho de banda de 4000 hercios (Hz), que es una milésima parte del ancho de banda requerido para la transmisión de video. El requisito de ancho de banda también aumenta proporcionalmente con el aumento en el número de dispositivos de usuario a la vez.

La velocidad de transmisión se mide utilizando varias unidades, pero desde el punto de vista del usuario, la medida más útil son los caracteres por segundo (cps).

Ambas medidas están determinadas por una serie de factores como el medio de transmisión, la duración de la transmisión, el modo de transmisión, etc.

Las opciones con respecto a estos factores se evalúan a continuación:

Medio de transmision:

El medio de transmisión es el enlace físico entre el equipo de transmisión y el de recepción. Los medios incluyen cables, cables coaxiales, microondas, láseres, fibra óptica y redes digitales.

a) Los cables de par trenzado se usan muy comúnmente como medios de transmisión para señales analógicas así como señales digitales y, por lo tanto, encuentran aplicaciones en sistemas telefónicos (sistemas EPBX). Tiene una velocidad de transmisión de hasta 10.000 caracteres por segundo. Esto es menos costoso y es un medio fácil de usar. Pero a medida que aumenta la distancia entre el transmisor y el receptor, este medio se vuelve más susceptible a las interferencias y al ruido.

Sus conexiones son más frágiles y, por lo tanto, difíciles de mantener. Como consecuencia, los cables de par trenzado se utilizan principalmente en redes donde los terminales están ubicados muy cerca uno del otro y / o por consideraciones de costo.

Con los avances en la tecnología de red digital de servicios integrados (RDSI), los cables de par trenzado encuentran aceptación incluso para la transmisión de datos a larga distancia. RDSI es básicamente una llamada telefónica digital o un servicio de comunicación digital de alta velocidad que transfiere voz y datos simultáneamente a través de sistemas de cableado telefónico de par trenzado existentes.

La velocidad de transferencia de datos en este caso aumenta a 250, 000 caracteres por segundo con la función de compresión de datos. ISDN es la más adecuada para enviar archivos de datos grandes a intervalos durante el día en lugar de a través de conexiones altamente interactivas. Los servicios RDSI son ampliamente aceptados entre las compañías de servicios de salud y servicios financieros que requerirían la transferencia de datos en lotes.

b) Los cables coaxiales están formados por cilindros conductores con un cable en el centro. Estos cables se utilizan para transmitir señales digitales y analógicas. Son más rápidos (velocidad de transmisión de hasta 1 millón de caracteres por segundo) que los cables de par trenzado en la velocidad de transmisión. También son menos susceptibles al ruido y la interferencia debido a su construcción blindada y concéntrica. Son fáciles de instalar y mantener. Sin embargo, son un poco más caros que los cables de par trenzado.

c) Los cables de fibra óptica consisten en finos filamentos de vidrio o plástico capaces de conducir rayos ópticos a una velocidad más cercana a la de la luz. Los cables de fibra óptica ocupan menos espacio para una capacidad de transmisión equivalente porque son bastante delgados.

Tienen otra ventaja como medio de comunicación; Están aislados de los campos electromagnéticos externos. Son compatibles con voz, video y datos simultáneamente debido a un alto ancho de banda y una mayor velocidad de transmisión (hasta 5 millones de caracteres por segundo) con una pérdida mínima de señal.

Encuentran aplicaciones en troncales de larga distancia, troncales de metro, intercambios rurales y redes de área local. Sin embargo, son caros y requieren una instalación y un mantenimiento hábiles.

d) La transmisión de microondas utiliza radiofrecuencia de gama alta y requiere equipo especial para la transmisión y recepción (antena parabólica típica de microondas). Estos sistemas transmiten datos en una 'línea de vista' usando antenas en una torre de retransmisión lo suficientemente alta como para poder transmitir sobre los obstáculos que intervienen.

Con la creciente demanda de transmisión de microondas, existe la posibilidad de un hacinamiento de las frecuencias que resulta en la superposición y la interferencia. Por lo tanto, las asignaciones de bandas de frecuencia están estrictamente reguladas. Las frecuencias utilizadas comúnmente para dicha transmisión están en el rango de 2 a 40 GHz.

e) El sistema de comunicación satelital que utiliza el satélite de comunicación VSAT es una estación de relevo de microondas colocada en órbitas estacionarias a aproximadamente 35784 km. por encima del ecuador. Un satélite de comunicación opera una serie de bandas de frecuencia llamadas transpondedores.

Un transpondedor típico tiene un ancho de banda de 36 a 76 MHz. Puede proporcionar un enlace punto a punto o un enlace de transmisión a los receptores. En la Figura 11.3 se presenta un diagrama esquemático del sistema de comunicación por satélite.

Los nodos de la Terminal de Apertura Muy Pequeña (VSAT, por sus siglas en inglés) están conectados en red usando una antena fija al satélite geoestacionario como se muestra arriba. La antena actúa como un repetidor y la estación terrena maestra amplifica la señal y también tiene en cuenta el flujo de datos.

Como los satélites están ubicados a grandes alturas, se eliminan totalmente las posibilidades de interferencia de las condiciones atmosféricas. Sin embargo, dos satélites colocados uno cerca del otro y usando la misma banda de frecuencia pueden interferir entre sí.

Por lo tanto, el número de satélites que se pueden colocar cerca unos de otros es limitado. En el caso de volúmenes de tráfico relativamente bajos, los satélites puntúan sobre las comunicaciones basadas en fibra óptica. También tiene la ventaja de la facilidad de transmisión que no existe en el caso de la fibra óptica.

Esta tecnología encuentra sus aplicaciones en empresas deseosas de vincular sus oficinas geográficamente dispersas, almacenes, concesionarios, vendedores, etc. Esta tecnología es muy popular en los sectores de servicios bancarios y financieros, la industria de la distribución, la industria automotriz, el turismo, la fabricación en múltiples sitios y gobierno.

Hay dos opciones para configurar una red VSAT:

Red privada:

En la India, solo un puñado de grandes empresas tienen la licencia para configurar su red privada. La Bolsa Nacional de Valores tiene una de las bolsas de valores basadas en VSAT más grandes del mundo, y tal vez la red privada de VSAT más grande que tiene más de 2000 VSAT ya instaladas en todo el país con su centro en Mumbai.

Esta red permite a los corredores realizar pedidos, ver información de mercado en línea y ejecutar transacciones directamente desde sus oficinas ubicadas en diferentes ciudades. La disponibilidad de la red es del 99.7% y el tiempo de respuesta uniforme de menos de 1.5 segundos para los corredores con un factor de error de 1 en 10 millones de bits.

Servicios de hub compartidos:

Varias compañías de comunicación están ofreciendo servicios para compartir el centro con otros. Las empresas que requieren un número limitado de sitios VSAT pueden ahorrar en la inversión inicial y los costos operativos al contratar los servicios de dichos proveedores de servicios.

f) Los láseres ofrecen un gran potencial para la transmisión de datos sin interrumpir las frecuencias superpobladas. Pero los problemas como el uso de la frecuencia óptica y la necesidad de la línea de visión hacen que la comunicación con láser sea adecuada solo para enlaces de corta distancia.

Aunque cada medio de transmisión tiene sus propias áreas de aplicación debido a sus ventajas y limitaciones, un sistema de comunicación de datos típico debe usar una combinación adecuada de diferentes tipos de medios.

Técnicas de transmisión de datos:

Cualquier transmisión exitosa de información entre dos dispositivos requiere algunos mecanismos además del medio de transmisión y los dispositivos. Cabe señalar que la computadora generalmente genera señales digitales y, por lo tanto, la comunicación entre dos computadoras puede tener lugar sin cambiar la señal.

Los canales de comunicación, las carreteras de comunicación que ya están disponibles fueron diseñadas principalmente para enviar señales analógicas. Afortunadamente, la información digital no necesita ser transmitida solo con la ayuda de señales digitales.

Del mismo modo, la información analógica también se puede transmitir después de convertirla en señal digital. Como los pulsos digitales no pueden transmitirse efectivamente a través de líneas telefónicas que fueron diseñadas para transmitir voz, la información digital que se transmite a través de líneas telefónicas se representa en señales analógicas (moduladas) insertadas en las líneas telefónicas.

En el extremo del receptor, la señal analógica se convierte en señal digital (demodulada) para permitir que la computadora receptora acepte la señal. El dispositivo responsable de la modulación y demodulación se llama 'módem'.

Hay diferentes tipos de módems disponibles en el mercado que ofrecen diversas características en términos de velocidad y conectividad. La velocidad popular es de 56000 bps, aunque los módems más rápidos también están disponibles en la actualidad. Los módems más rápidos son caros de instalar pero reducen el costo de transmisión al reducir el tiempo de transmisión. Sin embargo, el tiempo total tomado en la transmisión también depende de la velocidad del medio de transmisión.

Modos de Transmisión:

Canales simples y dúplex:

Las señales analógicas pueden enviarse a través de canales simplex que permiten que los datos fluyan en una sola dirección. Un terminal conectado a dicho canal es un dispositivo de solo envío o solo recepción y dichos terminales rara vez se usan.

Los canales de transmisión semidúplex permiten, alternativamente, transmisiones en ambos sentidos. Sin embargo, las líneas dúplex completas son más rápidas ya que simultáneamente transmiten y reciben señales porque los retardos se producen en los canales semidúplex cada vez que cambia la dirección de la transmisión.

Transmisión asíncrona y síncrona:

La recepción de datos implica muestrear la señal entrante una vez por tiempo de bit para determinar su valor binario. Para este propósito, el dispositivo receptor debe conocer el tiempo de llegada y la duración de cada bit que recibe y deben tomarse medidas para sincronizar el transmisor y el receptor.

Hay dos enfoques básicos para lograr la sincronización deseada: transmisión asíncrona y síncrona. En el caso de la transmisión asíncrona, los elementos de inicio y parada se utilizan para cada carácter. El dispositivo receptor establece su mecanismo de temporización al encontrar las señales de inicio.

La ventaja básica de la transmisión asíncrona es que es simple y barata. Pero, las señales adicionales de inicio y parada aumentan el tamaño de los datos a transmitir. En el caso de la transmisión síncrona, por otro lado, se envía un flujo constante de datos sin ninguna señal de inicio y parada. Cada bloque de señales puede tener muchos caracteres.

Pero, para evitar cualquier diferencia en el tiempo entre el receptor y el transmisor, los relojes de cada dispositivo deben estar sincronizados. Para grandes volúmenes de datos, la transmisión síncrona es mejor porque no implica señales adicionales de inicio y parada que generalmente aumentan el volumen de transmisión en aproximadamente un 20%. Sin embargo, dicha transmisión requiere procedimientos de control de enlace de datos y, por lo tanto, mayores costos de hardware.