Teleprocesos

Es el procesamiento de datos usando las telecomunicaciones (transmisión de señales a grandes o pequeñas distancias).El teleproceso puede ejecutarse de dos maneras diferentes: on line y off line.

• ON LINE .- Un servidor controla la transmisión y se procesa los datos inmediatamente después de haber sido recibidas.
  
• OFF LINE.-Cuando la transmisión de datos es recibida por un dispositivo externo para posteriormente ser procesada.
  

Medios de transmisión

El medio de trasmisión constituye el canal que permite la transmisión de información entre dos terminales en un sistema de transmisión.
Las transmisiones se realizan habitualmente empleando ondas electromagnéticas que se propagan a través del canal.
A veces el canal es un medio físico y otras veces no, ya que las ondas electromagnéticas son susceptibles de ser transmitidas por el vacío.

Clasificación de los medios de trasmisión

Dependiendo de la forma de conducir la señal a través del medio, los medios de transmisión se pueden clasificar en dos grandes grupos:

1. Medios de transmisión guiados
Los medios de transmisión guiados están constituidos por un cable que se encarga de la conducción (o guiado) de las señales desde un extremo al otro. Las principales características de los medios guiados son el tipo de conductor utilizado, la velocidad máxima de transmisión, las distancias máximas que puede ofrecer entre repetidores, la inmunidad frente a interferencia electromagnéticas, la facilidad de instalación y la capacidad de soportar diferentes tecnologías de nivel de enlace. La velocidad de transmisión depende directamente de la distancia entre los terminales, y de si el medio se utiliza para realizar un enlace punto a punto o un enlace multipunto. Debido a esto los diferentes medios de transmisión tendrán diferentes velocidades de conexión que se adaptarán a utilizaciones dispares. Dentro de los medios de transmisión guiados, los más utilizados en el campo de las comunicaciones y la interconexión de computadoras son:

1. El par trenzado: Consiste en un par de hilos de cobre conductores cruzados entre sí, con el objetivo de reducir el ruido de diafonía. A mayor número de cruces por unidad de longitud, mejor comportamiento ante el problema de diafonía.
Existen dos tipos de par trenzado:
• Protegido: Shielded Twisted Pair (STP)
• No protegido: Unshielded Twisted Pair (UTP)
El STP son las siglas de Shielded Twisted Pair (Par Trenzado Apantallado), es un cable similar al UTP con la diferencia que cada par tiene una pantalla protectora, además de tener una lámina externa de aluminio o de cobre trenzado alrededor del conjunto de pares, diseñada para reducir la absorción del ruido eléctrico. Este cable es más costoso y difícil de manipular que el UTP. Se emplea en redes de ordenadores como ethernet o token rin. Su coste en la nueva categoría 6A puede ser el mismo que la versión no apantallada, UTP. 
El UTP son las siglas de Unshielded Twisted Pair. Es un cable de pares trenzado y sin recubrimiento metálico externo, de modo que es sensible a las interferencias. Es importante guardar la numeración de los pares, ya que de lo contrario el Efecto del trenzado no será eficaz disminuyendo sensiblemente o incluso impidiendo la capacidad de transmisión. Es un cable Barato, flexible y sencillo de instalar.
Las aplicaciones principales en las que se hace uso de cables de par trenzado son:
1. El cable coaxial: Se compone de un hilo conductor, llamado núcleo, y un mallazo externo separados por un dieléctrico o aislante.
2. La fibra óptica: Es empleado habitualmente en redes de datos; un hilo muy fino de material transparente, vidrio o materiales plasticos, por el que se envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir. Las fibras se utilizan ampliamente en telecomunicaciones, ya que permiten enviar gran cantidad de datos a una gran distancia, con velocidades similares a las de radio o cable. Son el medio de transmisión por excelencia al ser inmune a las interferencias electromagnéticas, también se utilizan para redes locales, en donde se necesite aprovechar las ventajas de la fibra óptica sobre otros medios de transmisión.
2. Medios de transmisión no guiados
Tanto la transmisión como la recepción de información se lleva a cabo mediante antenas. A la hora de transmitir, la antena irradia energía electromagnética en el medio. Por el contrario en la recepción la antena capta las ondas electromagnéticas del medio que la rodea. La configuración para las transmisiones no guiadas puede ser direccional y omnidireccional. En la direccional, la antena transmisora emite la energía electromagnética concentrándola en un haz, por lo que las antenas emisora y receptora deben estar alineadas. En la omnidireccional, la radiación se hace de manera dispersa, emitiendo en todas direcciones pudiendo la señal ser recibida por varias antenas. Generalmente, cuanto mayor es la frecuencia de la señal transmitida es más factible confinar la energía en un haz direccional. La transmisión de datos a través de medios no guiados, añade problemas adicionales provocados por la reflexión que sufre la señal en los distintos obstáculos existentes en el medio. Resultando más importante el espectro de frecuencia de la señal transmitida que el propio medio de transmisión en sí mismo. Según el rango de frecuencias de trabajo, las transmisiones no guiadas se pueden clasificar en tres tipos: radio,microondas y luz (infrarrojos/láser).

1. Microondas terrestres:
   Los sistemas de microondas terrestres han abierto una puerta a los problemas de transmisión de datos, sin importar cuales sean, aunque sus aplicaciones no estén restringidas a este campo solamente. Las microondas están definidas como un tipo de onda electromagnética situada en el intervalo del milímetro al metro y cuya propagación puede efectuarse por el interior de tubos metálicos. Es en si una onda de corta longitud.
   Tiene como características que su ancho de banda varia entre 300 a 3.000 Mhz, aunque con algunos canales de banda superior, entre 3´5 Ghz y 26 Ghz. Es usado como enlace entre una empresa y un centro que funcione como centro de conmutación del operador, o como un enlace entre redes Lan.
   
   Para la comunicación de microondas terrestres se deben usar antenas parabólicas, las cuales deben estar alineadas o tener visión directa entre ellas, además entre mayor sea la altura mayor el alcance, sus problemas se dan perdidas de datos por atenuación e interferencias, y es muy sensible a las malas condiciones atmosféricas
   
2. Satelites: Conocidas como microondas por satélite, esta basado en la comunicación llevada a cabo a través de estos dispositivos, los cuales después de ser lanzados de la tierra y ubicarse en la orbita terrestre siguiendo las leyes descubiertas por Kepler, realizan la transmisión de todo tipo de datos, imágenes, etc., según el fin con que se han creado. Las microondas por satélite manejan un ancho de banda entre los 3 y los 30 Ghz, y son usados para sistemas de televisión, transmisión telefónica a larga distancia y punto a punto y redes privadas punto a punto.
   Las microondas por satélite, o mejor, el satélite en si no procesan información sino que actúa como un repetidor-amplificador y puede cubrir un amplio espacio de espectro terrestre.
    
3. Ondas de radio: Son las más usadas, pero tienen apenas un rango de ancho de banda entre 3 Khz y los 300 Ghz. Son poco precisas y solo son usados por determinadas redes de datos o los infrarrojos. 

Medio de transmisión según su sentido

• Simplex
Este modo de transmisión permite que la información discurra en un solo sentido y de forma permanente, con esta fórmula es difícil la corrección de errores causados por deficiencias de línea (TV).
• Half-Duplex
En este modo la transmisión fluye cada vez, solo una de las dos estaciones del enlace punto a punto puede transmitir.
• Full-Duplex
Es el método de comunicación más aconsejable puesto que en todo momento la comunicación puede ser en dos sentidos posibles, es decir, que las dos estaciones simultáneamente pueden enviar y recibir datos y así pueden corregir los errores de manera instantánea y permanente.

Trasmisión de datos

Definición de transmisión de datos: la transmisión de datos se define como la acción de cursar datos, a través de un medio de telecomunicaciones, desde un lugar en que son originados hasta otro en el que son recibidos.
Una de las definiciones más comunes de transmisión de datos, Parte de la transmisión de información que consiste en el movimiento de información codificada, de un punto a uno o más puntos, mediante señales eléctricas, ópticas, electrópticas o electromagnéticas.

Objetivos de la transmisión de datos:

•  Reducir tiempo y esfuerzo.

•  Aumentar la velocidad de entrega de la información.

•  Reducir costos de operación.

•  Aumentar la capacidad de las organizaciones a un costo incremental razonable.

•  Aumentar la calidad y cantidad de la información.

Comunicaciones locales y remotas:

La transmisión de datos consiste en el movimiento de información de un punto a otro. El destinatario puede encontrarse cerca o lejos del emisor, Según la ubicación geográfica se puede hablar de dos tipos de transmisión de datos:

• Transmisión de datos local. También denominada "en planta". Las distancias son pequeñas. En este caso es la propia organización (empresa, universidad, factoría, ...) la que construye las líneas de comunicaciones. Ej: un ordenador central al que se quieren conectar varias terminales en distintos puntos de un edificio. 

• Transmisión de datos remota. La distancia entre los equipos que se quieren comunicar es mucho mayor. Es necesario acceder a las líneas de telecomunicaciones para que se realice. Normalmente se accede a las líneas proporcionadas por el servicio telefónico.  Ej: enviar datos entre dos ciudades.
  

Comunicaciones analógicas y comunicaciones digitales

• Fuente de información digital: Una fuente de información digital produce un conjunto finito de posibles mensajes. Ej: el teclado de un ordenador

• Fuente de información analógica:Una fuente de información analógica produce mensajes que se definen en un continuo. Ej: altavoces, micrófonos

Sistema de información digital:
Un sistema de información digital transmite información desde una fuente digital a un destinatario.

Sistema de información analógico:
Un sistema de información analógico transmite información desde una fuente digital a un destinatario.

Comunicación analógica vs comunicación digital
El objetivo principal de cualquier sistema de comunicación de datos es ser capaz de tomar el mensaje generado por el emisor, transmitirlo por la línea y que llegue al receptor de la forma más parecida a como fue emitido, es decir, con el menor número de errores posible.
Esta regla es la que tratan de seguir tanto los sistemas digitales como los
analógicos, no obstante existen algunas diferencias entre ellos:
1) Los sistemas analógicos son más sencillos de implementar porque se actúa
menos sobre la señal que se quiere transmitir.
2) Los sistemas digitales, realizan labores de compactación y encriptación de la
información, lo que hace que sea necesaria más circuitería en el caso de las
comunicaciones digitales.
3) En las comunicaciones digitales se trata de escoger formas para las señales que se adecuen al medio por donde van a ser transmitidas, lo que hace que el efecto del ruido durante la transmisión sea mucho menor.
Resumiendo, a pesar de que las comunicaciones analógicas son más sencillas, las
digitales proporcionan una calidad y fiabilidad mucho mayor. Su único inconveniente es la complejidad de los equipos, pero a medida que pasa el tiempo, los costes se reducen y su implantación en todo el ámbito de las comunicaciones es imparable.

Multiplexación

Definición

La multiplexación es el procedimiento por el cual diferentes informaciones  pueden compartir un mismo canal de comunicaciones. El proceso inverso, es decir la extracción de una determinada señal (que lleva información) de entre las múltiples que se pueden encontrar en un cierto canal de comunicaciones se  denomina de-multiplexación.

Tipos de multiplexación

Existen muy distintas formas de llevar a cabo la multiplexación (y su inverso, la de-multiplexación). Las más utilizadas son:

• la multiplexación en el dominio del tiempo.
• la multiplexación en el dominio de la frecuencia.
• la multiplexación por código.
• la multiplexación en longitud de onda.

La multiplexación en el dominio del tiempo (TDMA): Consiste en asignar a  diferentes informaciones diferentes “ventanas temporales” de forma que no se mezclen. Este tipo de multiplexación se utiliza habitualmente para entrelazar  diferentes informaciones digitales y formar un caudal mayor. 

La multiplexación en el dominio de la frecuencia (FDMA): Utiliza el procedimiento de la modulación para que las informaciones de interés se sitúen cada una de ellas sobre señales “portadoras” de diferente frecuencia. Las comunicaciones móviles 2GB son un ejemplo de uso de la multiplexación en el dominio de la  frecuencia y de la multiplexación en el dominio del tiempo simultáneamente. 

La multiplexación en el código (CDMA): mezcla la información con diferentes códigos ortogonales entre sí, de tal manera que es posible recuperar la  información de interés haciendo la operación matemática adecuada con el código correspondiente. Las comunicaciones móviles 3GB son un ejemplo de uso de esta técnica. 

La multiplexación en longitud de onda (WDMA): se podría calificar como una variante de la multiplexación en el dominio de la frecuencia realizada en frecuencias próximas a la luz, se basa en que una fibra óptica puede estar simultáneamente iluminada por varias fuentes luminosas, incluso aquellas que no se consideren luz visible) cada una de las cuales transporta información.

Modos de transmisión

Transmisión en serie y paralela

El modo de transmisión se refiere al número de unidades de información (bits) elementales que se pueden traducir simultáneamente a través de los canales de comunicación. De hecho, los procesadores (y por lo tanto, los equipos en general) nunca procesan (en el caso de los procesadores actuales) un solo bit al mismo tiempo.

Conexión paralela

Las conexiones paralelas consisten en transmisiones simultáneas de N cantidad de bits. Estos bits se envían simultáneamente a través de diferentes canales N (un canal puede ser, por ejemplo, un alambre, un cable o cualquier otro medio físico). 

Estos canales pueden ser:

• N líneas físicas: en cuyo caso cada bit se envía en una línea física (motivo por el cual un cable paralelo está compuesto por varios alambres dentro de un cable cinta)
• una línea física dividida en varios sub-canales, resultante de la división del ancho de banda. En este caso, cada bit se envía en una frecuencia diferente...

Debido a que los alambres conductores están uno muy cerca del otro en el cable cinta, puede haber interferencias (particularmente en altas velocidades) y degradación de la calidad en la señal...

Conexión en serie

En una conexión en serie, los datos se transmiten de a un bit por vez a través del canal de transmisión. Sin embargo, ya que muchos procesadores procesan los datos en paralelo, el transmisor necesita transformar los datos paralelos entrantes en datos seriales y el receptor necesita hacer lo contrario.

Estas operaciones son realizadas por un controlador de comunicaciones (normalmente un chip UART,)). El controlador de comunicaciones trabaja de la siguiente manera:

• La transformación paralela-en serie se realiza utilizando un registro de desplazamiento. El registro de desplazamiento, que trabaja conjuntamente con un reloj, desplazará el registro (que contiene todos los datos presentados en paralelo) hacia la izquierda y luego, transmitirá el bit más significativo (el que se encuentra más a la izquierda) y así sucesivamente:
  
• La transformación en serie-paralela se realiza casi de la misma manera utilizando un registro de desplazamiento. El registro de desplazamiento desplaza el registro hacia la izquierda cada vez que recibe un bit, y luego, transmite el registro entero en paralelo cuando está completo.

Transmisión asíncrona: La transmisión asíncrona es aquella que se transmite o se recibe un carácter, bit por bit añadiéndole bits de inicio, y bits que indican el término de un paquete de datos, para separar así los paquetes que se van enviando/recibiendo para sincronizar el receptor con el transmisor. El bit de inicio le indica al dispositivo receptor que sigue un carácter de datos; similarmente el bit de término indica que el carácter o paquete ha sido completado.
Transmisión Síncrona: Este tipo de transmisión el envío de un grupo de  caracteres en un flujo continúo de bits. Para lograr la sincronización de ambos dispositivos (receptor y transmisor) ambos dispositivos proveen una señal de reloj que se usa para establecer la velocidad de transmisión de datos y para habilitar los dispositivos conectados a los modems para identificar los caracteres apropiados mientras estos son transmitidos o recibidos. Antes de iniciar la comunicación ambos dispositivos deben de establecer una sincronización entre ellos. Para esto, antes de enviar los datos se envían un grupo de caracteres especiales de sincronía. Una vez que se logra la sincronía, se pueden empezar a transmitir datos. 

Por lo general los dispositivos que transmiten en forma síncrona son más caros que los asíncronos, debido a que son más sofisticados en el hardware. A nivel mundial son más empleados los dispositivos asíncronos ya que facilitan mejor la comunicación.

Codificación de Datos

Datos Digitales Señales Digitales

Una señal digital es una secuencia de pulsos de tensión discretos y discontinuos, donde cada pulso es un elemento de señal.  Los datos binarios se transmiten codificando cada bit de datos en cada elemento de señal. Esta transmisión es la menos complicada y costosa con referencia a los demás.
Las tareas involucradas al interpretar las señales digitales en el receptor son:

1. El receptor debe conocer o determinar la duración de cada bit (cuando comienza y termina cada bit)
2. El receptor debe determinar si el nivel para cada bit es alto o bajo.

Los factores que determinan el éxito o fracaso del  receptor al interpretar la señal de entrada son:

• La relación señal ruido
• La velocidad de transmisión y
• El ancho de banda

Esquemas de Codificación

   Un esquema de codificación es simplemente la correspondencia que se establece entre los bits de datos con los elementos de señal.

• NZR

Tiene dos variantes:  NRZ y NRZI

1.  NO RETORNO A CERO (NRZ, NORETURN TO ZERO)

    Este esquema utiliza un nivel de tensión diferente para cada uno de los dígitos binarios.
 Los códigos que siguen esta estrategia comparten la propiedad de que el nivel de tensión se mantiene constante durante la duración de bit. El '1 binario' se representa mediante una tensión negativa, y el '0 binario' se representa mediante una tensión positiva.

2. NRZI (NORETURN TO ZERO, INVERT ON ONES)

    La codificación en este esquema es de la siguiente manera:

• Si el valor binario es '0' se codifica con la misma señal que el bit anterior.
• Si el valor binario es '1' se codifica con una señal diferente que la utilizada para el bit precedente.

VENTAJAS

• Sincronización. 
• No tiene componentes en continua.
• Detección de errores.

DESVENTAJAS

• Presencia de una componente en continua.
• Ausencia de capacidad de sincronización. 

Formatos de Codificación usando señal digital