INTRODUCCION A LA TELEINFORMATICA

TELEINFORMATICA

INTRODUCCIÓN


Una de las principales características de la sociedad actual es la gran importancia que ha adquirido la posesión y el uso de la informática. Se ha acuñado el termino de sociedad de la información para describir este fenómeno. El almacenismo, el manejo y la difusión de grandes cantidades de información es algo habitual en nuestros días, favorecido por el desarrollo de las denominadas nuevas tecnologías de la información. La informática ha facilitado este hecho, pero sucede, cada vez más, que la información que se obtiene o produce en un lugar, se precisa en otro lugar distinto, a veces muy lejano.

Es normal que los datos implicados en un determinado proceso haya que obtenerlos de distintos orígenes, físicamente dispersos. La sociedad actual exige, además, disponer de estos datos con rapidez y fiabilidad. Ante este problema de distancia entre el lugar de producción de datos y el lugar de tratamiento, la obtención de información distante o la comparticion de datos y el lugar de tratamiento, la obtención de información distante o la comparticion de datos por sujetos ubicados en distintos lugares, ha surgido una nueva técnica que utiliza u aúna la Informática y las Telecomunicaciones, a la cual se denomina Teleinformatica.

Mediante esta técnica se pueden interconectar a distancia computadoras, terminales y otros equipos, usando para ello algún medio adecuado de comunicación, como por ejemplo líneas telefónicas, cables coaxiales, microondas, etcétera.
Los problemas que se platean para la puesta en funcionamiento de lo que llamaremos sistema teleinformatico son muchos y complejos, incluyendo los siguientes:

* La transformación de la información digital que circula por la computadora en una clase de señal, analógica o digital, adecuada a los circuitos utilizados en la transmisión.

* La utilización óptima de la línea de telecomunicación, transmitiendo múltiples informaciones simultáneamente, según la capacidad de la misma.

*La eliminación o minizacion de los errores que puedan producirse por ruidos e interferencias, así como la protección contra la perdida o atenuación de la señal que se produce al ser enviada a grandes distancias.

* La conmutación de circuitos y de mensajes necesaria en una red para establecer diferentes orígenes y destinos.

* La compatibilidad entre los equipos y medios de comunicación, tanto a nivel físico como lógico, etcétera.


CONCEPTOS Y DEFINICIONES

Se denomina Teleinformatica o Telematica a la técnica que trata de la comunicación de datos y realización de procesos entre equipos informaticos distantes.
Al conjunto de equipos, medios de comunicación y software utilizados para la realización de una determinada aplicación informática se le denomina sistema teleinformatico.
Un sistema teleinformatico básico consta de un terminal remoto desde el cual se envían los datos a una computadora central o host, a través de una línea de telecomuncion para su proceso y posterior recepción de resultados.
Al medio físico empleado para la transmisión de datos se le denomina red de telecomunicación. A través de ella se envía la información bien en forma de señal analógica o bien en forma de señal digital, dependiendo del tipo de medio y de la tecnología utilizados. Hasta fechas recientes se utilizaba señal analógica exclusivamente, ya que la señal digital se amortigua y se pierde a grandes distancias, pero actualmente se ha conseguido eliminar este problema y aprovechar las grandes ventajas que aporta la transmisión digital. En cualquier caso es necesario intercalar entre el equipo y la red un dispositivo que transforme la señal digital que utiliza el primero en la clase de señal que se envía por la red, así como realizar la transformación inversa cuando se recibe la señal desde la red. Estos dispositivos se denominan módem o adaptadores según la clase de transformación que realizan.

Los módem, contracción de modulador-demodulador, transforman la señal digital en analógica y viceversa mediante algún tipo de modulación. También se ocupan de controlar la calidad de la comunicación detectando y en algunos casos corrigiendo los errores que se producen. Pueden ser externos o internos según su ubicación respecto del terminal.

Los adaptadores, a diferencia de los módems, no varían la forma de la señal sino solamente la magnitud de esta para adaptarla convenientemente al tipo de línea utilizada.

La unidad de control de comunicaciónes o procesador front-end es un dispositivo especializado en la gestión de todas las tareas inherentes a la comunicación con terminales remotos, descargando de este trabajo a la computadora central, a la cual esta conectado.

Se denomina canal de comunicación al enlace que se establece entre un equipo emisor y un equipo receptor, permitiendo la transmisión de datos en un único sentido. Para optimizar el uso de las líneas de telecomunicación, permitiendo que fluyan por ellas varios canales de comunicación, se utilizan dos tipos de dispositivos: los multiplexores y los concentradores. La diferencia entre ambos consiste en que los segundos gestionan la transmisión de varios canales y los multiplexores solo son capaces de unir y, en su caso, separar las diferentes señales. La velocidad de transmisión corresponde a la cantidad de información que se transmite por una línea de telecomunicación en la unidad de tiempo. Se mide en diferentes magnitudes:


•Baudios: numero de estados de señal transmitidos por unidad de información de tiempo.

•Bits por segundo (bps): numero de bits de información que se envían cada segundo.

•Caracteres por segundo (cps): numero de caracteres o bytes que se envían por segundo.

•Si se utilizan dos estados de señal (representando los dos bits de información 0 y 1), coinciden el valor medido en baudios y bps. En cambio, si se utilizan más estados o niveles (transmisión multinivel), la relación entre los valores medidos corresponde a la siguiente expresión:

•baudios=log2N*bps
•Por ejemplo, se tienen las siguientes equivalencias

•2 estados: 1 baudio = 1 bps

•4 estados: 1 baudio = 2 bps

•8 estados: 1 baudio = 3 bps

MODOS DE TRANSMISIÓN

En el interior de la computadora e incluso con algunos periféricos próximos, la transmisión de información se realiza en paralelo, es decir, se transmite simultáneamente una palabra de información, utilizando para ello tantos hilos de comunicación como bits componen la palabra. En cambio, en las transmisiones a larga distancia no es rentable ni fiable la utilización de este sistema ya que aumenta considerablemente la complejidad y el coste de los circuitos; por ello se utiliza la transmisión en serie, enviándose un bit tras otro mediante un único circuito.

Se denominan sincronización al proceso mediante el cual el equipo receptor conoce los momentos exactos en que debe medir la magnitud de la señal para identificar la información transmitida.
Se distinguen tres niveles en el citado proceso, para el reconocimiento del inicio y final de cada elemento de información transmitido:

◦Sincronización a nivel de bit.

◦Sincronización a nivel de carácter.

◦Sincronización a nivel de bloque.

◦Existen dos modos básicos de transmisión de caracteres:

◦Transmisión sincrónica. Envía la información octeto a octeto, en cualquier momento. Cada uno de ellos va precedido de un bit de arranque (bit de start) y seguido de uno de parada (bit de stop) para ser identificados por el receptor. Las velocidades de transmisión permitidas en este modo son muy bajas, inferiores a 1200 (bits por segundo)

Transmisión asincrónica. El emisor y el receptor disponen de sendos relojes sincronizados por medio de los cuales controlan la duración constante de cada acteto transmitido. Estos se envían de una forma continuada agrupados en bloques de información. En este modo se puede tener cualquier velocidad de transmisión por alta que sea. Son velocidades típicas 2400, 4800, 9600 y 19200 bps.

Según el sentido del flujo de la información existen tres modos de transmisión:

◦Simplex. La transmisión de datos se realiza en un único sentido, desde una estación emisora a una estación receptora, que generalmente corresponden a un terminal como origen y una computadora central como destino, o bien una computadora como origen y una impresora o unidad de visualización como destino. Como ejemplo del primer caso se tienen las denominadas estaciones de recogida de datos (meteorológicos, de trafico, contaminación, etcétera), y un ejemplo típico del segundo caso son los terminales de visualización instalados en las estaciones de tren, avión, etcétera, para la información de los horarios. Este modo es el menos utilizado.

◦Semiduplex o half-duplex. Se denomina así al modo de transmisión en el que el envío de datos se realiza en ambos sentidos pero no simultáneamente. Por tanto, los equipos conectados con este modo son ambos emisor y receptor, aunque en cada momento realizan una sola de estas funciones, alternando el sentido de la comunicación cada vez que sea necesario. Es el modo más utilizado por permitir comunicación en ambos sentidos a un coste reducido.

Dúplex o full-duplex. Mediante este modo se establece la comunicación de datos a través de la línea de teleproceso en ambos sentidos simultáneamente, lo que permite una mayor agilizacion de las operaciónes de recepción de datos y envío de resultados. A pesar de ser el más eficiente, no es el más utilizado, debido al coste superior que implica el uso de equipos y redes de telecomunicación más complejos.

MEDIOS DE TRANSMISION

La información circula por la computadora en forma de señal digital, estos es, codificada utilizando un alfabeto de dos símbolos que corresponden a dos intensidades diferentes de corriente eléctrica. Esta forma de transmitir información se ha mostrado inadecuada para el caso de comunicaciones a grandes distancias, utilizándose para ello la señal analógica o una señal digital de diferentes características. Por tanto, no solo se han diseñado medios de transmisión especializados sino que además se han podido utilizar los medios ya existentes en telefonía y telegrafía.
Actualmente los medios físicos más utilizados en transmisión de datos son los siguientes:
■Cables de pares: empleados asimismo en comunicaciones telefónicas, consisten en dos hilos conductores recubiertos de material aislante y trenzados a fin de disminuir las posibles interferencias

■Cables de cuadretes: similares a los anteriores pero utilizando cuatro hilos conductores, de dos tipos diferentes según el trenzamiento.

■Cables coaxiales: formados por un hilo conductor central y otro cilíndrico exterior (rejilla de hilos o lamina de aluminio). El cable esta recubierto de material aislante, ocupando también el espacio entre el cilindro conductor y el hilo central. Este sistema reduce enormemente las interferencias, permite transmitir a altas frecuencias y su capacidad o ancho de banda es bastante grande, con lo cual un cable coaxial puede soportar un elevado numero de canales de información.
■Microondas: la información se transmite por el aire mediante ondas electromagnéticas. Tiene la ventaja de que no se necesita un enlace físico y que el ancho de banda del aire es prácticamente ilimitado. No obstante es necesario un enlace visual entre los puntos emisor y receptor, por lo cual, debido a la orografía terrestre, su separación máxima ronda los 50 km., salvo que se instalen repetidores intermedios que reciban la señal desde el emisor y la reemitan hacia el receptor.

■Vía satélite: consiste en la utilización como repetidor, en un enlace para microondas, de un satélite artificial geostacionario, lo que permite alcanzar grandes distancias al salvar la orografía terrestre, aunque presenta el inconveniente de que los cambios atmosféricos pueden afectar a la transmisión.
■Fibra óptica: se utiliza como medio físico la fibra de vidrio y como señal la luz, normalmente emitida mediante un proyector de rayos láser, lográndose alcanzar grandes distancias sin apenas perdidas. Tiene la ventaja de que la comunicación no es afectada por el ruido y las radiaciones, y entre sus inconvenientes figura su elevado coste y que las conexiones requieren un complejo proceso de soldadura.


PROTOCOLO DE COMUNICACIONES

Para posibilitar la interconexión de diferentes equipos informaticos a través de las distintas redes de comunicaciones, obteniéndose lo que se denomina sistemas abiertos, ha sido necesario establecer una serie de convenciones que afectan a los requerimientos físicos y a los procedimientos a seguir. Para ello, diversos organismos internacionales se han encargado de dictar las normas necesarias, principalmente la ISO (International Standard Organization) a escala mundial y el CCITT (Consultive commite for International Telephone and Telegraph) en el ámbito europeo.
Antes de sus normalizaciones, cada fabricante establecía sus propias normas o protocolos, lo que impedía la comunicación entre equipos de diferentes fabricantes y el uso de redes ajenas. Definimos como protocolo de comunicaciones al conjunto de normas, convenciones y procedimientos que regulan la comunicación de datos y la comparición de procesos entre diferentes equipos, bien totalmente o bien en alguno de sus aspectos.
Para el establecimiento de las normas, que afectan a gran cantidad de elementos implicados en la comunicación, se ha decidido dividir el problema en otros más pequeños, determinándose una serie de subconjuntos denominados niveles de comunicación. Cada nivel contempla una parte de los elementos afectados. Sus requerimientos y convenciones se abordan de forma independiente, lo que permite que las modificaciones en un nivel no afecten a los restantes. En general, al conjunto de niveles establecidos junto con sus protocolos se denomina arquitectura de la red. La organización ISO ha definido la normalización de comunicaciones entre equipos informaticos estableciendo en su publicación de 1984, ISO: Reference Model of Open System Interconnection, siete niveles en cuanto a su arquitectura.
Cada uno de estos niveles trata de dar respuesta a cada uno de los interrogantes que se plantean en la utilización de una red teleinformatica. Sirva como ejemplo el siguiente esquema simplificado de ello:

■¿ Qué se desea hacer ?.......................................................Aplicación.


■¿ Cómo me entendera el otro proceso.................................Presentación.

■¿ Con quién y cómo se establecerá la comunicación ?........Sesión.

■¿ Dónde esta el otro proceso ?............................................Transporte.

■¿ Por qué se llega allí ?.......................................................Red.

■¿ Cómo ir a través de esa ruta ?..........................................Enlace.

■¿ Cómo se puede conectar al medio físico ?........................Físico.

1.- Nivel físico. En él se definen los requerimientos de los equipos (unidades centrales y periféricos o equipos terminales de datos - ETD) y los módem o ETCD (equipos terminales del circuito de datos), así como las características de las señales y de los medios físicos empleados para la interconexión entre unos y otros. La norma V.24 (RS-232-C en la notación estadounidense) define este nivel, siendo el conector por ella definido el de más extendido uso, en el que se dispone de 25 tomas numeradas, correspondiente cada una a un circuito especifico con una función determinada.

2.- Nivel de enlace. Define los medios y procedimientos para el establecimiento, manteniendo y desconvino de circuitos que permiten el envío de los bloques de información, controlando la correcta transferencia de los datos y articulando los mecanismos necesarios para la detección y corrección de los posibles errores que se pudieran producir. Para este nivel esta definido el protocolo HDLC (High-level Data Link Control), que opera sobre circuitos de comunicación dúplex y define cada bloque a transmitir, denominado trama, como el conjunto de la información propiamente dicha junto con otras informaciones de control organizadas de acuerdo con el formato presentado en la Figura 8.20.

3.- Nivel de red. Define el intercambio de la información dentro de una red teleinformatica, ocupándose del agrupamiento de tramas en paquetes, del direccionamiento y control de los mismos a través de los nodos de la red y de la detección y corrección de errores. El protocolo X.25 ha sido definido por el CCITT para el nivel físico y una parte del protocolo HDLC para el nivel de enlace.

4.- Nivel de transporte. Se ocupa del agrupamiento de los paquetes de datos en mensajes y su descomposición posterior, de la transferencia de los mismos, relacionándose de esta manera con el nivel inferior, de la optimizacion del uso de la red, seleccionando las conexiones adecuadas y ofreciendo la máxima calidad posible. Por ultimo incluye, como en los otros niveles, procedimientos de detección y recuperación de errores.

5.- Nivel de sesión. Su principal objetivo es el control de las operaciones que se realizan sobre los datos, con el fin de asegurar su integridad con respecto al uso compartido de los mismos. En este nivel se agrupan los mensajes relacionados conformando una transacción, cada una de las cuales ha de ser independiente de las demás.

6.- Nivel de presentación. Se ocupa de la organización de las entradas y salidas, definiendo los formatos necesarios de los terminales, los archivos y los trabajos, con el fin de poder ser utilizados por la sesión y por la aplicación del usuario.

7.- Nivel de aplicación. Su principal función consiste en el control y supervisión de los procesos de aplicaciones de usuario que necesitan intercomunicaciones en algún momento o que están especializados en ello (correo electrónico, transferencia de archivos, etc.).


REDES DE TRANSMISION DE DATOS.

Denominamos red teleinformatica, red de proceso o, generalizando el termino, red de transmisión de datos, al conjunto formado por los equipos y los medios físicos y lógicos que permiten la comunicación de informaciones y la comparación de procesos entre diferentes usuarios a cualquier distancia que se encuentren. Podemos clasificarlas en tres grandes grupos:

■Redes dedicadas.

■Redes de área extensa.

■Redes de área local.
■Redes dedicadas.
■Estas redes, también denominadas de uso exclusivo se caracterizan por que son instaladas o alquiladas por uno o varios usuarios para su uso exclusivo, estando cerradas, por tanto, a las comunicaciones de otros usuarios ajenos. Las principales son la red punto a punto y la red multipunto.

■Red punto a punto: consiste en una conexión fija, reservada en exclusividad, entre dos estaciones. Ello tiene el inconveniente de un mayor coste, pero aporta diversas garantías como son mayor seguridad y fiabilidad, y altas velocidades de transmisión, permitiendo comunicaciones sincronías o asincronas. Esta es la forma de conexión más utilizada hasta ahora si se desea disponer de las ventajas expuestas. Por ejemplo, un terminal bancario esta conectado a su computadora central de esta forma en la mayoría de los casos.

■Red multipunto: en ella se conectan varios terminales a una computadora central por medio de una sola línea de teleproceso utilizando para ello un dispositivo denominado concentrador de comunicaciones. Puede suceder que el concentrador no este ubicado próximo a algunos terminales, con lo cual se tiene una red mixta ya que la parte de la misma comprendida entre el terminal y el concentrador es punto a punto. Se suele utilizar esta red, por ejemplo, en aquellas oficinas bancarias que disponen de varios terminales conectados a una computadora central remota.

■Red multipunto serie: Es una variación de la anterior en la cual los terminales no se conectan a un concentrador de comunicaciones, sino entre ellos formando un lazo. Otra posibilidad de comparición de redes dedicadas consiste en la utilización de multiplexores.

■Redes de áreas externas.

■Las redes de área extensa o WAN (Wide Area Network) son redes pertenecientes a grandes compañías u organismos oficiales, abiertas a la comunicación de cualquier usuario que se conecta a ellas, normalmente mediante un contrato de alquiler, asignándose un identificativo que le permite intercambiar información con cualquier otro abonado, asignándose un identificativo que le permite intercambiar información con cualquier otro abonado. Son redes de este tipo la red telex, la red telefónica conmutada y la red iberpac.
■Red telex: es posiblemente la más antigua de las redes publicas de transmisión de datos y depende de la Dirección General de Correos y Telecomunicaciones. Permite intercambio de información textual por medio de terminales denominadas teleimpresoras o teletipos, aunque también se pueden conectar computadoras y otro tipo de terminales para compartir su uso normal con la comunicación a través de la red. La conexión se realiza por medio de un contrato de abono, al igual que en las otras redes publicas, disponiendo cada usuario de un numero de abonado que le identifica frente a los demás usuarios y a la red, tanto para el envío como para la recepción de mensajes. Tiene la desventaja de una muy lenta velocidad de transmisión (de 50 a 200 bps) y las ventajas de no sufrir interferencias y tener una cobertura internacional.

■Red telefónica conmutada: también denominada red telefónica básica, depende de la Compañía Telefónica y es la red utilizada en las comunicaciones orales por teléfono. A través de esta red, que transmite señal audible, puede conectarse un usuario, por medio del correspondiente módem, a cualquier otro abonado, indentificandose ambos por su numero de teléfono. Entre sus ventajas figuran su amplia cobertura, nacional e internacional, y su precio, en comparación con las redes de uso exclusivo, ya que se factura según la duración de la comunicación al igual que las conferencias telefónicas, y uno de sus inconvenientes es su baja calidad, al ser una red para voz con un ancho de banda inferior a lo deseable. Se utiliza principalmente para comunicaciones esporádicas y de corta duración. Las velocidades de transmisión oscilan de 1200 a 2400 bps.

■Red iberpac: promovida por las grandes empresas, sobre todo del sector bancario, depende de la Compañía Telefónica y su objetivo es el establecimiento de una red nacional especializada en transmisión de datos, fundamentada en unos grandes nodos de concentración situados en algunas capitales. Se caracteriza por su alta calidad y utiliza la técnica de conmutación de paquetes. Esta conectada a las redes publicas citadas en los apartados anteriores y asimismo a las grandes redes internacionales de transmisión de datos: Transpac en Francia, Tymney y Telenet en Estados Unidos, Datapac e Infoswith en Canadá, etcétera.

■Redes locales.

■Las redes de área local , redes locales o simplemente LAN (Local Area Network) son las instaladas en un dominio geográfico limitado, como puede ser el interior de una empresas u organismo, con el objetivo de satisfacer las necesidades informáticas, integrando todos los equipos existentes para aprovechar al máximo sus capacidades de proceso y almacenamiento. Existe la posibilidad de establecer un punto de enlace con otras redes locales o extensas, ampliando de esta manera las posibilidades de comunicación de todos los usuarios de la red mediante diferentes conexiones que según sus características pueden ser: puentes (bridges), pasarelas (gateways) o encaminadores (routers). Denominados topología de una red a la estructura utilizada en la distribución de los equipos conectados a la misma. Las principales topología para redes locales son: Bus, anillo y estrella.

■Red en bus: la comunicación queda establecida de todos a todos por medio de una línea bus que los recorre.

■Red en anillo: consiste en un bus cerrado en sus extremos al cual están conectados todos los equipos.

■Red de estrella: todos los equipos están conectados mediante líneas independientes a un controlador central encargado de realizar la conmutación de comunicaciones y la gestión de los recursos de la red.

■Método de Paso de Testigo

■El método de paso de testigo se utiliza sobre todo en redes con topología en anillo y en menor medida en redes en bus.

■Consiste este método en la utilización de un paquete de información especial, el testigo, que cada nodo recibe del anterior y retransmite al siguiente, indicándole de este modo que la red está libre. Cuando un nodo desea transmitir ha de esperar a que le llegue el testigo, a continuación coloca su paquete de información junto con la dirección del nodo destinatario y el mismo testigo y lo transmite a la red. Cuando es recibido por el destinatario, éste, después de copiar su contenido, lo devuelve al emisor con una indicación de que lo ha recibido, y finalmente cuando llega al emisor y éste comprueba la correcta recepción, retira la información y vuelve a poner en circulación el testigo.

LOS SERVICIOS DE VALOR AÑADIDO
Son servicios ofrecidos por distintas empresas u organismos a través de las redes de transmisión de datos, racterizados por las siguientes propiedades:
■- Están abiertos a cualquier usuario.

■- Permiten conexión de equipos de diferentes características mediante los correspondientes interfaces.

■- Proporcionan un buen aprovechamiento de los recursos y una alta rentabilidad al ser utilizados por un gran número de usuarios.

■- Son servicios relativamente económicos, estando determinado su coste, principalmente, por el uso que se hace de ellos.

■Servicio Telex.

■Es un servicio internacional, que en España utiliza como soporte la red Iberpac, cuya función es la transferencia de archivos de texto, formateados en páginas. Los terminales empleados permiten el almacenamiento, la edición y la impresión de los textos.

■Este servicio se concibió como una extensión del servicio telex, al cual está conectado, proporcionando mejoras en cuanto a su velocidad de transmisión, corrección de errores producidos y formato de los documentos; no obstante, en la actualidad está en recesión debido ala existencia de mejores alternativas.
■Servicio Telefax.

■Está soportado por la red telefónica conmutada, por lo que también posee cobertura internacional. Permite el envío y recepción de documentos, textos, gráficos o imágenes mediante el sistema denominado facsímil. Para ello el equipo emisor considera la página que se va a trasmitir como una matriz formada por pequeñas cuadrículas, cada una de las cuales es transformada en señal electrónica para ser convertida en su imagen original en el destino.

■Aunque se utilizan en general terminales específicos, también pueden ser sustituidos por computadoras personales que dispongan de una tarjeta y del software adecuado. Con ellas se obtienen algunas ventajas, como la posibilidad de editar el documento que se desea enviar o almacenar en memoria el que se reciba.

■Servicio Videotex y red Ibertex.

■Este servicio está concebido para acceder, por medio de terminales de bajo coste, a bases de datos proporcionadas por empresas públicas y privadas. En España es ofrecido por la compañía Telefónica, denominándose Ibertex, y apoyándose en la red telefónica conmutada para la conexión de los terminales de usuario y en la red Iberpac para su enlace con los centros proveedores de servicio.

■Inicialmente este servicio se pensó para usar los televisores como terminales de visualización, además de los específicos, pero la gran difusión y abaratamiento de las computadoras personales ha hecho que se diseñen tarjetas y software para incorporar esta función en ellas.