tema 4: tecnologías de la comunicación. internet
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TEMA 4: TECNOLOGÍAS DE LA COMUNICACIÓN. INTERNET Francisco Raposo Tecnología 3ºESO TEMA 4. TECNOLOGÍAS DE LA COMUNICACIÓN. INTERNET TECNOLOGÍA 1. SISTEMAS DE COMUNICACIÓN 1.1.Elementos de un sistema de comunicación EMISOR Señaltx CANAL (Interferencias) Señalrx RECEPTOR Codificación Un mensaje (señal) es una información que tiene un sentido para quien lo emite y para quien lo recibe. Para que se establezca una comunicación es necesario que existan los siguientes elementos: - Emisor: es el sujeto o dispositivo que envía el mensaje. Para ello tiene que transformar la información en una señal física (eléctrica, sonora, luminosa, etc.) y prepararla para que pueda ser enviada por el canal. - Canal: Es el medio por el que viajan las señales desde el emisor al receptor. En un mismo medio puede haber más de un canal. Durante su propagación la señal se deteriora debido a: Interferencias: son señales similares a la señal transmitida que interfieren en la señal emitida. Atenuación: la señal es enviada con una potencia de transmisión y a medida que viaja por el canal, la potencia se va perdiendo, siendo más fácil que las interferencias afecten a la señal. - Ruido: son señales no similares a la señal transmitida que se acoplan a la señal. Receptor: es el sujeto o aparato que recoge la señal y la transforma, recuperando el mensaje original. Para que la comunicación pueda producirse, el emisor y el receptor tienen que compartir un código, de tal forma que se codifique la información y solo ellos sepan decodificarlo. 1.2.Señales de comunicación Una señal de comunicaciones es una variación de corriente eléctrica, intensidad luminosa, electromagnética o cualquier otra magnitud física que se utiliza para transmitir un mensaje. Hay dos tipos básicos de señales: - Señales analógicas: Son señales continuas, sin interrupciones. Página 1 TEMA 4. TECNOLOGÍAS DE LA COMUNICACIÓN. INTERNET - TECNOLOGÍA Señales digitales: Son señales discontinuas, formadas por pulsos. Para pasar de un tipo de señal a otra hay que realizar las siguientes operaciones: - Muestreo de la señal: esta operación se encarga de recoger el valor de la señal analógica cada Ts segundos (Periodo de muestreo), obteniendo así una señal digital. - Interpolación de la señal: se encarga de unir los valores independientes de la señal digital para hacer que sea continua. Hay distintos métodos de interpolación dependiendo de la función que se utilice para unir los puntos. 1.3. Medios de transmisión Llamamos medios de trasmisión a los soportes físicos a través de los que puede transmitirse una señal. Son básicamente de dos tipos: - Medios de transmisión guiados (alámbricos): cuando permiten conducir la señal a través de un camino determinado. Entre ellos tenemos cable coaxial, el cable de par trenzado y la fibra óptica. - Medios de transmisión no guiados (inalámbricos): cuando permiten transmitir la señal pero no permiten dirigirla. Las principales son la atmosfera, el agua y el espacio exterior. Página 2 TEMA 4. TECNOLOGÍAS DE LA COMUNICACIÓN. INTERNET TECNOLOGÍA 1.4.Comunicación mediante ondas Una onda es una perturbación que se propaga a través del espacio transportando energía. Se caracterizan por su: - Amplitud (A): es la diferencia entre el punto de equilibrio y el valor máximo de la magnitud que se propaga con la onda. - Frecuencia (F): es el número de veces que la onda se repite en un segundo; es decir, el número de pulsos por segundos. - Longitud de onda (λ): es la distancia que recorre la onda entre dos pulsos consecutivos. Cuanto mayor es la frecuencia menor es la longitud de onda. - Velocidad de propagación (v): es la velocidad que se propaga la onda y se define como la longitud de onda que se transmite en un periodo de tiempo T. 𝑣= λ 𝑇 =λ·F Según el medio por el que se propaga, hay dos tipos: - Ondas mecánicas: necesitan de un medio sólido, líquido o gaseoso para propagarse. Por ejemplo, las ondas sonoras o las ondas que se producen en los muelles. - Ondas electromagnéticas: que pueden propagarse por el vacío. Hay muchos tipos de ondas electromagnéticas: el calor, la luz, los rayos X, las ondas de radio, las ondas de televisión, etc. El conjunto de todas ellas recibe el nombre de espectro electromagnético. 1.5.Ancho de banda y capacidad de un canal - El ancho de banda de un canal, “B”, es un indicador de la máxima cantidad de datos que pueden pasar por un camino de comunicación en momento dado. Cuanto mayor sea el ancho de banda, más datos podrían circular por el canal en cada segundo. Se mide en Hz. Página 3 TEMA 4. TECNOLOGÍAS DE LA COMUNICACIÓN. INTERNET - TECNOLOGÍA La capacidad de un canal, “C”,es la velocidad a la que se pueden transmitir los datos en dicho canal. Esta velocidad se mide en Bits/seg (bps). 𝐶 = 𝐵 · log 2 𝑀 � 𝐵 𝑒𝑠 𝑒𝑙 𝑎𝑛𝑐ℎ𝑜 𝑑𝑒 𝑏𝑎𝑛𝑑𝑎 𝑀 𝑒𝑠 𝑛ú𝑚𝑒𝑟𝑜 𝑑𝑒 𝑠𝑖𝑚𝑏𝑜𝑙𝑜𝑠 𝑑𝑖𝑓𝑒𝑟𝑒𝑛𝑡𝑒𝑠 𝑞𝑢𝑒 𝑠𝑒 𝑝𝑢𝑒𝑑𝑒𝑛 𝑒𝑛𝑣𝑖𝑎𝑟 2. LA RADIO 2.1.Modulación Una señal luminosa, eléctrica o de cualquier otro tipo, se puede modificar de manera que pueda utilizarse para transmitir una cierta información. El proceso mediante el que transformamos una señal en otra más compleja se denomina modulación. Si nos centramos en las modulaciones de aire, podemos encontrar que intervienen dos tipos de señales: - La señal moduladora, que es la que contiene la información que se quiere transmitir. Suele ser una frecuencia baja. - La señal portadora, que es una señal electromagnética de alta frecuencia que se modifica teniendo en cuenta la información de la señal. 2.2.AM y FM Dependiendo de cómo se lleve la modulación o transformación de la señal de información, podemos diferenciar: - Modulación de amplitud (AM): se modifica la amplitud de la señal portadora a partir de la moduladora. Es decir, la onda portadora se hace más o menos débil dependiendo de la señal moduladora. - Modulación de frecuencia (FM): se modifica la frecuencia de la señal portadora. Es decir, la portadora se repite más o menos veces en un segundo dependiendo de la señal moduladora. Página 4 TEMA 4. TECNOLOGÍAS DE LA COMUNICACIÓN. INTERNET TECNOLOGÍA 3. SISTEMAS CELULARES 3.1.Organización del sistema celular La filosofía de los sistemas celulares es utilizar estaciones base de pequeña o mediana potencia y dar servicio a un área más limitada (estación base – célula). En cada célula se puede utilizar una subbanda (subconjuntos) de frecuencias, dentro de la banda total que el operador tenga asignada: - Se considera un radiocanal la pareja de frecuencias para el enlace ascendente y para el descendente. - Los radiocanales de una célula se comparten entre todos los móviles que están en la célula y se asignan de forma dinámica. - Es posible reutilizar radiocanales. 3.2.Localización, traspasos y roaming - El móvil debe está permanentemente localizado, mediante los registros de localización, si recibe una llamada para un terminal, la red la encaminará. - El traspaso es el cambio de radiocanal de una comunicación ya establecida (handover) sin perder la comunicación en curso. - El roaming es posible cuando un usuario es localizado y pueda seguir utilizando un servicio incluso si el servicio lo ofrece otro operador. 4. REDES: INTERNET 4.1.Red Una red es un conjunto de ordenadores conectados entre sí, que pueden comunicarse compartiendo datos y recursos sin importar la localización física de los distintos dispositivos. Hay diferentes formas de clasificar una red: - Dependiendo del territorio que abarca una red se clasifica en: LAN: Local Area Network. Está constituida por un conjunto de ordenadores independientes interconectados entre sí, pueden comunicarse y compartir recursos. Abarcan una zona no demasiado grande, un edificio o un campus. Página 5 TEMA 4. TECNOLOGÍAS DE LA COMUNICACIÓN. INTERNET TECNOLOGÍA WAN: Wide Area Network. Comprende regiones más extensas que las LAN e incluso pueden abarcar varios países. - Dependiendo como se realiza la comunicación: Redes punto a punto (Point-to-point). No son muy prácticas: • Los dispositivos pueden estar muy separados físicamente. • Un número elevado de dispositivos requeriría una cantidad prohibitiva de conexiones. Redes de difusión: La subred es un elemento compartido. 4.2.Ejemplos de otras redes: Redes Inalámbricas (LAN) Redes de Area Metropolitana (MAN) Ej. Televisión por cable Internet Página 6 TEMA 4. TECNOLOGÍAS DE LA COMUNICACIÓN. INTERNET TECNOLOGÍA 4.3.Topologías de red - Topología en malla: cada dispositivo tiene un enlace punto a punto y dedicado con cualquier otro dispositivos. El término dedicado significa que el enlace conduce el tráfico únicamente entre los dos dispositivos que conecta. Ventajas: Enlaces no compartidos. Robustez. Privacidad. Desventajas: Uso ineficiente de recursos. - Topología en estrella: cada dispositivo solamente tiene un enlace punto a punto dedicado con el concentrador central, habitualmente llamado concentrador. Ventajas: Más barata. Facilidad de instalación. Desventajas: - Hay un intermediario en las comunicaciones. Poca robustez. Topología en bus: es multipunto. Un cable largo actúa como una red troncal que conecta todos los dispositivos en la red. Ventajas: sencillez. Desventaja: rotura de cable troncal. - Topología en anillo: cada dispositivo tienen una línea de conexión dedicada punto a punto solamente con los dos dispositivos que están a sus lados. Se utilizan repetidores para reenviar la información. Ventajas: los errores son sencillos de aislar. Desventajas: restricciones del medio físico y tráfico. 4.4.Internet. Protocolo TCP/IP La red de Internet tuvo sus orígenes en los años 60 como un proyecto de DARPA, Departamento de defensa de los Estados Unidos. A partir de los 70, internet se abre al mundo y no es hasta el año 1982, donde queda definido por el nombre “Internet”, definiéndose para la comunicación el protocolo TCP/IP. Página 7 TEMA 4. TECNOLOGÍAS DE LA COMUNICACIÓN. INTERNET TECNOLOGÍA Las características de Internet como red son: - Es una red formada por diferentes tipos de redes. - Tiene una topología irregular porque ha ido construyéndose a lo largo de los años acoplando cada vez más redes. - Todos los ordenadores pueden comunicarse porque hablan el mismo idioma: los protocolos de comunicación TCP/IP. - En resumen: Global, Caótica, Libre, Bajo costo, no es de nadie e insegura. Direccionamiento IP: Para poder identificar las distintas redes y usuarios, se utiliza la dirección IP, que es un número de identificación de un ordenador o de una red (subred). Estas direcciones pueden ser: - Dirección privada: identifica un ordenador dentro de una LAN dentro de una empresa o una red doméstica. - Dirección pública: identifica el equipo en internet. Es única e irrepetible. El formato utilizado hasta hace poco se denomina IPV4 y tiene la siguiente forma: - - Un identificador compuesto por dos partes: Primera parte: identifica la red. Segunda parte: identifica al equipo dentro de la red. Mascara de red: es utilizada para identificar cuantos números identifican a la red o al equipo: 𝐷𝑖𝑟𝑒𝑐𝑐𝑖ó𝑛 𝐼𝑃: 192.168.15.43 (255.255.255.255) 𝑀á𝑠𝑐𝑎𝑟𝑎: 255.255.255.0 (255.255.255.255) Hay diferentes clases de direccionamiento IP, a continuación se muestran tres de ellas, teniendo en cuenta la máscara de red. - - - Clase A: Rango direcciones IP: 1.0.0.0 a 126.0.0.0 Máscara: 255.0.0.0 Clase B: Rango direcciones IP: 128.0.0.0 a 191.255.0.0 Máscara: 255.255.0.0 Clase C: Página 8 Rango direcciones IP: 192.0.0 a 223.255.255.0 Máscara: 255.255.255.0 TEMA 4. TECNOLOGÍAS DE LA COMUNICACIÓN. INTERNET TECNOLOGÍA 5. RELACIÓN DE EJERCICIOS 1. Cuando enviamos un e-mail a un amigo, ¿quiénes hacen el papel de emisor, canal y receptor? 2. Si disponemos un canal que se encuentra limitado por las frecuencias 15 MHz y 18 MHz, ¿cuál es el ancho de banda del canal? ¿y la capacidad del canal si disponemos de 128 símbolos? ¿y si fueran 560 símbolos? 3. Si disponemos de dos canales con ancho de bandas 5 MHz y 10 MHz, respectivamente, ¿quién tiene más capacidad si transmiten el mismo número de símbolos? ¿Y si el canal 1 utiliza 1024 símbolos y el canal 2 32 símbolos? 4. ¿Qué inconvenientes tiene la topología de red en anillo? ¿Y la de bus? 5. En una red en estrella, ¿un fallo en cualquier nodo produce la caída de toda la red? ¿Qué elementos debe fallar para que caiga toda la red? 6. Identifica la clase de red: Dirección Clase Dirección Clase Dirección 10.250.1.1 148.17.9.1 158.98.80.0 150.10.15.0 193.42.1.1 219.21.56.0 192.14.2.0 126.8.156.0 215.45.45.0 220.200.23.1 177.100.18.4 95.0.21.90 199.155.77.56 117.89.56.45 33.0.0.0 215.45.45.0 199.200.15.0 Clase 7. Identifica y subraya la parte correspondiente a la red y la correspondiente al equipo. Identifica la red Identifica el equipo 177.100.18.4 10.15.123.50 119.18.45.0 171.2.199.31 198.98.80.0 123.102.45.254 10.250.1.1 148.17.9.155 150.10.15.0 100.25.1.1 8. En una red con máscara de subred 255.255.255.0, ¿cuántos dispositivos pueden pertenecer a la red? Página 9 TEMA 4. TECNOLOGÍAS DE LA COMUNICACIÓN. INTERNET TECNOLOGÍA 9. Si disponemos las siguientes subredes interconectadas, asigna la dirección IP y la máscara correspondiente a cada uno de los equipos teniendo en cuenta que todos utilizan direccionamiento tipo C. Identifica los tipos de topología existentes. INTERNET Página 10 TEMA 4. TECNOLOGÍAS DE LA COMUNICACIÓN. INTERNET TECNOLOGÍA 6. BIBLIOGRAFÍA Tecnologías 3. Profesorado. Ed. Anaya. http://www.uhu.es/diego.lopez/Docs_ppal/Transparencias%20Redes%20tema4%2005-06.pdf http://www.um.es/docencia/barzana/IATS/Iats08.html http://www.ecured.cu/index.php/Red_de_computadoras Página 11
