protocolos de red clase 1

PROTOCOLOS DE REDCLASE 1/4

Por José Luis Carrillo

HISTORIA DE TCP/IP

DARPA

70’s: DARPA: Defense Advanced Research Projects Agency

Nacida en los 50’sDurante la Guerra Fría

Robert Kahn

Vinton Cerf

Network Control Program (NPC)

ARPANET

Equipo creador de ARPANET

ARPANET

1973 - 1974: Finalmente un Protocolo de Comunicaciones permitió comunicar redes distintas aún siendo de características diferentes y con gran confiabilidad.

Nace TCP

Nace TCP/IP

1975:• TCP v1• TCP v2• TCP v3 & IP v3

TCP/IP

1977:

TCP/IP

1978:• TCP/IP v4

1982:

1985:

Estándar Militar

Uso Comercial

Internet

TCP/IP v6

TCP/IP v4: – Direcciones de 32 bits.– 4 millones de combinaciones.

TCP/IP v6. (desarrollo 1995, liberación 2003)– Direcciones de 128 bits.– 34 trillones de combinaciones.

FUNDAMENTOS DE TCP/IP

Protocolos

Conjunto de normas que regulan la comunicación (establecimiento, mantenimiento y cancelación) entre los distintos componentes de una red informática.

Señalización

Intercambio de información (de otra forma que no sea mediante la palabra) relacionada específicamente con el establecimiento, la liberación y otras formas de control de las comunicaciones, y con la gestión de la red, en la explotación automática de telecomunicaciones

Estructura TCP/IP

Acceso de Red

Internet

Transporte

Aplicación

TCP/IP NO ES UN ESTANDAR ISO

ISO (Organización Internacional de Estándares)

• Federación de alcance mundial.

• 152 países incluido México.

• Establecida en 1906 como Comisión

Electrotécnica Internacional (IEC).

• 1926: Federación Internacional de la

Organización Estandariza dora

Nacional (ISA).

• 1946: 25 países.

• 1947: Recibe el nombre de ISO.

• Clave ISO de México: MX

Modelo de Referencia OSI

EL MODELO OSI SI ES UN ESTANDAR ISO

OSI vs TCP/IP

OSI vs TCP/IP

TCP/IPCapa 1

Capa Física

Capa Física

• Encargada del manejo físico de las señales en una red.– Modulación.– Multiplexación.– Reconstrucción física de señal.– Códigos de línea.– Etc.

Señal

• Una señal es una perturbación de un entorno o medio provocado por una fuente que mediante dicha perturbación es capaz de transmitir información.

Señales Analógicas

• Una señal analógica puede adoptar una infinidad de valores en un intervalo de amplitud y tiempo definidos.

Señal Digital

• Una señal digital puede adoptar una cantidad finita y definida de valores en un intervalo de amplitud y tiempo definidos.

Señal Senoidal

Longitud de Onda

Longitud de Onda

• La longitud de onda es la distancia que una señal periódica simple puede viajar en un periodo de tiempo.

Longitud de onda = Velocidad de propagación / frecuencias

Si la velocidad de propagación, es igual a la velocidad de la luz entonces:

λ=c/f Donde c=3x108 [m/s]

Frecuencia

• Es la cantidad de ciclos o periodos por unidad de tiempo.

• Inverso del periodo 1/T[s]

• Unidad [Hz]

Señal analógica compuesta

t [s]

Señales analógicas compuestas

Espectro

W [Hz]

Voz Humana

• Frecuencia mínima 20 [Hz] Aprox.• Frecuencia máxima 3.8 [KHz] Aprox.• Frecuencia máxima audible 20 [KHz] Aprox.

Ancho de Banda (BW – Bandwidth)

• Rango o intervalo de frecuencias en el cual esta contenido una señal.

Práctica 1

• Usando un osciloscopio por software para tarjeta de sonido encontrar la frecuencia característica de la voz de un miembro del equipo.

• Encontrar las señales componentes principales de las mismas.

• Obtener una imagen de la señal analógica en es espacio del tiempo y de la frecuencia (Espectro).

Modulación analógica

• La modulación es un proceso mediante el cual uno de los parámetros de una señal senodial (amplitud, frecuencia o fase) llamada portadora, es alterado conforme a las características de otra señal llamada moduladora.

Modulación Analógica

• AM (Amplitud Modulada)• FM (Frecuencia Modulada)• PM (Fase Modulada)

Modulación AM

Modulación FM

Modulación PM

Modulación PM

Contaminación en las señales

• Ruido• Atenuación• Interferencia• Distorsión

Ruido

Atenuación

Interferencia

Distorsión

Filtros

• Paso Bajas• Paso Altas• Paso Banda

Filtro paso bajas

Filtro paso bajas

Filtro paso altas

Filtro paso altas

Filtro paso banda

Filtro paso banda

Proceso de digitalización

Muestreo

Teorema de Nyquist

• La frecuencia de muestreo mínima requerida para obtener una señal digital de calidad, debe ser igual al doble de la frecuencia máxima de le señal a digitalizar.

Cuantificación

Codificación

Tasa de transmisión

también conocida como rendimiento o ancho de banda digital es la cantidad de bits que son enviados a través de un medio de comunicación y se mide en bits por segundos [bps]

PCM (Pulse Code Modulation)

Ejemplo

T.T. Voz (telefonía)

64 kbps

Ejercicio

Multiplexación

Multiplexar es enviar varias señales de la misma naturaleza a través del mismo medio de transmisión sin que se interfieran entre sí.• Por división de espacio.• Por división de frecuencia.• Por división de tiempo (TDM).• Por división de código.

Multiplexación por división de espacio

Multiplexación por división de frecuencia

Multiplexación por división de tiempo tiempo (TDM)

TDM

Multiplexación por división de código

Códigos de línea

Se emplean para codificar la información binaria de tal forma que al ser transmitidos por el medio de transmisión esta se conserve con la mayor integridad posible.• Suficiente información de reloj, la cual se

consigue con la mayor cantidad de cambios posibles en la amplitud de la señal.

• Fácil detección de errores.

Códigos de línea

• Unipolares• Polares

• NRZ (Non Return to Zero)• RZ (Return to Zero)

Códigos de línea

Códigos de línea

Modulación Digital

La modulación digital no es otra cosa que la modulación de señales digitales, y se emplean las mismas técnicas de modulación que en las señales analógicas, adicionando otras mas.

Modulación Digital

• ASK (Amplitude Shift Keying)• FSK (Frecuency Shift Keying)• PSK (Phase Shift Keying)• QSK (Quadrature Shift Keying)

Modulación Digital

Modulación Digital

Modulación Digital QSK

Modulación Digital QSKEjemplo 8QSK

Ejemplo

Dispositivos de Red de Capa 1

Componentes de un sistema de comunicación digital

Componentes de un sistema de comunicación digital

RESUMEN

Modulación Multiplexación Códigos de Línea

OSI TCP/IP

FISICA FISICA ACCE

SO D

E RE

D