¿Qué es la Ingeniería Telemática?

La ingeniería telemática es la aplicación de técnicas de telecomunicación e informática a la transmisión de información digital a larga distancia. Es una disciplina relacionada con el diseño, implementación, gestión y monitorización de las infraestructuras y servicios de telecomunicación.

Redes de Comunicaciones

Una red de telecomunicaciones es una red de enlaces y nodos (combinación de hardware y software) ordenados para la comunicación a distancia, donde los mensajes pueden pasarse de una parte a otra de la red sobre múltiples enlaces y a través de varios nodos. Es una infraestructura que facilita el intercambio de información entre usuarios de una red. Los mensajes en una red son generados por un terminal de envío. A continuación, se transmiten a través de enlaces y nodos hasta que llegan al terminal de destino.

• Los nodos deben gestionar los mensajes y enviarlos por el enlace correcto hacia su destino.
• Los terminales son los puntos de arranque y parada en cualquier entorno de red de comunicación. (PC, Teléfono)
• El enlace de datos es el medio de conexión entre dos lugares con el objetivo de transmitir y recibir información. (ATM)

Clasificación de Redes de Comunicación

En una red podemos tener elementos de interconexión (por ejemplo, un router, switch…), terminales…

Según el tipo de conexión

• Comunicaciones punto a punto: Son las redes que responden a un tipo de arquitectura de red en las que cada canal de datos se usa para comunicar únicamente dos nodos. (Conversación por teléfono)
• Comunicación punto a multipunto: En este caso, el emisor transmite a muchos receptores, también puede existir información de retroalimentación entre el emisor y los receptores. (Radio, TV)
• Comunicación multipunto a multipunto: Es el caso más genérico, donde en un conjunto de terminales pueden distinguirse varios emisores y varios receptores compartiendo la única línea de transmisión. (Los sistemas de chat, donde conceptualmente todos los terminales son a la vez emisores y receptores)

Según la topología física

La topología es la disposición física de las estaciones en el medio de transmisión.

• Red en estrella: En esta red, cada nodo está conectado a un punto central y todas las comunicaciones se hacen a través de este punto, los dispositivos no están conectados directamente entre sí. (Google)
  • Solo 1 interfaz de red.
  • No afecta a otro equipo si uno de ellos transfiere información a otro, si un enlace se rompe solo afecta a un equipo.
  • Respecto a la seguridad, cada elemento puede observar la información entre otros equipos.
• Red en bus: No hay elementos de interconexión, hay un bus que se asocia a X terminales (se caracteriza por tener un único canal de comunicaciones, al cual se conectan diferentes dispositivos). (Cafés de internet).
  • Ventaja: El coste es barato.
  • Desventaja: La red es inestable, es decir, si hay un fallo en la red todo lo demás deja de funcionar.
• Red en aro (poco utilizada): Cada estación tiene una conexión de entrada y otra de salida, tiene un receptor y un transmisor que hace la función de traductor, pasando la señal a la siguiente estación. Solo en una dirección.- La usa la empresa IDM.
• Red en malla (mesh): Cada nodo está conectado a todos los nodos, por lo que es posible llevar un mensaje de un nodo a otro por los distintos caminos, si la red está conectada completamente, no debe de existir ninguna interrupción al comunicar.
  • Se caracterizan porque no hay elementos de interconexión, sino que se realiza entre terminales (conexión directa).
  • Ventaja frente a la red comercial: La red mallada necesita un medio físico para conectarme al resto de terminales de la red.
  • Algunos inconvenientes son el alto coste de la red y que si un enlace se rompe afectaría. La seguridad solamente se hace entre la línea entre dos terminales.

Según ámbito geográfico

• LAN: Local Area Network (Red de Área Local). Una LAN es la red que conecta los ordenadores en un área relativamente pequeña y predeterminada. (Wifi de la casa o del laboratorio). Su topología es en estrella y su origen era en bus.
• WAN: Wide Area Network (Red de área Amplia). Es un grupo de computadoras conectadas en red a largas distancias (100 Km hasta 1000 Km) dando el servidor a un país o continente. (IBM, internet). Su topología es conexión punto a punto, puede ser mallada o en estrella.
• PAN: Personal Area Network (Red de área personal). Es una red de ordenadores usada para la comunicación entre los dispositivos de la computadora cerca de una persona (punto de acceso). El alcance de una PAN es típicamente algunos metros. (Bluetooth o por ejemplo cuando tu reloj inteligente se conecta con otro reloj). Su topología suele ser mallada.
• VAN: Vehicle Area Network. Utilidades en los fabricantes de vehículos cuando la pantalla se conecta al móvil. Su topología suele ser mallada.

Servicios de Telecomunicación

Los servicios de telecomunicación son la utilidad o el provecho que resulta de la prestación, uso y aplicación del conjunto de capacidades y facilidades que nos ofrece la telecomunicación. Estos servicios están gestionados por un proveedor de servicio, este los pone a disposición a los usuarios (con unas normas de acceso y utilización), con el fin de satisfacer los intereses y necesidades de los usuarios, además de una mejora en la calidad de vida en la población.

Protocolos de Comunicación

Un protocolo de comunicaciones es un conjunto de normas que están obligadas a cumplir todas las máquinas o entidades (cualquier cosa capaz de enviar o recibir información) y programas que intervienen en una comunicación de datos entre ordenadores sin las cuales la comunicación resultaría caótica y por tanto imposible.

Elementos clave de un protocolo

• Sintaxis: El orden en el cual se presentan los datos.
• Semántica: Significado de cada sección de bits.
• Temporización: Cuándo se deberían enviar los datos y con qué rapidez.

Router

• Definición de Curro: Unidad de proceso, memoria equivalente a la arquitectura de un ordenador.
• Definición: Dispositivo de hardware que permite la interconexión de ordenadores en la red. Su función es la de establecer la ruta que destinará a cada paquete de datos dentro de una red informática.
• El router opera en el nivel 3 de la torre de protocolos.

Switch o Conmutador

• Interconecta equipos dentro de una misma red. El switch opera en la capa 2 (nivel de enlace) del modelo de OSI.
• Conmutación o switching: Es la acción de establecer una vía, un camino, de extremo a extremo entre dos puntos, un emisor y un receptor a través de nodos o equipos de transmisión. Reserva un camino de la red para cada comunicación (interconexión de equipos dentro de una misma red).
• Conmutación de paquetes: No se establece un camino para cada comunicación.
• Diferencia entre router y switch: La diferencia básica entre un router y un switch es que un router conecta diferentes redes entre sí, mientras que un switch conecta múltiples dispositivos entre sí para crear una red (el switch trabaja en LAN).

Internet

Interconexión de red a escala global. Procede de la palabra Interconnected Network, que significa redes interconectadas, es la unión de todas las redes mediante distintos protocolos que ofrece una gran diversidad de servicios y recursos y computadoras distribuidas por todo el mundo, por lo que se puede definir como una red informática global, descentralizada.

• Se caracteriza por utilizar el modelo cliente-servidor y el protocolo TCP/IP.

Reflexión

• Gracias a sus facilidades para el acceso y uso, genera nuevas formas de interacción social e incluso revoluciones políticas, económicas y otras.
• Posibilita la optimización en la organización empresarial, en la comunicación entre administraciones y ciudadanos.
• Se utiliza como mecanismo de censura en determinados países.
• Internet es, probablemente, el mayor resultado de ingeniería creado por el hombre.

Puntos de vista

• Usuario: Es un sistema que proporciona un conjunto de aplicaciones distribuidas.
• Estructural: Es una red que facilita el transporte de paquetes mediante routers interconectados por enlaces de comunicaciones.

Intranet

Sistema de red privado que permite compartir recursos entre sus miembros (intranet de la UJA)

Extranet

Red privada que permite la comunicación para compartir de modo seguro la información de una compañía con agentes externos: socios, clientes, proveedores, etc. Es por lo tanto, una extensión de la intranet hacia usuarios externos. La extranet tiene un acceso semiprivado. Los usuarios no tienen que ser empleados de la empresa para acceder, aunque sí deben tener algún tipo de vinculación con la compañía.

Presentación y Esquemas de Comunicación

Según la dirección de la transmisión de datos, hay 3 tipos de medios de transmisión:

• Simplex: Es una transmisión que solo ocurre en una dirección, deshabilitando al receptor de responder al emisor (la TV, una radio…).
• Half-duplex: Es una transmisión que permite transmitir en ambas direcciones, pero la transmisión solo ocurre en una dirección a la vez (un walkie-talkie).
• Full-duplex: Es una transmisión que permite transmitir en ambas direcciones y simultáneamente por el mismo canal, hay dos frecuencias, para transmitir y para recibir (las videollamadas del Meet).

Multiplexación

La multiplexación es el conjunto de técnicas que permite la transmisión simultánea de múltiples señales a través de un único enlace de datos. Es una compartición de un medio para que pueda soportar varias comunicaciones. Se puede compartir:

• Ancho de banda
• Tiempo de transmisión
• Códigos de transmisión

El direccionamiento es la multiplexación de comunicaciones con cada identificador. Hay distintos tipos de multiplexación:

Por división de la frecuencia (FDM)

Es una técnica mediante la cual el ancho de banda total de un medio de comunicación se divide en una serie de sub-bandas de frecuencias que no se superponen, cada una se utiliza para transportar una señal separada. La FDM es posible cuando el ancho de banda del medio de transmisión excede el ancho de banda requerido para la transmisión de las señales. En un caso general de multiplexación:

1. Un grupo de señales entran a un multiplexor, que modulará cada una en una frecuencia distinta.
2. Estas señales pasarán entonces por el medio.
3. Después entrarán a un demultiplexor, que las demodulará.

• La intermodulación es la modulación de amplitud no deseada de señales. Este problema se puede solucionar dejando espacio entre canales para que no se colapsen.
• El crosstalk es el ruido que se introduce a la entrada o salida del medio. Este se puede solucionar con el apantallamiento del medio.

Por división del tiempo (TDM)

Tipo de multiplexación más usado en la actualidad. En ella, el ancho de banda total del medio es asignado a cada canal durante una fracción del tiempo total (intervalo). A diferencia de la FDM, donde varios usuarios pueden transmitir información al mismo tiempo (en diferentes frecuencias), la TDM solo permite transmitir a un usuario cada vez. En este tipo de multiplexación:

1. Dados n inputs, el multiplexor cogerá un input cada vez lo transmitirá hasta haber transmitido los n inputs.
2. El demultiplexor deberá recoger ese flujo de información y transmitir cada input a su destino correspondiente.

Multiplexación por división de longitud de onda

Tecnología que permite transmitir varias señales independientes sobre una sola fibra óptica mediante portadoras ópticas de diferente longitud de onda.

Multiplexación por división de frecuencia ortogonal

Multiplexación de un conjunto de ondas portadoras de diferentes frecuencias, donde cada una transporta información. Estas son generadas por la división de una onda portadora central.

Multiplexación por división del código

Es una técnica en la red en la que se combinan múltiples señales de datos para la transmisión simultánea en una banda de frecuencia común.