Transmisión De Datos: Historia, Capas, Aplicaciones, Protocolo

La transmisión de datos (también comunicación de datos o comunicaciones digitales) es la transferencia de datos (un flujo de bits digital o una señal analógica digitalizada) a través de un canal de comunicación punto a punto o punto a multipunto.

La transmisión de datos

Ejemplos de tales canales son los cables de cobre, las fibras ópticas, los canales de comunicación inalámbrica, los medios de almacenamiento y los buses de computadoras. Los datos se representan como una señal electromagnética, como una tensión eléctrica, una onda de radio, una microonda o una señal de infrarrojos.

La transmisión analógica o analógica es un método de transmisión de voz, datos, imágenes, señales o información de vídeo que utiliza una señal continua que varía en amplitud, fase u otra propiedad en proporción a la de una variable.

Los mensajes están representados por una secuencia de impulsos por medio de un código de línea (transmisión en banda de base) o por un conjunto limitado de formas de onda de variación continúa (transmisión en banda de paso), utilizando un método de modulación digital.

La modulación de paso de banda y la correspondiente demodulación (también conocida como detección) se lleva a cabo mediante un equipo de módem. Según la definición más común de señal digital, tanto las señales de banda base como las de banda pasante que representan flujos binarios se consideran transmisión digital, mientras que una definición alternativa sólo considera la señal de banda base como digital, y la transmisión de banda pasante de datos digitales como una forma de conversión de digital a analógica.

Los datos transmitidos pueden ser mensajes digitales procedentes de una fuente de datos, por ejemplo, un ordenador o un teclado. También puede ser una señal analógica, como una llamada telefónica o una señal de vídeo, digitalizada en un flujo de bits.

Ejemplo, utilizando modulación por impulsos codificados (PCM) o esquemas de codificación de fuente más avanzados (conversión analógico-digital y compresión de datos). Esta codificación y decodificación de la fuente se lleva a cabo mediante un equipo de códecs.

Distinción entre temas relacionados

 transmisión de datos

La transmisión digital o transmisión de datos pertenece tradicionalmente a la ingeniería eléctrica y de telecomunicaciones. Los principios básicos de la transmisión de datos también pueden incluirse en el tema de la informática o la ingeniería informática de las comunicaciones de datos, que también incluye las aplicaciones de redes informáticas y los protocolos de red, por ejemplo, el encaminamiento, la conmutación y la comunicación entre procesos.

Aunque el Protocolo de Control de Transmisión (TCP) implica la transmisión, el TCP y otros protocolos de la capa de transporte están cubiertos en la red de computadoras, pero no se discuten en un libro de texto o curso sobre la transmisión de datos.

El término teletransmisión se refiere tanto a la comunicación analógica como a la digital. En la mayoría de los libros de texto, el término transmisión analógica sólo se refiere a la transmisión de una señal de mensaje analógico (sin digitalización) por medio de una señal analógica, ya sea como señal de banda de base no modulada o como señal de paso de banda utilizando un método de modulación analógica como AM o FM.

También puede incluir señales de banda base modulada por pulsos analógicos sobre analógicos, como la modulación de ancho de pulso. En algunos libros de la tradición de las redes informáticas, la “transmisión analógica” también se refiere a la transmisión en banda pasante de flujos binarios que utilizan métodos de modulación digital como FSK, PSK y ASK.

Los aspectos teóricos de la transmisión de datos están cubiertos por la teoría de la información y la teoría de la codificación.

Capas y subtemas de protocolo

  • Capa de aplicación
  • Capa de presentación
  • Capa de sesión
  • Capa de transporte
  • Capa de red
  • Capa de enlace de datos
  • Capa física

Vte

Los cursos y libros de texto en el campo de la transmisión de datos suelen tratar las siguientes capas y temas del protocolo del modelo OSI:

Capa 1, la capa física:

  • Codificación de canal que incluye
  • Esquemas de modulación digital
  • Esquemas de codificación de líneas
  • Códigos de corrección de errores de reenvío (FEC)
  • Sincronización de bits
  • Multiplexación
  • Ecualización
  • Modelos de canal

Capa 2, la capa de enlace de datos:

  • Esquemas de acceso a los canales, control de acceso a los medios (MAC)
  • Comunicación en modo paquete y sincronización de tramas
  • Detección de errores y solicitud de repetición automática (ARQ)
  • Control de flujo

Capa 3, la capa de presentación:

  • Codificación de fuentes (digitalización y compresión de datos) y teoría de la información.
  • Criptografía (puede ocurrir en cualquier capa)

Aplicaciones e historia

Los datos (principalmente pero no exclusivamente informativos) se han enviado por medios no electrónicos (por ejemplo, ópticos, acústicos, mecánicos) desde la llegada de la comunicación.

Los datos de la señal analógica se han enviado electrónicamente desde la llegada del teléfono. Sin embargo, las primeras aplicaciones de transmisión electromagnética de datos en la era moderna fueron la telegrafía (1809) y los teletipos (1906), que son señales digitales.

El trabajo teórico fundamental en transmisión de datos y teoría de la información de Harry Nyquist, Ralph Hartley, Claude Shannon y otros durante los primeros años del siglo XX, se realizó con estas aplicaciones en mente.

La transmisión de datos se utiliza en ordenadores en buses de ordenador y para la comunicación con equipos periféricos a través de puertos paralelos y puertos serie como RS-232 (1969), Firewire (1995) y USB (1996). Los principios de la transmisión de datos también se utilizan en los medios de almacenamiento para la detección y corrección de errores desde 1951.

La transmisión de datos se utiliza en equipos de redes informáticas como módems (1940), adaptadores de redes de área local (LAN) (1964), repetidores, concentradores de repetidores, enlaces de microondas, puntos de acceso a redes inalámbricas (1997), etc.

En las redes telefónicas, la comunicación digital se utiliza para transferir muchas llamadas telefónicas a través del mismo cable de cobre o de fibra mediante modulación por impulsos codificados (PCM), es decir, muestreo y digitalización, en combinación con multiplexación por división de tiempo (TDM) (1962).

Las centrales telefónicas se han convertido en digitales y están controladas por software, lo que facilita muchos servicios de valor añadido.

Por ejemplo, la primera central telefónica AXE se presentó en 1976. Desde finales de los años ochenta, la comunicación digital con el usuario final ha sido posible gracias a los servicios de la Red Digital de Servicios Integrados (RDSI).

Desde finales de la década de 1990, las técnicas de acceso de banda ancha como ADSL, módems de cable, fibra hasta el edificio (FTTB) y fibra hasta el hogar (FTTH) se han extendido a pequeñas oficinas y hogares. La tendencia actual es sustituir los servicios de telecomunicaciones tradicionales por la comunicación en modo paquete, como la telefonía IP y la IPTV.

La transmisión digital de señales analógicas permite una mayor capacidad de procesamiento de señales. La capacidad de procesar una señal de comunicaciones significa que los errores causados por procesos aleatorios pueden ser detectados y corregidos.

Las señales digitales también pueden ser muestreadas en lugar de monitoreadas continuamente. La multiplexación de múltiples señales digitales es mucho más sencilla que la multiplexación de señales analógicas.

Debido a todas estas ventajas, y porque los recientes avances en los canales de comunicación de banda ancha y en la electrónica de estado sólido han permitido a los científicos darse cuenta de estas ventajas, las comunicaciones digitales han crecido rápidamente.

Las comunicaciones digitales se están alejando rápidamente de la comunicación analógica debido a la gran demanda de transmisión de datos informáticos y a la capacidad de las comunicaciones digitales para hacerlo.

La revolución digital también ha dado lugar a muchas aplicaciones de telecomunicaciones digitales en las que se aplican los principios de la transmisión de datos.

La transmisión de datos, la transmisión digital o las comunicaciones digitales son la transferencia física de datos (un flujo de bits digital o una señal analógica digitalizada) a través de un canal de comunicación punto a punto o punto a multipunto.

Mientras que la transmisión analógica es la transferencia de una señal analógica de variación continua a través de un canal analógico, las comunicaciones digitales son la transferencia de mensajes discretos a través de un canal digital o analógico.

Los mensajes están representados por una secuencia de impulsos por medio de un código de línea (transmisión en banda de base) o por un conjunto limitado de formas de onda de variación continua (transmisión en banda de paso), utilizando un método de modulación digital. La modulación de paso de banda y la correspondiente demodulación (también conocida como detección) se lleva a cabo mediante un equipo de módem.

Según la definición más común de señal digital, tanto las señales de banda base como las de banda pasante que representan flujos binarios se consideran transmisión digital, mientras que una definición alternativa sólo considera la señal de banda base como digital, y la transmisión de banda pasante de datos digitales como una forma de conversión de digital a analógica.

Los datos transmitidos pueden ser mensajes digitales procedentes de una fuente de datos, por ejemplo, un ordenador o un teclado. También puede ser una señal analógica, como una llamada telefónica o una señal de vídeo, digitalizada en un flujo de bits, por ejemplo, utilizando modulación por impulsos codificados (PCM) o esquemas de codificación de fuente más avanzados (conversión de señal analógica a digital y compresión de datos).

Esta codificación y decodificación de la fuente se lleva a cabo mediante un equipo de códecs.

Transmisión en serie y en paralelo

La transmisión de datos

En las telecomunicaciones, la transmisión en serie es la transmisión secuencial de elementos de señal de un grupo que representan un carácter u otra entidad de datos. Las transmisiones seriales digitales son bits que se envían por un solo cable, frecuencia o ruta óptica secuencialmente.

Debido a que requiere menos procesamiento de señal y menos posibilidades de error que la transmisión en paralelo, la velocidad de transferencia de cada ruta individual puede ser más rápida. Esto se puede utilizar en distancias más largas, ya que un dígito de control o un bit de paridad se puede enviar fácilmente a lo largo de él.

En las telecomunicaciones, la transmisión paralela es la transmisión simultánea de los elementos de señal de un carácter u otra entidad de datos. En las comunicaciones digitales, la transmisión paralela es la transmisión simultánea de elementos de señal relacionados a través de dos o más rutas separadas.

Se utilizan varios cables eléctricos que pueden transmitir varios bits simultáneamente, lo que permite velocidades de transferencia de datos más altas que las que se pueden lograr con la transmisión en serie.

Este método se utiliza internamente dentro del ordenador, por ejemplo los buses internos, y a veces externamente para cosas como impresoras. El mayor problema con esto es el “sesgo” porque los cables en la transmisión de datos en paralelo tienen propiedades ligeramente diferentes (no intencionadamente), por lo que algunos bits pueden llegar antes que otros, lo que puede corromper el mensaje.

Un bit de paridad puede ayudar a reducir esto. Sin embargo, la transmisión de datos en paralelo por cable eléctrico es, por lo tanto, menos fiable para largas distancias, ya que las transmisiones corruptas son mucho más probables.

Tipos de canales de comunicación (topologías de red)

Algunos tipos de canales de comunicación incluyen:

  • Circuito de transmisión de datos
  • Dúplex completo
  • Semidúplex
  • Múltiples caídas:
  • Red de autobuses
  • Red de malla
  • Red de anillos
  • Red en estrella
  • Red inalámbrica
  • Punto a punto
  • Simplex

Transmisión de datos asíncrona y síncrona

La transmisión asíncrona arranque-parada utiliza bits de arranque y parada para indicar que el bit de inicio se transmitiría realmente utilizando 10 bits. Por ejemplo, “0100 0001” se convertiría en “1 0100 0001 0”. El uno extra (o cero, dependiendo del bit de paridad) al principio y al final de la transmisión le dice al receptor primero que viene un carácter y segundo que el carácter ha terminado.

Este método de transmisión se utiliza cuando los datos se envían de forma intermitente en lugar de en un flujo sólido. En el ejemplo anterior, los bits de arranque y parada están en negrita. Los bits de arranque y de parada deben ser de polaridad opuesta. Esto permite al receptor reconocer cuándo se está enviando el segundo paquete de información.

La transmisión síncrona no utiliza bits de inicio y de parada, sino que sincroniza las velocidades de transmisión tanto en el extremo de recepción como en el de envío de la transmisión mediante señales de reloj integradas en cada componente.

Debido a que no hay bits de inicio y de parada, la velocidad de transferencia de datos es más rápida, aunque se producirán más errores, ya que los relojes eventualmente se sincronizarán y el dispositivo receptor tendrá la hora incorrecta que se había acordado en el protocolo para enviar/recibir datos, por lo que algunos bytes podrían corromperse.

Las formas de sortear este problema incluyen la resincronización de los relojes y el uso de dígitos de control para garantizar que el byte se interpreta y recibe correctamente

Referencias

  1. P. Clark, “Principles of Digital Data Transmission”, publicado por Wiley, 1983

 David R. Smith, “Digital Transmission Systems”, Kluwer International Publishers, 2003, ISBN 1-4020-7587-1. Ver tabla de contenido.

 Sergio Benedetto, Ezio Biglieri, “Principios de la transmisión digital: Con aplicaciones inalámbricas”, Springer 2008, ISBN 0-306-45753-9, ISBN 978-0-306-45753-1. Ver tabla de contenido

 Simon Haykin, “Digital Communications”, John Wiley & Sons, 1988. ISBN 978-0-471-62947-4. Ver tabla de contenido.

 John Proakis, “Digital Communications”, 4ª edición, McGraw-Hill, 2000. ISBN 0-07-232111-3. Ver tabla de contenido.

 “¿Qué es la transmisión asíncrona? – Definición de Techopedia”. Techopedia.com. Recuperado el 2017-12-08.

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Licda. En Comunicación Social, mención Comunicación y Desarrollo con 16 años en el ejercicio del periodismo, ahora Redactora Web Maracay- Venezuela

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