Según la técnica de transmisión

Tipos de redes según la técnica de transmisión de datos

La transmisión de datos se puede dar de dos formas: por conmutación o por difusión.

Redes de conmutación

Los sistemas de conmutación son nodos o centros de conmutación en donde se efectúa la interconexión entre los diversos usuarios posibilitando la comunicación.

Algunas definiciones previas

  • Enlace. Es un sistema de transmisión entre nodos, los cuales pueden ser unidireccionales o bidireccionales.
  • Sistemas de señalización. Se ocupan del establecimiento de la conexión entre los usuarios, de su finalización, tarifación, estadísticas, etc.
  • Ruta. La asociación de varios enlaces que permiten unir dos nodos lejanos constituye una ruta y todas las rutas forman una red.

Se entiende por conmutación a la conexión física o lógica de una ruta o camino de entrada al nodo con una ruta o camino de salida del nodo, cuya finalidad es transferir la información que llegue por la primera ruta a la segunda. Un ejemplo de redes conmutadas son las redes de área amplia. Se trata de un conjunto de nodos interconectados entre sí a través de medios de transmisión (cables) donde la información se transfiere del nodo de origen al nodo destino mediante conmutación entre nodos intermedios.

Una transmisión de este tipo tiene tres fases: Establecimiento de la conexión. La transferencia de la información. La liberación de la conexión.

Entonces un ejemplo de dos nodos que se conectan mediante de un enlace a través de una solicitud es el de la llamada telefónica. El usuario A marca un numero de telefono, espera un momento, se establece la conexión con el teléfono B, se lleva a cabo el envío de la información (se habla). Luego finaliza el envío del mensaje, se “cuelga el teléfono” y se libera la conexión.

Tipos de conmutación

  • Conmutación de circuitos
  • Conmutación de mensajes
  • Conmutación de paquetes

Modelos conmutación de circuitos (Circuit Switching)

En ellos las comunicaciones no comparten los medios. Al iniciarse la comunicación se reserva los recursos intermedios necesarios para establecer y mantener el circuito. Si el canal se corta, se corta la comunicación. Los dispositivos mantienen información sobre el estado de la comunicación (status full).

Este sistema es muy utilizado en la Red Telefónica Conmutada (RTC4) incluyendo:

  • Red Telefónica Básica (RTB), analógica.
  • Red Digital de Servicios Integrados (RDSI o ISDN) digital.
  • GSM (Global System for Mobile Communications) digital por radioenlace.

Una vez establecido el el circuito se comporta como una línea dedicada ofreciendo un transporte físico de bits sobre el que se puede utilizar cualquier protocolo de nivel de enlace. El costo es proporcional al tiempo y la distancia de conexión.

Modelos de conmutación de mensaje (Message Switching)

El mensaje es una unidad lógica de datos de usuario, de datos de control o de ambos que el emisor envía al receptor. El mensaje consta de los siguientes elementos, llamados campos:

  • Datos de usuario. Depositado por el interesado.
  • Caracteres SYN. (Caracteres de sincronía)
  • Campos de dirección. Indican el destinatario de la información.
  • Caracteres de control de la comunicación.
  • Caracteres de control de errores.

Además de los campos citados, el mensaje puede contener una cabecera que ayuda a la identificación de sus parámetros (dirección de destino, enviante, canal a usar, etc. )

La conmutación de mensajes se basa en el envío del mensaje que el emisor quiere transmitir al receptor, a un nodo o centro de conmutación en el que el mensaje es almacenado y posteriormente enviado al terminal receptor o a otro nodo de conmutación intermedio, si es necesario. Este tipo de conmutación siempre conlleva el almacenamiento y posterior envío del mensaje -store and forward- lo que origina que sea imposible transmitir el mensaje al nodo siguiente hasta la completa recepción del mismo en el nodo precedente.

Modelos de conmutación de paquetes (Packet Switching)

En este caso, un nodo envía información dividida en paquetes a otro nodo. Cada paquete es enviado por el medio con información de cabecera. El paquete se detiene el tiempo suficiente para ser procesado en cada nodo intermedio por donde pasa.

Características importantes de su funcionamiento:

  • En cada nodo intermedio se apunta una relación de la forma : “paquete con origen en el nodo A y destino en el nodo B tiene que salir por la salida 5”.
  • Los paquetes se numeran para poder saber si se ha perdido alguno en el camino.
  • Todos los paquetes de una misma transmisión viajan por la misma ruta.
  • Dos o más comunicaciones simultáneas pueden usar la misma ruta.

Se pueden utilizar varios enlaces en cada interfaz física. Ofrece un medio físico de transmisión de datos para los equipos.

Existen dos sub modelos:

Datagramas: Cada paquete debe estar delimitado e identificado y llevar la dirección destino y cada uno se encamina independientemente, sin que el origen y el destino tengan que pasar por un establecimiento de comunicación previo. En este modelo no sabemos si los paquetes van a llegar todos ni si van a llegar por orden (con o sin errores). Los dispositivos no mantienen información sobre el estado de la comunicación (state less). Es el modelo más sencillo de implementar y el único que soporta multidifusión (multicast). Se puede asimilar al sistema de correo tradicional.

Circuitos virtuales (VC): Simula un circuito conmutado, pero compartiendo los medios.

Primero se establece una conexión y los equipos intermedios reservan una parte de sus recursos; después todos los paquetes siguen la misma ruta de manera ordenada. Este modelo es utilizado en telefonía digital GPRS y redes como X.25, Frame Relay o ATM.

  • PVC (Permanent VC): Los PVC son circuitos virtuales definidos estáticamente y permanentes.
  • SVC (Switched VC): Se establecen y terminan a petición del usuario de forma dinámica. La implementación de circuitos virtuales es más compleja que la de circuitos permanentes.

Otra división de redes por su técnica de transmisión de datos sería en servicios orientados a conexión que incluiría los modelos de líneas dedicadas, (circuito conmutado y circuito virtual) y servicios no orientados a conexión (el modelo de datagramas).

Redes de difusión (o broadcast networks)

En este tipo de redes no existen nodos intermedios de conmutación, todos los nodos comparten un medio de transmisión común mediante el cual la información transmitida por un nodo es conocida por todos los demás. Ejemplo de redes de difusión son redes basadas principalmente en bus compartido (cable bus y anillo) e inalámbricas (radio, satélites...)

Se clasifican en redes punto a punto (unicast) y redes multipunto (multicast).

Las redes de difusión unicast

  • Simplex: inútil en redes de computadoras (unidireccional).
  • Semidúplex (Half-duplex): envía datos cada vez en un sentido.
  • Dúplex (Full-duplex): envía datos en los dos sentidos a la vez.

En las redes semidúplex y dúplex se puede disponer de la misma capacidad en las dos direcciones de transmisión, conexión simétrica o conexión asimétrica. Ejemplos de redes punto a punto son las redes LAN en topología estrella con conmutadores centrales y la mayoría de las redes WAN (enlaces telefónicos, X.25, Frame Relay, RDSI, ATM)

Redes de difusión multicast

Los problemas de colisiones se pueden afrontar con una gestión:

  • Estática (TDM): No emite si alguien lo está haciendo.
  • Dinámica (Centralizada o Distribuida).

Las emisiones pueden estar marcadas como unicast, multicast (o broadcast), pero no garantizan la confidencialidad por eso existe la necesidad de tener un mecanismo de control de acceso al medio. Ejemplos de redes multipunto: transmisiones vía radio o satélite, redes CATV y la mayoría de las redes L.A.N. (Ethernet, FDDI, Token Ring, Inalámbricas).

Un enlace punto a punto permanente y siempre disponible es el usado en las redes W.A.N. con velocidades prefijadas por un proveedor, generalmente son simétricas y full-dúplex.

Otro caso habitual es el radioenlace. El nivel de enlace utilizado suele ser HDLC o PPP. Suelen tener un coste elevado por lo que solo son adecuadas si hay mucho tráfico continuo.

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