acceso multiple(multiplexacion)

Comunicación avanzada de datosTEMA

Aceso Multiple

MULTIPLEXACIÓNMETODO DE ACCESO MULTIPLE

En telecomunicación, la multiplexación es la combinación de dos o más canales de información en un solo medio de transmisión usando un dispositivo llamado multiplexor. El proceso inverso se conoce como demultiplexación. Un concepto muy similar es el de control de acceso al medio.

TIPOS DE MULTIPLEXACION

Existen muchas estrategias de multiplexación según el protocolo de comunicación empleado, que puede combinarlas para alcanzar el uso más eficiente; los más utilizados son:

La multiplexación por división de tiempo o TDM(Time division multiplexing ) La multiplexación por división de frecuencia o FDM(Frequency-division

multiplexing) y su equivalente para medios ópticos, por división de longitud de onda o WDM (de Wavelength)

La multiplexación por división en código o CDM(Code division multiplexing)

Cuando existe un esquema o protocolo de multiplexación pensado para que múltiples usuarios compartan un medio común, como por ejemplo en telefonía móvil o Wifi, suele denominarse control de acceso al medio o método de acceso múltiple. Como métodos de acceso múltiple destacan

TIPOS DE MULTIPLEXACION

MULTIPLEXACIÓN POR DIVISIÓN DE FRECUENCIA

La multiplexación por división de frecuencia (MDF) o (FDM), del inglés Frequency Division Multiplexing, es un tipo de multiplexación utilizada generalmente en sistemas de transmisión analógicos.

La forma de funcionamiento es la siguiente: se convierte cada fuente de varias que originalmente ocupaban el mismo espectro de frecuencias, a una banda distinta de frecuencias, y se transmite en forma simultánea por un solo medio de transmisión. Así se pueden transmitir muchos canales de banda relativamente angosta por un solo sistema de transmisión de banda ancha.


En esta figura siguiente se representa, de forma muy esquematizada, un conjunto multiplexor-demultiplexor por división de frecuencia para tres canales, cada uno de ellos con el ancho de banda típico del canal telefónico analógico (0,3 a 3,4 kHz).


MULTIPLEXACIÓN POR DIVISIÓN DE TIEMPO

La multiplexación por división de tiempo (MDT) o (TDM), del inglés Time Division Multiplexing, es el tipo de multiplexación más utilizado en la actualidad, especialmente en los sistemas de transmisión digitales. En ella, el ancho de banda total del medio de transmisión es asignado a cada canal durante una fracción del tiempo total (intervalo de tiempo).

El Acceso múltiple por división de tiempo (Time Division Multiple Access o TDMA, del inglés) es una técnica de múltiplexación que distribuye las unidades de información en ranuras ("slots") alternas de tiempo, proveyendo acceso múltiple a un reducido número de frecuencias.

También se podría decir que es un proceso digital que se puede aplicar cuando la capacidad de la tasa de datos de la transmisión es mayor que la tasa de datos necesaria requerida por los dispositivos emisores y receptores. En este caso, múltiples transmisiones pueden ocupar un único enlace subdividiéndole y entrelazándose las porciones.

MULTIPLEXACIÓN POR DIVISIÓN DE TIEMPO

MULTIPLEXACIÓN POR DIVISIÓN DE CODIGO O CDMA

CDMA emplea una tecnología de espectro expandido y un esquema especial de codificación, por el que a cada transmisor se le asigna un código único, escogido de forma que sea ortogonal respecto al del resto; el receptor capta las señales emitidas por todos los transmisores al mismo tiempo, pero gracias al esquema de codificación (que emplea códigos ortogonales entre sí) puede seleccionar la señal de interés si conoce el código empleado.

Otros esquemas de multiplexación emplean la división en frecuencia (FDMA), en tiempo (TDMA) o en el espacio (SDMA) para alcanzar el mismo objetivo: la separación de las distintas comunicaciones que se estén produciendo en cada momento, y evitar o suprimir las interferencias entre ellas. Los sistemas en uso real (como IS-95 o UMTS) suelen emplear varias de estas estrategias al mismo tiempo para asegurar una mejor comunicación.

MULTIPLEXACIÓN POR DIVISIÓN DE CODIGO O CDMA

MULTIPLEXACIÓN EN INFORMÁTICA

En informática y electrónica, la multiplexación se refiere al mismo concepto si se trata de buses de datos que haya que compartir entre varios dispositivos (discos, memoria, etc.). Otro tipo de multiplexación en informática es el de la CPU, en la que a un proceso le es asignado un quantum de tiempo durante el cual puede ejecutar sus instrucciones, antes de ceder el sitio a otro proceso que esté esperando en la cola de procesos listo a ser despachado por el planificador de procesos. También en informática, se denomina multiplexar a combinar en un mismo archivo contenedor, varias pistas de dos archivos, por ejemplo de audio y vídeo, para su correcta reproducción, también en informática multiplexar un archivo, es una forma que se mantengan varias copias idénticas de este archivo, esto para respaldar información en caso de que ocurra un fallo en el archivo principal

ACCESO DISTRIBUIDO, CENTRALIZADO, DECENTRAIZADO

Centralizado: Un sistema centralizado consiste en traspasar la información (o las ordenes) desde un único punto. Un ejemplo clásico sería el de la televisión. La información se emite desde un único punto y los receptores (antes se llamaban así a los aparatos de televisión) reciben la información que quieren dar desde ese punto central

Decentralizado: Un sistema descentralizado consiste en tener una estructura de nodos donde la información funciona tipo árbol. Desde el centro se emiten informaciones y esas informaciones son recibidas por unos nodos intermedios, de tal forma que esos nodos intermedios pueden o no emitir esa información hacia los receptores finales. El ejemplo sería el de la iglesia, donde desde un poder central (El Vaticano) , se emite información que se recibe en las parroquías y en cada una de ellas se vuelve a emitir información que llegan hasta los receptores finales, que en este caso serían los feligreses.

ACCESO DISTRIBUIDO, CENTRALIZADO, DECENTRAIZADO

Distribuido: En una red distribuida, cualquier receptor final puede ser a la vez emisor. De la misma forma que todos los receptores pueden escoger cual es la fuente (emisor) que más le conviene. No encuentro ningún ejemplo social (excepto el de la web 2.0) para ilustrarlo, pero si en la naturaleza, la idea sería parecida a la capacidad de ramificación de las neuronas donde cada neurona tiene unas ramificaciones que son capaces de unirse a otras neuronas mediante lo que se conoce como sinapsis. En las redes distribuidas nadie depende de nadie para pasar información, sino que todos dependen de todos y la libertad individual permite o no conectarse a una red.

MULTIPLEXACIÓN EN TELECOMUNICACIONES

En las telecomunicaciones se usa la multiplexación para dividir las señales en el medio por el que vayan a viajar dentro del espectro radioeléctrico.

MULTIPLEXOR Y DEMULTIPLEXOR

MULTIPLEXACIÓN EN LOS PROTOCOLOS DE LA

CAPA DE TRANSPORTE EN EL MODELO OSI.

Multiplexar un paquete de datos, significa tomar los datos de la capa de aplicación, etiquetarlos con un número de puerto (TCP o UDP) que identifica a la aplicación emisora, y enviar dicho paquete a la capa de red.

PROBLEMAS DE DISEÑO E IMPLEMENTACIÓN DE UNA RED

Quién va a usar la red ?

Qué tareas van a desempeñar los usuarios en la red?

Quién va a administrar la red?

Que tipos de datos viajaran por la red ?

REGUNTA QUE DEBE FORMULAR UN ADMINISTRADOR DE RED.

VOLUMEN PROYECTADO DE TRÁFICO

Algunos equipos de interconexión como los puentes,

Concentradores pueden ocasionar cuellos de botell

(bottlenecks).

número proyectado de usuarios. tipo de aplicaciones que se correrán. el monto de comunicaciones remotas.

EL FUTURO DE LA RED

un diseñador de red no puede predecir el futuro, éste debe de estar al tanto de las tendencias de la industria. Si un servidor de fax o email va a hacer instalado en la red

EXPANSIÓN FUTURA

Las redes están siempre en continuo creciendo. Una meta del diseño deberá ser planear para el crecimiento de la red.

Los nodos deberán ser diseñados para que estos puedan ser enlazados al mundo exterior.

¿Cuantas estaciones de trabajo puede soportar la red?

factibilidad de una expansión futura?

¿El ancho de banda empleado es suficiente para futuro crecimiento?

¿El equipo de comunicaciones tiene puertos disponibles para futuras conexiones?

SEGURIDAD DE LOS DATOS EN LA RED

Muchas preguntas de diseño están relacionadas a la seguridad de la red.

Estarán encriptados los datos.

Qué nivel de seguridad en los passwords.

sistema de respaldo.

acceso a usuarios remotos.

prevenir que hackers entren a nuestra red.

REDUNDANCIA

sí algún elemento falla, la red deberá por sí misma deberá seguir operando.

Un sistema tolerante a fallas debe estar diseñado en la red, de tal manera, si un servidor falla, un segundo servidor de respaldo entrará a operar inmediatamente.

que la redundancia cuesta, pero a veces es inevitable.

COMPATIBILIDAD

hardware & software

La compatibilidad entre los sistemas, tanto en hardware como en software es una pieza clave también en el diseño de una red. Los sistemas deben ser compatibles para que estos dentro de la red puedan funcionar y comunicarse entre sí.

tener cuidado de seleccionar los protocolos mas estándares.

Direccionamiento de hardware es el mecanismo usado por las redes para identificar los computadores que se comunican vía un medio de transmisión compartido.Cada estación (o equipo conectado a la red) posee una dirección de hardware única. También se conoce como dirección físicaEl direccionamiento de hardware reside físicamente en la interfaz de red (es decir en la placa de red),

DIRECCIONAMIENTO HARDWARE

Por ejemplo, en la red Ethernet, cada placa tiene una dirección asignada por el fabricante de la placa de red. Cada dirección de placa de red de Ethernet consta de 48 bits, y no existen en todo el mundo dos placas Ethernet con la misma dirección.



Ethernet utiliza en la capa de enlace de datos una dirección de hardware o MAC (media access control) para identificar cada puerto dentro de una red lan y asi transportar un paquete desde un dispositivo hasta otro dispositivo dentro de la red local, la dirección mac ethernet tienen 48 bit de longitud, expresados como 12 dígitos hexadecimales.

0203.6b3a.07bc

02:03:6b 3a:07:bc

02-03-6b 3a-07-bc

OUI

organizationally unique identifie identificacion del puerto


El OUI (organizationally unique identifier) es asignado al fabricante por IANA (Internet Assigned Numbers Authority), la identificacion del puerto es asignada por el fabricante. Eta direccion esta guardada en la rom de la placa de red y es copiada a la ram en el momento en que se inicializa la NIC (network interface card). Por estar guardada en la rom se le denomina direccion grabada.

La placa de red utiliza la direccion mac para evaluar si la trama recibida debe ser pasada a las capas superiores o no. en una red ethernet, todos los nodos deben verificar el encabezado de la trama para verificar si debemos copiarla o no.


un unicast ethernet utiliza como direccion de destino la direccion mac del dispositivo receptor, en este caso el primer bit transmitido siempre va en 0.

las direcciones mac que encampsulan paquetes multicast tienen 3 primeros bytes definidos con el formato comun 01.00.5e.xx.xx.xx. Un broadcast ethernet utiliza como direccion de destino ff.ff.ff.ff.ff.ff

ASIGNACIÓN DE DIRECCIÓN FÍSICA

La asignación de direcciones físicas puede ser clasificada en tres categorías: Esquema estático de direccionamiento: Los fabricantes del hardware asignan una dirección única a cada tarjeta.

Esquema configurable de direccionamiento: El administrador del sistema puede fijar la dirección vía software o interruptores (switches).

Esquema dinámico de direccionamiento: Un protocolo asigna una dirección única cuando el equipo en encendido. Por ejemplo un número aleatorio es generado. Luego se “pregunta” si alguien mas está usando el mismo número.

IDENTIFICACIÓN DEL CONTENIDO DEL PAQUETE

Por razones de operación entre equipos y aplicaciones distintas, es conveniente disponer de un campo para especificar el contenido de la trama además de las direcciones de fuente y destino.

Hay dos métodos para especificar el contenido: Tipo de trama explícito: El campo se conoce como tipo de trama. El hardware conoce la ubicación y tamaño de este campo. El hardware inserta este campo en cada trama. También chequea los valores que puede adoptar y así se usa para filtrar tramas. Tipo de trama implícito: La trama lleva sólo datos (además de direcciones, inicio de trama, CRC). El transmisor y componer toda información necesaria para la comunicación. El receptor debe procesar cada trama para identificar cada uno de sus campos.

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