Telemática

La palabra telemática proviene de la conjunción de los vocablos telecomunicaciones e informática. Se formó así el término de la teleinformática del que deriva la palabra telemática es decir, informática a distancia. La telemática pues, trata todo lo que tiene que ver con la comunicación entre ordenadores, tanto en entornos locales como en entornos más amplios. (Laporta & Aguiñiga, 2005)

La Telemática abarca entre otros conceptos los siguientes planos funcionales:

El plano de usuario, donde se distribuye y procesa la información de los servicios y aplicaciones finales;

El plano de señalización y control, donde se distribuye y procesa la información de control del propio sistema, y su interacción con los usuarios;

El plano de gestión, donde se distribuye y procesa la información de operación y gestión del sistema y los servicios, y su interacción con los operadores de la red.

Cada uno de los planos se estructura en subsistemas denominados entidades de protocolo, que a su vez se ubican por su funcionalidad en varios niveles. Estos niveles son agrupaciones de funcionalidad, y según el Modelo de interconexión de sistemas abiertos (OSI) de la Organización Internacional para la Estandarización (ISO) se componen de: nivel físico, nivel de enlace, nivel de red, nivel de transporte extremo a extremo, nivel de sesión, nivel de presentación y nivel de aplicación.

Trata también servicios como la tele-educación, el comercio electrónico (e-commerce) o la administración electrónica (e-government), servicios Web, TV digital, la conmutación y la arquitectura de conmutadores, y también toca temas como el análisis de prestaciones, modelado y simulación de redes: optimización, planificación de la capacidad, ingeniería de tráfico y diseño de redes. (“Computer Networking: A Top-Down Approach (5th Edition), 2009, James F. Kurose, Keith W. Ross.)

Antecedentes históricos

Un sistema telemático es un conjunto de recursos distribuidos que utilizan los procesos informáticos para comunicarse. Los primeros ordenadores utilizaban tarjetas perforadas y estaban formados por los siguientes elementos: CPU, línea para impresora, RAM, cinta magnética y lector de tarjetas perforadas como único medio de comunicación con el sistema.

Figura 1. Esquema básico de un ordenador

Dentro de la evolución de los sistemas telemáticos el Télex fue un paso significativo desde el punto de vista del usuario, este en un principio permitía comunicarse en formato de texto, fue adaptado para poder ser utilizado con los ordenadores, entonces apareció el TTY (Teletype Writer) este permitía que varios usuarios pudiesen atacar a un sistema centralizado, o comunicarse con el sistema de manera simultánea.

Figura 2. Sistema de acceso múltiple.

El aumento de la capacidad de la RAM y la velocidad de los dispositivos de almacenamiento popularizo la aparición de los sistemas de acceso múltiple. De todos modos, los usuarios tenían que estar necesariamente cerca del ordenador central para acceder al sistema. La solución a este inconveniente fue cablear los edificios para acercar ese ordenador al usuario, pudiendo situarse este en cualquier lugar.

Pronto surgió el problema del acceso remoto a los ordenadores. Los usuarios necesitaban acceder al sistema, no solo en la misma oficina o edificio donde estaba el sistema montado, sino también en lugares distantes. La solución a esta necesidad de comunicación vino con la aparición del modem.

Figura 3. Primer esquema de uso del modem.

El termino modem viene de la conjunción y abreviatura de las palabras MOdulador y DEModulador. Este dispositivo adapta, transforma y convierte, la señal digital, lenguaje binario de unos y ceros propio de un ordenador, en frecuencias de audio, señales analógicas, para poder ser transmitidas y transportadas a través de una línea telefónica y viceversa al receptor. El modem, se puede definir como un dispositivo que adapta la información al medio de transmisión intermedio, como por ejemplo la Red Telefónica Conmutada (RTC).

Esta configuración resultaba demasiado cara pues se necesitaba un modem dedicado por cada uno de los TTY remotos. Además de esto, tenía el inconveniente de que solo se usaba una fracción de la línea de transmisión ya que el terminal no está continuamente transmitiendo ni recibiendo información.

Figura 4. Modelo de utilización de módems (sin multiplexores).

Debido a la necesidad de rentabilizar el coste, se conectaron varios terminales a la misma línea dando paso a la introducción de técnicas como la multiplexación para poder rentabilizar tanto el uso de las líneas como el de los módems. Mediante el multiplexor y los módems se permitía interconectar varios sistemas locales independientes y conseguir entornos de trabajo ciertamente parecidos a los de hoy en día.

Figura 5. Ejemplo de sistema con líneas dedicadas.

Estandarización de sistemas telemáticos

La estandarización es fundamental para conseguir que las cosas funcionen correctamente. Se pueden distinguir estándares de dos tipos:

Estándares de hecho. Propuestos por grandes compañías y vienen determinados por el uso y la costumbre. A causa de su difusión han alcanzado un rango de estándar, algunos son: arquitectura de red SNA (System Network Arquitecture) de IBM, protocolos TCP/IP de DARPANET, red desarrollada por DARPA (Defense Advance Research Projects Agency), el ordenador personal PC y los sistemas operativos UNIX o Windows.

Estándares de derecho. Avalados por organismos creados por la comunidad internacional. Dentro de este tipo se distinguen los de Obligado Cumplimiento: emitidos por organismos nacidos por acuerdos de los estados, destaca UIT (Unión Internacional de Telecomunicaciones) y los No Obligatorios: de libre elección por parte de los fabricantes y de aspecto menos legislativo: ISO y el IEEE.

Figura 6. Esquema de la correspondencia entre los diferentes organismos.

Arquitectura de Niveles

La universalización de las comunicaciones requiere que los distintos equipos y sistemas que intervienen en las mismas, independientemente de su procedecnia y fabricante, tipo de información que manejan, tipo de red a la que están conectados, etc. puedan ser englobados en un marco de referencia común que establezca claramente el procedimiento de acceso y uso de la red y de los mecanismos de interconexión.

Los dos modelos con mayor implementación son el modelo de referencia OSI (Open Systems Interconnection) y el modelo TCP/IP.

Modelo OSI. Se basa en la propuesta desarrollada por ISO, para la interconexión de sistemas abiertos. Define una arquitectura de 7 niveles los cuales interactúan con n+1 o n-1 niveles exceptuando al primero y el último:

1. Nivel físico: garantiza el transporte de información (bits) a través del medio de transmisión, es responsable de la codificación/decodificación de los datos en señales eléctricas y establecer los niveles eléctricos de las señales utilizadas, velocidades de transmisión, tamaño y forma de los conectores empleados, funciones y procedimientos para establecer y desactivar conexiones físicas.

2. Nivel de Enlace: proporciona las funciones precisas para establecer, mantener y liberar conexiones fiables de enlace de datos entre los nodos de la red, garantizando la transmisión sin errores de los bloques de información (tramas). Define como se produce la transmisión: tamaño, estructura, contenido y secuencia de las tramas.

3. Nivel de Red: realiza funciones de conmutación y encaminamiento de bloques de datos (paquetes). Se encarga de establecer, mantener y liberar conexiones de red, proporcionando procedimientos precisos para el intercambio de datos entre un origen y un destino.

4. Nivel de Transporte: controla el transporte fiable de información (en bloques denominados mensajes) de extremo a extremo a través de la red, facilitando un enlace transparente entre el usuario y ésta.

5. Nivel de Sesión: gestiona el establecimiento, sincronización y control del dialogo entre procesos de aplicación remotos, así como su finalización. En este nivel, la unidad de información intercambiada se denomina transacción.

6. Nivel de Presentación: es responsable de la interpretación y presentación de la información intercambiada entre las aplicaciones, garantiza la compatibilidad sintáctica y aporta funciones de seguridad en red.

7. Nivel de Aplicación: es el punto de acceso de los usuarios a través de las aplicaciones y procesos de software al modelo.

Modelo TCP/IP. Es el utilizado en internet, permite la conexión de múltiples redes de forma transparente. Los principales protocolos de soporte son IP (Internet Protocol) el cual define el formato de paquete y permite que los paquetes generados en los hosts viajen a través de la red hasta destino. TCP (Transport Control Protocol) hace que la comunicación de extremo a extremo en la red sea fiable.

Figura 7. Modelo de referencia TCP/IP

Bibliografía

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