Comunicaciones. Modelo ISO/OSI. Codificaciones. Explotación de Línea. RS232. Control de flujo de datos. RS485. Configuraciones.
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- Miguel Ángel Jiménez Reyes
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1 ORGANIZACIÓN DEL CURSO Comunicaciones. Modelo ISO/OSI. Codificaciones. Explotación de Línea. RS232. Control de flujo de datos. RS485. Configuraciones. Protocolo CAN. Controlador CAN AN Configuración y programación de una red CAN. Laboratorio de Automatización II. UNQ 1
2 INTRODUCCIÓN Redes de computadores, de ahora en más redes o network, es un conjunto de dispositivos y servicios que permiten el intercambio de información entre distintas estaciones. Las redes operan según protocolos. Los protocolos son un conjunto de reglas que gobiernan la forma en como las estaciones intercambian información. Laboratorio de Automatización II. UNQ 2
3 CLASIFICACIÓN DE REDES Existen varias formas de clasificar las redes: Por JERARQUÍA: LAN, WAN, Internet (red de redes). Por TOPOLOGÍA: Estrella, Anillo, Árbol. Por CONTROL DE ACCESO: Maestro-Esclavo, Paso de Testigo, CSMA/CD. Por DIRECCIONAMIENTO: Nodos, Mensajes. Laboratorio de Automatización II. UNQ 3
4 MODELO DE REFERENCIA ISO/OSI Creado en 1983 por la norma ISO (Organización Internacional de Estándares). OSI = Interconexión de Sistemas Abiertos. Es un modelo abstracto creado para asistir a la estandarización de las redes de comunicaciones. En general todos las redes lo cumplen sólo en parte. Es un modelo útil como marco de desarrollo y comparación de redes. Laboratorio de Automatización II. UNQ 4
5 MODELO ISO/OSI (cont.) Laboratorio de Automatización II. UNQ 5
6 MODELO ISO/OSI (cont.) Laboratorio de Automatización II. UNQ 6
7 COMUNICACIÓN EN CAPAS Reduce la complejidad e incrementa la confiabilidad. Las capas conversan entre capas del mismo nivel. Existen protocolos por capa. No existe una comunicación física entre capas iguales. La capas brindan servicios a sus capas superiores. Facilita la interconexión entre diferentes redes. Es fácil reemplazar una capa con otra que brinda los mismos servicios. Laboratorio de Automatización II. UNQ 7
8 CAPA FÍSICA La unidad de información que maneja son cero y unos lógicos. Debe de alguna forma maximizar la probabilidad de que si transmite un 1 o un 0 lógico de una capa física, llegue correctamente a las otras capas físicas de la red. Define la codificación y los tiempos en que los bits son transmitidos de una estación a otra. Su diseño cae en el entorno de la Ingeniería electrónica. Laboratorio de Automatización II. UNQ 8
9 CAPA DE ENLACE Se encarga de comunicar estaciones en una red homogénea. Se divide en dos sub-capas: LLC: Control Lógico de Línea. Se encarga de que la información que circula entre estas capas este libre de errores y encuentre su destino físico. Direccionamiento (nodos, mensajes). Manejo de errores (Checksum, CRC). Definición de tramas, comienzo y fin. Control de flujo de datos. MAC: Control de Acceso al Medio. Define el método para que diferentes nodos compartiendo un medio común, accedan y compitan por el medio. Laboratorio de Automatización II. UNQ 9
10 CAPA DE ENLACE (sub-capa MAC) Algunos métodos de acceso al medio son: Maestro-Esclavo. Ejemplo MODBUS. Paso de testigo. Ejemplo PROFIBUS-DP. CSMA/CD (Acceso Múltiple con Sensado de Portadora y Detección de Colisiones). Ejemplo ETHERNET. Laboratorio de Automatización II. UNQ 10
11 CAPA DE RED Esta capa es necesaria cuando se necesita comunicar estaciones en diferentes redes. Laboratorio de Automatización II. UNQ 11
12 CAPA DE RED (cont.) Introduce el direccionamiento de redes. Búsqueda y decisión de caminos posibles (routing). Control de acceso y seguridad en redes. Laboratorio de Automatización II. UNQ 12
13 CAPA DE TRANSPORTE Divide la información en paquetes. Lleva un control de los paquetes para su posterior concatenación. Controla una comunicación confiable extremo a extremo. Controla errores. Control de flujo de datos. Laboratorio de Automatización II. UNQ 13
14 CAPA DE SESIÓN Establece los procedimiento para que dos programas diferentes utilicen la red (puertos). Asigna turnos a los diferentes procesos, para compartir las capas inferiores. Laboratorio de Automatización II. UNQ 14
15 CAPA DE PRESENTACIÓN Prepara la información efectuando las interpretaciones y conversiones de datos requeridas por las diferentes capas de aplicación. Como ejemplos se puede mencionar: Encriptado-Desencriptado de información protegida. Compresión-Descompresión de datos. Conversiones de código (por ejemplo código ASCII a código EBCDIC de IBM). Laboratorio de Automatización II. UNQ 15
16 CAPA DE APLICACIÓN Provee los servicios a los usuarios finales. Ejemplos son: Servicio para emulación de terminales ANSI, TTY, VT100. telnet) (programa Servicio para transferencia de archivos (Ej. FTP Protocolo para transferencia de archivos). Servicio de correo electrónico (Ej. SMTP Protocolo para transferencia de ). Servicio para visualización de páginas WEB (Ej. transferencia de hypertexto). HTTP Protocolo para Laboratorio de Automatización II. UNQ 16
17 MEDIOS DE TRANSMISIÓN UTP: Par trenzado sin malla. Se utiliza en redes LAN de baja velocidad y bajo costo. STP: Par trenzado con malla. Disminuye aún más tanto la interferencia exterior como la radiación emitida por el propio par. Es el medio más adecuado para comunicaciones digitales en banda base. Trabaja correctamente hasta 300Mbps. Laboratorio de Automatización II. UNQ 17
18 MEDIOS DE TRANSMISIÓN (cont.) COAXIAL: Es un medio de transmisión no balanceado y es comúnmente más utilizado para las comunicaciones analógicas que para las digitales. FIBRA: Permite un gran ancho de banda. Existen varias alternativas: MULTIMODO: Son más baratas, pero tienen más distorsión. MONOMODO: Permiten mayores distancias sin repetidores pero mayor costo de conexión. Su diámetro es menor. LED: Utilizar led s es más barato pero reduce la velocidad de transmisión. LASER: Luz mono-frecuencia. Velocidades de transmisión mayores a 2Gbps. Laboratorio de Automatización II. UNQ 18
19 MODOS DE TRANSMISIÓN BANDA BASE: La información se codifica utilizando todo el ancho de banda del medio. BANDA ANCHA: El ancho de banda del medio es divido en bandas. Cada banda se utiliza para transmitir diferentes canales. Laboratorio de Automatización II. UNQ 19
20 CODIFICACIÓN EN BANDA BASE Laboratorio de Automatización II. UNQ 20
21 TRANSMISIONES SERIES SINCRÓNICA: Existe un sólo reloj de sincronismo para las estaciones. La señal de reloj debe enviarse a cada una de las estaciones. ASINCRÓNICA: La señal de reloj no es enviada. Cada estación debe generar su propia señal de reloj. Laboratorio de Automatización II. UNQ 21
22 TRANSMISIÓN ASINCRÓNICA TÍPICA Se utiliza codificación NRZ y paquetes de no más de 8 bits de datos. Ejemplo UART de PC s. Laboratorio de Automatización II. UNQ 22
23 MÉTODOS DE EXPLOTACIÓN DE LÍNEA UNILATERAL: Los datos viajan en una sola dirección. pero no si- HALF-DUPLEX: Los datos viajan en ambas direcciones, multáneamente. FULL-DUPLEX: Los datos viajan en ambas direcciones en forma simultánea. = Diferentes canales para recibir y transmitir. Laboratorio de Automatización II. UNQ 23
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