6.33: Redes de Comunicación

Objetivos de aprendizaje

• Las redes de comunicación han cambiado mucho a lo largo de los años, pero muchos aspectos de ellas siguen siendo los mismos.

Las redes de comunicación elaboran el Modelo Fundamental de las Comunicaciones. El modelo mostrado en la Figura 6.33.1 describe bien las comunicaciones punto a punto, en donde el enlace entre transmisor y receptor es directo, y tienen el canal para ellos mismos. Un ejemplo moderno de este modo de comunicaciones es el módem que conecta una computadora personal con un servidor de información a través de una línea telefónica. El aspecto clave, algunos dirían defecto, de este modelo es que el canal está dedicado: Solo se permite un enlace de comunicaciones a través del canal para siempre. Independientemente de si tenemos un canal alámbrico o inalámbrico, el ancho de banda de comunicación es valioso, y si pudiera compartirse sin una degradación significativa en el rendimiento de las comunicaciones (medido por la relación señal/ruido para la transmisión de señal analógica y por la probabilidad de error de bits para la transmisión digital) tanto mejor.

Figura 6.33.1 La red prototípica de comunicaciones, ya sea el servicio postal, la telefonía celular o Internet, consiste en nodos interconectados por enlaces. Los mensajes formados por la fuente se transmiten dentro de la red mediante enrutamiento dinámico. Se muestran dos rutas. El más largo se utilizaría si el enlace directo estuviera deshabilitado o congestionado.

La idea de una red surgió por primera vez con quizás la forma más antigua de comunicación organizada: el servicio postal. La mayoría de las redes de comunicación, incluso las modernas, comparten muchos de sus aspectos.

• Un usuario escribe una carta, sirviendo en el contexto de las comunicaciones como fuente del mensaje.
• Este mensaje se envía a la red mediante entrega a uno de los puntos de entrada públicos de la red. Los puntos de entrada en el estuche postal son buzones, oficinas postales o su amable cartero o cartero recogiendo la carta.
• La red de comunicaciones entrega el mensaje de la manera más eficiente (oportuna) posible, tratando de no corromper el mensaje mientras lo hace.
• El mensaje llega a uno de los puntos de salida de la red, y se entrega al destinatario (lo que hemos denominado el sumidero de mensajes).

Ejercicio\(\PageIndex{1}\)

Desarrollar el modelo de red para el sistema telefónico, haciéndolo lo más análogo posible con la metáfora de la red de comunicaciones de servicio postal.

Solución

El punto de entrada de la red es el auricular telefónico, que te conecta con la estación más cercana. Marcar el número de teléfono informa a la red de quién será el destinatario del mensaje. El sistema telefónico forma un circuito eléctrico entre su teléfono y el teléfono de su amigo. Tu amigo recibe el mensaje a través del mismo dispositivo, el teléfono, que sirvió como punto de entrada a la red.

Lo más interesante del sistema de red es la ambivalencia de la fuente del mensaje y sumidero sobre cómo se realiza el enlace de comunicaciones. Lo que sí les importa es la integridad de los mensajes y la eficiencia de las comunicaciones. Además, las redes actuales utilizan enlaces heterogéneos. Las vías de comunicación que forman Internet utilizan enlaces de comunicación por cable, fibra óptica y satélite.

La primera red de comunicaciones eléctricas fue el telégrafo. Aquí la red consistió en operadores de telégrafos que transmitieron el mensaje de manera eficiente usando código Morse y enrutaron el mensaje para que tomara el camino más corto posible hasta su destino mientras tomaba en cuenta fallas internas de la red (líneas caídas, operadores borrachos). Desde la perspectiva actual, el hecho de que este sistema del siglo XIX manejara las comunicaciones digitales es sorprendente. El código Morse, que asignaba una secuencia de puntos y guiones a cada letra del alfabeto, servía como algoritmo de codificación fuente. El conjunto de señales consistió en un pulso corto y uno largo. En lugar de un filtro coincidente, el receptor era el oído del operador, y escribió el mensaje (traduciendo de bits recibidos a símbolos).

Nota

Debido a la necesidad de una coma entre las secuencias punto-guión para definir los límites de letras (símbolos), el número promedio de bits/símbolo, como se describe en Sutilezas de codificación, excedió el límite superior del Teorema de Codificación Fuente.

Internamente, las redes de comunicación tienen enlaces de comunicación punto a punto entre nodos de red bien descritos por el Modelo Fundamental de Comunicaciones. Sin embargo, muchos mensajes comparten el canal de comunicaciones entre nodos usando lo que llamamos multiplexación en el dominio del tiempo: En lugar del modo de comunicaciones continuas implícito en el Modelo tal como se presenta, se envían secuencias de mensajes, compartiendo en el tiempo la capacidad del canal. En un punto de vista más amplio, la red debe enrutar los mensajes, decidir qué nodos y enlaces usar, en función de la información de destino, la dirección, que generalmente está separada de la información del mensaje. El enrutamiento en redes es necesariamente dinámico: La ruta completa tomada por los mensajes se forma a medida que la red maneja el mensaje, con nodos que retransmiten el mensaje teniendo alguna noción de la mejor ruta posible en el momento de la transmisión. Tenga en cuenta que ningún enrutador omnipotente ve la red como un todo y predetermina la ruta de cada mensaje. Ciertamente en el caso del sistema postal se produce el enrutamiento dinámico, y puede considerar temas como enlaces inoperantes y excesivamente ocupados. En el sistema telefónico, el enrutamiento se realiza al realizar la llamada; la ruta se fija una vez que el teléfono comienza a sonar. Las redes de comunicación modernas se esfuerzan por lograr el sistema de entrega de información más eficiente (oportuno) y confiable posible.