COMUNICACIONES - SISTEMAS Y REDES

Sistemas multiusuario;

Las posibilidades que ofrecen las computadoras personales a las pequeñas empresas  se pueden ampliar considerablemente si se enlazan varias estaciones de trabajo independientes para formar un sistema más grande.  La capacidad de enviar y recibir mensajes y compartir programas y datos hace que la interconexión de computadores personales sea una decisión sabia para las compañías pequeñas que no pueden costear una minicomputadora.

Existen diversos sistemas que permiten enlazar varias estaciones de trabajo.   Los sistemas multiusuario se encuentran entre los más económicos.  Este tipo de sistemas emplea una sola unidad de proceso que enlaza varias terminales tontas.

Las empresas pequeñas que van a adquirir un sistema completo o agregar usuarios a un sistema que ya está en operación pueden ahorrar dinero con un sistema multiusuario, ya que estos sistemas enlazan terminales de bajo costo en vez de una de las más costosas computadoras personales que se utilizan en otros sistemas.  Sin embargo, el costo de los negocios pequeños que ya cuentan con un equipo y programas compatibles de comunicación personal, es posible que los sistemas multiusuarios no sean la mejor opción porque requieren equipo especial, de manera que no es posible utilizar el equipo existente.

Los sistemas multiusuarios ofrecen varias ventajas a las empresas pequeñas.  En general, los sistemas multiusuario son más apropiados para las compañías que requieren una base de datos compartida que tiene mucho movimiento de entrada y salida.  En cambio si su negocio emplea diversos paquetes de aplicación, pero no necesita una base de datos compartida, probablemente será más apropiado otro tipo de sistema que enlace estaciones de trabajo.

A mediados de la década de 1.980, el mercado de los sistemas  multiusuario se redujo drásticamente.  Más adelante, cuando se requirieron nuevas formas  de conectar estaciones de trabajo, esa tendencia se invirtió.  Los analistas pronostican que las ventas de sistemas multiusuario crecerán  hasta cerca de 10.000 millones de dólares a principios de la década de 1.990.

CONCEPTOS Y SERVICIOS DE COMUNICACIÓN DE DATOS

El procesamiento interactivo, casi siempre requiere, terminales en línea localizadas en o  cerca de la fuente de los datos, aunque estas fuentes pueden estar muy alejadas del procesador.

Para mencionar unos cuantos ejemplos, los cajeros automáticos y las terminales de punto de venta están situadas en sitios muy distantes de las computadores; los sistemas de reservaciones, de líneas aéreas, arrendadoras de automóviles y hoteles cuentan con miles de terminales situadas a muchos kilómetros de sus procesadores y es posible que las estaciones de introducción de datos de las fábricas no estén cerca de una computadora.  La Comunicación de datos se refiere a los medios y métodos que se emplean para transferir datos entre esas localidades de procesamiento.  Es el adhesivo" que permite una conexión interactiva directa entre las personas que trabajan con las estaciones y los sistemas centrales de procesamiento.

La comunicación de datos no tiene nada novedoso.  El antiguo corredor griego que llevó el mensaje de la victoria en las llanuras de Maratón inspiró una competencia atlética actual.  Los jinetes del Pony Express llevaron mensajes y se ganaron la admiración de una nación en el breve período que precedió al servicio de los telégrafos.  Durante 30 años, las compañías telegráficas disfrutaron de un monopolio en el uso de impulsos eléctricos para transmitir datos entre estaciones distantes.  Pero en 1.876 Alexander Graham Bell, demostró que era posible utilizar señales eléctricas para transmitir la voz a través de líneas telefónicas, con lo que se estableció un segundo canal de comunicación de datos o telecomunicaciones.

CONVERGENCIA DE LA COMPUTACIÓN Y LAS COMUNICACIONES.

En los 75 años que siguieron a la introducción del teléfono, se estableció una red compleja de sistemas de telecomunicaciones para conectar entre si los distintos puntos del planeta.  La primera unión entre dispositivos de computo y de comunicación ocurrió en 1.940, cuando el doctor George Stibitz utilizó líneas telegráficas para enviar datos desde el Dartmouth College, en New Hampshire, a una calculadora situada en Bell Laboratories en la ciudad de New  York.  Pero no fue sino hasta finales de la década de 1.950, cuando se inició en  serio la conexión  entre la computación y la comunicación una de las primeras aplicaciones a gran escala en los negocios fue el sistema Sabre de reservación de pasajeros que desarrollo American Airlines a finales de la década de 1.950  y a principios de la siguiente.  Se conectaron cientos de terminales dispersas a un centro de proceso.  Desde entonces se han usado cada vez más las comunicaciones.  Hoy día, las minis y máquinas más grandes están en constante comunicación con terminales remotas.  Además, con los aditamentos apropiados, la mayor parte de las computadoras personales pueden utilizar canales de telecomunicación para enlazarse con sistemas de recuperación de información, bancos y tableros electrónicos  de boletines.

Hace 20 años, la capacidad de cómputo era proporcionada por los proveedores de computadoras, pero las compañías de telecomunicaciones proporcionaban los servicios de comunicaciones.  Las empresas de comunicaciones utilizaban algunos dispositivos de comunicación de mensajes controlados por la computadora, para mejorar sus servicios y los proveedores de computadoras ofrecían paquetes de comunicación limitados para vender servicios de proceso de datos.  Todavía no era difícil distinguir entre sí a los dos grupos.

Empero, con el correr de los años, los proveedores de computadoras comenzaron a ofrecer a sus clientes servicios de comunicación más amplios, mientras que las empresas de telecomunicaciones proporcionaron más recursos de computación a los usuarios de sus redes.  Antes de esta convergencia de las tecnologías de la computación y comunicación, la regulación por parte del gobierno de las muchas organizaciones  que ofrecían servicios de cómputo y comunicación era bastante clara.  Las organizaciones que ofrecían servicios de comunicación de carácter incidental con respecto a sus servicios de computación, disfrutaban de una situación legal no regulada, mientras que las empresas cuyos servicios de proceso de datos tenían carácter incidental con respecto a su prestación de canales de comunicación se encontrada en una situación legal regulada.  Sin embargo, pronto surgieron muchas organizaciones híbridas que ofrecieron servicios ampliados de computación y comunicación, con lo que la situación legal de regulación se convirtió en un asunto incierto y muchas veces controvertido.  Conforme convergían las tecnologías de computación y de comunicaciones, el asunto de la regulación, por parte del gobierno, en el campo de la comunicación de datos se volvió confuso.

La Comisión federal de Comunicaciones de los Estados Unidos (federal Communications Commision (FCC), intentó mantenerse al día con respecto a los avances tecnológicos y cumplir funciones regulatorias, pero sus acciones sirvieron para enfrentar a organizaciones ricas y poderosas de la industria  de la computación (no regulada) contra grupos de comunicaciones (regulados) igualmente ricos y poderosos.  Las demandas federales contra monopolios que  se presentaron contra las empresas más grandes de cada sector  -  IBM y la American Telephone and Telegraph Company (AT&T) -se prolongaron durante años.

Las disposiciones más recientes de la FCC tiende a favorecer un mayor grado de competencia sin regulación en el campo de la comunicación de datos que está evolucionando.  También se llegó a acuerdos en las demandas antimonopolios.  La demanda contra IBM  se retiró, AT&T, después de aceptar formar compañías separadas con sus subsidiarias telefónicas  Bell,  sujetas a regulación, entró en el ambiente competitivo y no regulado de la computación/comunicación.

En nuestros días, las computadoras son una parte esencial de las redes de comunicación modernas y esas redes son vitales para la operación de muchos sistemas de información modernos basados en computadoras.  En los dispositivos tanto de computación  como de comunicaciones se emplean actualmente muchas de las mismas pastillas de circuitos electrónicos.  Los proveedores de computadoras pueden ofrecer muchos servicios de comunicación, están dedicando más fondos a la investigación y desarrollo de la tecnología de comunicaciones y están formando alianzas con las empresas de comunicaciones.  Para no rezagarse, los proveedores que antes  se concentraban en el equipo de telecomunicación están ofreciendo pastillas de almacenamiento, estaciones de trabajo, programas, computadoras personales y minis y están firmando pactos con fabricantes con computadoras a fin de competir mejor.  La distinción entre la computación  y las comunicaciones, se irán haciendo menos claras al conectarse un número cada vez mayor de computadoras personales a las redes de comunicación y al conectarse entre sí, por medio de la comunicación de datos, una proporción cada vez mayor del  equipo de las organizaciones.

TÉCNICAS DE TRANSMISIÓN  DE  DATOS.

En un sistema de comunicación de datos sencillo se conectan terminales y otros dispositivos remotos de E/S  a uno o más procesadores centrales, con objeto de capturar datos de entrada y recibir información de salida.  a fin de establecer un puente entre los ambientes físicos y funcionales de los dispositivos de  E/S y los procesadores, se usan equipos y programas de conexión, conocidos en ocasiones como elementos de interfaz  El lector puede observar que en cada uno de los extremos de los canales de transmisión de datos  FIG.  9-3  se presenta un elemento de interfaz llamado módem.

Un módem es un dispositivo de modulación-demodulación que convierte el flujo discreto de pulsos eléctricos digitales ("apagado-encendido") que utiliza el equipo de cómputo en el tipo de patrones ondulatorios analógicos de variación continua que se emplean para transmitir la voz humana a través de las muchas líneas telefónicas existentes.  Los pulsos digitales no pueden viajar , en forma efectiva, grandes distancias a través de líneas que se construyeron hace mucho años expresamente para las comunicaciones vocales.  Por tanto, se necesita un módem para modular, o convertir,  los pulsos digitales cuando se utilizan líneas telefónicas para transmitir datos.  Por ejemplo, cuando se envían los datos de una terminal a un procesador a través de estas líneas, se requiere un módem en el extremo transmisor para convertir los pulsos digitales en señales analógicas, además, se necesita otro módem en el extremo receptor para demodular o recuperar, los datos digitales de la señal transmitida. Por su puesto, cuando se envía la salida del procesador a la localidad remota, el proceso se invierte. El módenm de la localidad del procesador demula la salida y el módem de la localidad remota demodula la señal transmitida.

Los módems de la fig. 9.3

Están conectados en forma directa al equipo de E/S, tanto en la localidad como en la central.  Estos dispositivos tienen su propio mueble y se llaman módems externos de conexión directa, pero también existen módems internos de conexión directa.  Estos dispositivos, colocados en tarjetas de circuitos insertables, se instalan dentro de las computadoras personales cuya construcción permite aceptarlos.  Ambos tipos de módems de conexión directa pueden estar equipados con microprocesadores integrados, pastillas de memoria y  pastillas especializadas para comunicaciones.  Estos módems inteligentes están programados para realizar, de manera automática, las funciones de mercado de números, contestación e interrupción de la comunicación.  Al comprar un módem, los usuarios de computadoras personales deben determinar cuales son sus necesidades de comunicación de datos  y encontrar los programas de comunicación que satisfagan  esas necesidades y que funcionen con sus computadoras.  Los usuarios prefieren en general programas que se encarguen automáticamente del mercado y otras funciones, por lo que casi siempre adquieren módems inteligentes que trabajan  con éstos paquetes.  Sin embargo no todos los paquetes de comunicaciones trabajan con todos los módems de que tanto los programas como el módem y la computadora son compatibles.  La fig. 9.4 ilustra la forma en que pueden conectarse  los módems de conexión directa internos y externos a las computadoras personales  y además menciona algunos otros factores que se deben tomar en cuenta al adquirir un módem.

Pero no todos los módems son de conexión directa.  En la actualidad los vendedores, gerentes, ingenieros y otras personas, utilizan un gran número de terminales portátiles para comunicarse con procesadores distantes.  En éstas situaciones se emplea un tipo de módem especial llamado acoplador acústico que proporciona la interfaz que se requiere.  El acoplador acústico está conectado o integrado a la terminal portatil y cuenta con  "copas" de hule en las que se puede colocar una bocina telefónica estándar.  Los pulsos digitales que produce la terminal que convierten en tonos audibles, que son captados por el micrófono del teléfono.  las señales producidas por estos tonos se envían a continuación al lugar donde se encuentra el procesador, donde otro módem las convierte otra vez en pulsos digitales.  La figura 9.5 muestra como se pueden emplear tanto los módems de conexión directa como los acopladores acústicos para conectar computadoras personales distantes.

CANALES  DE  TRANSMISIÓN DE DATOS.

La fig. 9-3.  indica que los canales de transmisión de datos, o "carreteras" que se emplean para llevar los datos de una localidad a otra , se clasifican en las categorías de banda angosta, banda de voz y banda ancha.  mientras mayor sea la anchura de banda de un canal, más datos podrá transmitir en un período determinado.  Las líneas telegráficas, por ejemplo son canales de banda angosta y su velocidad de transmisión es baja (de 5 a 30 caractéres por segundo o cps.)  Esto es adecuado para aceptar en forma directa los datos que se tecleen en una terminal.  Las líneas telefónicas normales son canales de banda de voz, que tienen una mayor anchura de banda.  Son capaces de elevar su tasa de transmisión a más de 1000cps.

En muchos casos el operador de terminal en una localidad remota utiliza la red de conmutación telefónica de mercado normal, llama a un número de la localidad donde se encuentra el procesador central e introduce los datos.  Pero cuando se manejan grandes volúmenes de datos es más económico para la organización adquirir su propia línea dedicada o alquilada.  la cual puede aplicarse a transmisiones tanto de voz como de datos.

También pueden seleccionarse diferentes tipos de circuitos de transmisión telefónica y telegrafía para satisfacer las necesidades de las personas y organizaciones.  como se ilustra en la fig. 9-6. un circuito simplex  permite el flujo de datos en una sola dirección.  Una terminal conectada a estos circuitos será un dispositivo exclusivamente de recepción o de transmisión.  Los circuitos simplex raras veces de usan ya que casi siempre se necesita un canal de respuesta para enviar señales de corroboración, de error o de control.  Es por esto que en casi todos los casos se emplea una línea semiduplex que puede enviar y recibir datos en forma alternada, o una conexión duplex que puede transmitir y recibir datos simultáneamente.  Una línea duplex es más rápida ya que evita el retraso que se presenta en los circuitos semiduplex cada vez que se cambia la dirección de transmisión.

Cuando es necesario transmitir grandes volúmenes de datos a gran velocidad (se puede llegar hasta 100.000 cps) se emplean canales de banda ancha y para establecerlos se usan cables coaxiales, circuitos de microondas y satélites de comunicaciones.   Los cables coaxiales son grupos de alambres, envueltos y aislados de manera especial, que pueden transmitir datos a grandes velocidades.  Los sistemas de microondas transmiten datos a través del espacio mediante señales de radio de muy alta frecuencia.  Cuando se emplean instalaciones de microondas, los datos suelen transmitirse a través de estaciones repetidoras terrenas con una separación de aproximadamente 40 Kilómetros entre sí.  Cada una de las estaciones que la ruta recibe, amplifica y transmite las señalas de los datos:  también se pueden mandar los datos a un satélite de comunicaciones, que actúa como reflector al aceptar las señales de un punto de la superficie terrestre y devolver las mismas señales a otro.

Desde la tierra el satélite parece ser un blanco fijo para las señales de microondas porque está colocado exactamente  22 300 millas por encima del ecuador con una velocidad orbital idéntica a la velocidad de rotación de la tierra.  En la actualidad se encuentran en órbita docenas de satélites que manejan comunicaciones de datos, voz y video tanto internacionales como locales.  

Los canales de banda amplia que existen hoy día son costosos y por lo general sólo se utilizan en las grandes organizaciones.  A pesar de ello, el desarrollo acelerado de las tecnologías  de fibras  ópticas y de laser permite transmitir en forma rutinaria grandes cantidades de datos a la velocidad de la luz, mediante hilos delgados de vidrio o de plástico fig. 8  .

Aunada a un laser, una sola fibra de vidrio, una sola fibra de vidrio del grosor de un cabello humano podría transmitir de un extremo a otro de Estados Unidos en un solo segundo todos los caracteres  de varias docenas de libros del tamaño de éste.  ( se requerirán 21 horas para enviar la misma información a través de un alambre telefónico de cobre).  Puesto que es posible empacar miles de estas fibras en un solo cable, el costo futuro de las transmisiones de banda ancha deberá quedar al alcance de las organizaciones pequeñas y de los individuos.  Se espera para 1.990 el 30 % de las transmisiones metropolitanas en Estados Unidos se realicen por medio de estas redes completamente digitales que se conectan mediante líneas de fibra óptica.  Por ahora, un cuerpo internacional para el establecimiento de normas está trabajando a fin de desarrollar las especificaciones de una red digital de servicios integrados que enlace las naciones mediante redes digitales interconectadas capaces de manejar las enormes demandas de comunicación que habrá en el futuro.  

PROVEEDORES DE SERVICIOS DE COMUNICACIÓN DE DATOS.

Compañías públicas,

Varias organizaciones de comunicación de datos proporcionan los canales de transmisión de datos que se acaban de examinar.  El lector seguramente está familiarizado con las extensas redes públicas de teléfonos y telégrafos que ofrecen las compañías de telecomunicaciones.  En Estados Unidos, estas compañías incluyen a las siete compañías operadoras "Bell Telephone", que tienen instalaciones locales y regionales, a las redes de larga distancia de la división de comunicaciones  de AT&T y MCI comunication corporation y a las redes que mantienen General Telephone and Electronics y Wester Union.

Además de estas compañías públicas que ofrecen un margen muy amplio de instalaciones, existen compañías públicas especializadas cuyas redes a menudo están restringidas a un número más limitado de servicios.  En esta categoría se incluyen a muchas de las organizaciones usuarias de satélites que se mencionan en la figura 9.7. así como a: 

• Southern  Pacific Comunicatios Corporation.  Subsidiaria de la compañía ferrocarrilera  del mismo nombre, la red SPCC original seguía el trazo de las vías desde San Francisco hasta Dallas.  En la actualidad SPCC ofrece servicio de líneas privadas en 80 áreas metropolitanas de todo Estados Unidos.  Se utilizan estaciones de microondas, satélites y cables de banda ancha.
• ITT World Comunications.  ITT Worldcom ofrece circuitos de larga distancia entre 88 ciudades de los Estados Unidos.  También proporciona servicio entre éste y otro países.

COMPAÑÍAS DE TELECOMUNICACIONES  DE VALOR AGREGADO.

Otro tipo de organización de servicios para comunicación de datos es la compañía de telecomunicaciones de valor agregado.  Este tipo de compañía ofrece servicios especializados, pero puede darse el caso de que no cuente con instalaciones de transmisión propias.  Por ejemplo, tanto GTE, Telenet como Tymnet, inc.  (ambas propiedad de McDonell Douglas, la compañía aeroespacial), tienen redes de computadoras que reciben datos de sus clientes a través de líneas telefónicas.  Estos datos se almacenan temporalmente y se organizan para formar "paquetes" de caracteres.  A continuación se canalizan por computadora y se transmiten a grandes velocidades por medio de canales dedicados de compañías públicas a las oficinas de Telenet y Tymnet que estén más cercanas al destino final de los datos.  En estas oficinas se reensamblan los paquetes de datos para formar el mensaje completo y transmitirlo a su destino final de los datos.  en estas oficinas se reensamblan los paquetes de datos para formar el mensaje completo y trasmitirlo a su destino final. A menudo el costo de transmisión a través de una red de valor agregado es menor que si se utilizara en forma directa canales de compañías de telecomunicaciones públicas.  A Telenet y Tymnet se les llama en ocasiones  redes de conmutación de paquetes; cada una brinda servicio a más de 250 ciudades en más de 35 países.  El sistema Uninet de United Telecom Communications, inc., es otra red de valor agregado que da servicio a más de 200 ciudades en Estados Unidos.  Las compañías telefónicas locales recibieron hace poco autorización de la FCC para proporcionar también servicios de conmutación de paquetes.

Compañías de telecomunicaciones de autoservicio

El desmembramiento del monopolio de comunicaciones de AT&T  a principios de la década de 1.980 produjo las compañías operadoras Bell independientes ( aunque todavía reguladas por el gobierno), permitió la entrada de cientos de nuevos proveedores en lo que antes había sido mercado de un sólo vendedor y creó una avalancha de productos y servicios nuevos e innovadores.  Algunos usuarios de estos productos y servicios tan competitivos han quedado prácticamente paralizados por la confusión que provocan tantas opciones , pero otros están aprovechando la situación para crear nuevas soluciones a sus necesidades de telecomunicación.

En algunos casos, estos usuarios están alquilando enlaces digitales a las compañías locales y de larga distancia y están respondiendo a otros servicios nuevos que ofrecen las compañías públicas.  En cambio, otros usuarios están pasando por alto algunas líneas locales tradicionales, sistemas de larga distancia, o ambos, a fin de establecer sus propias redes privadas.  En algunas de las organizaciones más grandes han existido redes de conexión directa desde hace más de 20 años, pero la disminución de la regulación y la competencia hacen posible que cada vez más empresas se conviertan en compañías telefónicas de tipo "hágalo usted mismo".  Touch Ross & Company, un bufete estadounidense de contabilidad, estima que el 50% de todas las empresas grandes pasan por alto algunas instalaciones de red pública y que ese porcentaje aumentará en el futuro.

La figura 9-10 muestra algunas de las opciones de conexión que tiene una empresa, en, este caso Artefactos Generales S.A. (AGSA), una compañía ficticia.  Como puede verse, AGSA puede pasar totalmente por alto los circuitos telefónicos locales y los centros de conmutación de la compañía telefónica mediante líneas de televisión por cable, su propia red de microondas, fibras ópticas y satélites que ofrecen organizaciones privadas de telepuertos.  Un telepuerto es un lugar donde se concentra el tráfico de telecomunicaciones, se clasifica y se remite a otros puntos locales, nacionales e internacionales.  Por otro lado, en vez de eliminar por completo el uso de los servicios de las compañías telefónicas locales en vez de eliminar por completo el uso de los servicios de las compañías telefónicas locales, AGSA puede alquilar líneas de la compañía telefónica que libran los circuitos y centros de conmutación locales a fin de permitir el acceso directo a las compañías de larga distancia, esta estrategia de libramiento de servicio se utiliza con frecuencia.  Ya se vió que AGSA creó parte de su propia red.  Habiendo hecho esto,  AGSA podría seguir el ejemplo de otros negocios y vender tiempo en su red privada de libramiento a otras empresas. Con todo, AGSA y otras compañías de autoservicio tienen todavía que utilizar en gran medida las redes públicas.

COORDINACIÓN DE LOS SISTEMAS DE COMUNICACIÓN DE DATOS.

El sistema sencillo de comunicaciones de datos que se ilustra en la fig. 9-3 es el tipo de sistema que se manejaba a fines de la década de 1.960 y sigue siendo apropiado para muchas organizaciones.  No obstante, el ambiente de comunicación de datos  ha cambiado con rapidez desde entonces.  Como se indica en la figura 9-11, ya están en servicio redes de computación/comunicaciones mucho más extensas, así que la coordinación que se necesita para utilizar las redes de manera efectiva es bastante compleja.  Es posible que tales redes cuenten con cientos de terminales y en muchos procesadores pequeños situados en varias docenas de localidades dispersas.  también puede darse el caso de que estas localidades, a su vez, estén conectadas por medio de diferentes canales de transmisión a computadoras más grandes.  La tarea de los creadores es seleccionar y coordinar los componentes de la red para poder enviar los datos correctos a los lugares correctos, en el momento apropiado, con un mínimo de errores y el más bajo costo posible.

Procesador de comunicaciones.


La fig. 9-11  muestra que los creadores de las redes utilizan varios procesadores de comunicaciones (por lo general micros o minis) para lograr sus objetivos.  Las funciones de estos procesadores son las siguientes:

1. Concentración remota de mensajes :  El concentrador remoto reduce los costos de transmisión al recibir entrada de terminales a través de varias líneas de baja velocidad y después de concentrar y transmitir un flujo comprimido y continuo de datos a través de un canal de transmisión más eficiente y de mayor velocidad (fig. 9-12), aunque los canales de comunicación más rápidos cuestan más, pueden realizar más trabajo por lo que es muy posible que se reduzca el  costo con caracter transmitido.  Esta función de concentración también la realizan dispositivos llamados multiplexores.  Los multiplexores son menos costosos que los concentradores, pero muchos de los primeros no eran programables, por lo que no contaban con la flexibilidad de los concentradores.  Sin embargo, los multiplexores actuales, dotados de microprocesadores, trabajan casi igual que los concentradores.
2. Conmutación de mensajes,  El conmutador de mensajes recibe y analiza los mensajes de datos provenientes de varios puntos de red, determina el destino y la canalización adecuada y más tarde envía los mensajes a otros puntos de la red.    Si es necesario, los mensajes se pueden almacenar hasta que esté disponible la línea para enviarlos.
3. Procesamiento frontal,  El procesador frontal casi siempre se localiza en un centro de cómputo.  Su propósito es relevar a la computadora principal - Llamada computadora anfitriona- de varias de las funciones que se requieren para interactuar en la red de comunicaciones y controlarla.

Las funciones de los procesadores de comunicaciones varían en las diferentes redes, por lo que es posible que exista un traslape de funciones.  Un procesador de conmutación de mensajes, por ejemplo, pueden también funcionar como concentrador remoto; un procesador frontal puede realizar funciones de conmutación de mensajes y en redes menos completas, quizá la computadora anfitriona lleve a cabo todas las funciones del procesador frontal.

Redes de área local.

Hasta aquí se han examinado situaciones de comunicación en las que los datos se transmiten entre localidades distantes.  Pero en muchas organizaciones también se transmiten datos entre computadoras, terminales, estaciones de procesamiento de palabras y otros dispositivos, todos situados dentro, de un área reducida como puede ser un edificio de oficinas o un campo universitario.  En muchos casos las organizaciones tienen un proveedor que  proporciona un procesador multiusario y el equipo y programas necesarios para conectar estaciones a ese procesador.  Pero en otros casos, las organizaciones optan por enlazar sus estaciones mediante el uso de un sistema de comunicaciones que se conoce como red de área local.  Las redes de área local son de propiedad de la organización usuaria y adoptan una configuración física de estrella, de bus o de anillo.  Las redes de estrella cuentan con un controlador central y todas las conexiones con las estaciones de la red parten de este nodo central y todas las conexiones con las estaciones de la red parten de este nodo central como las puntas de una estrella 9-13 a.  En las redes de bus, en cambio, se tiene un solo cable ("o bus") de estación a estación a fin de conectar toda la red ("fig, 9-13b) En el tercer tipo de configuración, cada uno de los equipos está conectado a otros dos para formar un circuito o anillo  Fig. 9-13c.

Los canales de transmisión pueden ser muy variados:  desde alambres trensados hasta cables coaxiales o de fibras ópticas.  En vez de módems y líneas telefónicas externas se emplean equipos y programación especiales.  La velocidad de transmisión y los costos de las redes varían mucho, el tipo de red de área local que se utilice.  Algunas de estas redes permiten integrar periféricos  y computadoras de distintos fabricantes, pero otras están limitadas a los componentes fabricados por un solo proveedor.

Configuraciones comunes de la red de área local  (a) una red de estrella, tiene un controlador central que proporciona los recursos de interfaz de equipo /programación que necesitan las estaciones de la red.   Por tanto, una falla de controlador central paraliza la red.  (b). una red de bus no tiene controlador central, por lo que cada componente de la red debe estar equipado para manejar los problemas de interfaz.  El vendedor de la red casi siempre proporciona estos elementos de interfaz.  El vendedor de la red casi siempre proporciona estos elementos de interfaz para tipos de equipos específicos.  (c)  En una red de anillo todas las estaciones están conectadas para tomar un ciclo continuo.  Los datos sólo pueden fluir en una dirección dentro de la red.  Una señal eléctrica codificada llamada "símbolo" pasa de una estación a otra en el anillo.  Cuando una estación tiene datos que transmitir, espera a recibir el símbolo antes de enviar su mensaje a un destino programado.  La falta de cualquier estación del anillo puede realizar toda la red.

Aunque existen muchos tipos de redes de área local que pueden adquirir las organizaciones, casi todas pueden colocarse en una de las siguientes categorías:

• Redes de alta velocidad:  En este tipo de redes de área local, proyectadas para conectar macrocomputadoras grandes, es posible transmitir más de 20 millones de bits por segundo (Mbps).  Algunos ejemplos de éstas redes de alta velocidad son la Loosely Coupled Network de Control Data Corporation y la Hyperchannel de Network Systems Corporation.  El costo de conectar cada macrocomputadora a una red de área local Hyperchannel es de aproximadamente 40.000 dólares.
• Red de velocidad media.  La velocidad de transmisión de estas redes varía entre 1Mbps  y  20 Mbps son apropiadas para utilizarse con macrocomputadoras más pequeñas, minis y computadoras personales.  Algunas de estas redes pueden dar servicio a unos cuantos cientos de estaciones de trabajo y otros dispositivos, mientras que otras - en teoría-  pueden conectar decenas de miles de éstos periféricos.  El costo de conectar cada dispositivo es de unos cuantos cientos de dólares en promedio.  Un ejemplo de la red de área local de velocidad media es la red de anillo de símbolo, de IBM.  Esta es una red de 4 Mbps que emplea cableado telefónico ordinario.  Cada IBM PC de anillo cuenta con una tarjeta adaptadora insertable  y está conectada a una unidad de acceso para varias estaciones.  Cualquier estación  puede comunicarse con cualquier otra de anillo  (Fig. 9-14) otra red de velocidad media es Ethernet.  Esta red de 10 Mbps, desarrollada por Xerox, utiliza un cable coaxial en una configuración de bus para transmitir los datos.  se utilizan pastillos de circuitos integrados especiales, llamados controladores para conectar los equipos al cable y pequeñas cajas , llamadas transceptores, para transmitir y recibir los datos en cada estación de trabajo.  Una estación de trabajo dada, puede intercambiar información con cualquier otra estación o grupo de estación.  En Colombia no han dado resultado las estaciones de trabajo externas  "desde Casa".  el trabajador ha sido despedido en numerosas ocasiones y es a él a quien corresponde  asumir  todos los costos, este concepto no es viable en Colombia.  Los equipos son especiales y los adaptadores de red, no son los adecuados por las normas internacionales, los estándares  nacionales son diferentes.
• Redes de baja velocidad.  Las redes de área local de este tipo, diseñadas para usarse con computadoras personales y otras estaciones de trabajo, generalmente tienen velocidades de transmisión menores de 3 Mbps.  Existe una variación considerable en cuanto a precios y capacidades.  Por ejemplo, algunas redes de bus requieren  únicamente  la compra de un cable y unos cuantos elementos de interfaz, en tanto que otras vienen equipadas con una unidad de disco duro y otros periféricos.   Los usuarios de computadoras personales muchas veces tienen problemas para conectar entre sí equipos de marcas diferentes, debido a la falta de normas en los equipos y programas  de la industria.  Es por ello que no existen redes de área local capaces de conectar entre sí computadoras personales de todas las marcas.  Además, algunas de las redes que pueden dar apoyo a más de una marca permiten a estos equipos compartir impresoras y otros periféricos, pero probablemente no permitan a las computadoras de diferentes marcas comunicarsen entre sí.  Como ejemplos de las redes de área local disponibles, pueden mencionarse  la Omninet de Corvus Systems, que es una red de tipo bus y permite a varias computadoras personales de diferentes proveedores  ej  Apple, IBM Radio Shack, Digital Equipment,  Zenith, Texas Instruments - compartir unidades  de disco duro y otros periféricos; Multilink de Davong Systems, que es de tipo anillo y conecta modelos PC de IBM, la Netware /S de Novell, red tipo estrella  que también conecta modelos PC  de IBM.
• Redes de conmutador  digital privado de baja velocidad.

          Durante muchos años los conmutadores privados fueron tableros telefónicos muy familiares instalados en edificios y oficinas de otros lugares.  El conmutador era el dispositivo controlador central de una red tipo estrella destinada únicamente a la transmisión de la voz en la que el operador utilizaba cables con clavijas y un tablero cubierto de receptáculos para canalizar las llamadas dentro de la red.  Los antiguos conmutadores privados manejados por operador se han sustituído por conmutadores digitales controlados por computadora que manejan automáticamente miles de líneas individuales.  Las redes de conmutador digital privado todavía utilizan la configuración de estrella, pero ahora es posible manejar de manera simultánea las transmisiones de datos y de voz  (fig.  9-15)  No se necesitan módems para intercambios de datos locales, además se utiliza el cableado telefónico existente, por lo que no es necesario instalar  cables especiales.   El uso de los cable telefónicos es existente es atractivo para las organizaciones que reciden en edificios antiguos, ya que el tendido de cables nuevos hacia los numerosos puntos de la red puede resultar difícil y costoso.  No obstante, la desventaja de utilizar líneas telefónicas estándar es que estas no pueden transmitir datos a velocidades tan grandes como lo permiten los canales especiales.  Por tanto, una red de área local basada en un sistema de conmutador digital privado es una red de baja velocidad, que está diseñada para conectar entre sí dispositivos con requerimiento de comunicación de datos relativamente bajos.  A pesar de lo anterior, muchos opinan que el conmutador privado controlado por computadora se está conviertiendo, en corto tiempo, en el centro al rededor del cual se van a proyectar los sistemas de comunicaciones de las oficinas del futuro.  Algunos ejemplos de redes de conmutador digital privado son: la System 75 y System 85 de AT&T, la IBX de InteCom, La SX-2000 de Mitel, la SL-1 de Northern Telecom y las CBX de Rolm.

En resumen, el encargado de establecer una red debe seleccionar y coordinar  los elementos de codmunicaciones que conectan localidades remotas con puntos centrales.  Es probable que dentro de los puntos centrales sea necesario coordinar también las redes de área local del interior de las instalaciones.  Fig  9-16 ilustra algunas de las opciones posibles.

ENLACES ENTRE MICROCOMPUTADORAS  Y MACROCOMPUTADORAS:

Las microcomputadoras permiten a las personas procesar datos en forma individual y las macrocomputadoras contienen miles de millones de bytes de datos que son importantes para una organización.  Por ello, los usuarios de micros han buscado la forma de tener acceso a los datos de las macrocomputadoras, extraer la información que necesitan y almacenar estos datos en sus computadoras personales, donde pueden manipularlos y analizarlos mediante programas de aplicación apropiados.  Es posible también que los usuarios de computadoras personales tengan archivos con información que pueda ser  de interés para otros gerentes, la cual se podría enviar a una base de datos de macrocomputadoras con el fin de que se distribuya más ampliamente.  O  bien el usuario  de computadora personal quizá deseara enviar datos a la localidad donde se encuentra la macrocomputadora a fin de que se imprima eficientemente o se les procese de alguna otra forma con la ayuda de impresoras de alta velocidad y otros recursos de la macrocomputadora.  Los enlaces entre micro y macrocomputadora son el equipo y los programas de comunicación que permiten a las computadoras personales conectarse con sistemas más grandes con el fin de lograr estos objetivos. En la actualidad se dispone de tal variedad de productos de enlace que pueden provocar confusión. Algunos son tarjetas de circuitos que se insertan en las ranuras de expansión de las computadoras personales. Estas tarjetas y los programas correspondientes permiten a las micro hablar con los sistemas más grandes como si fueran terminales de macrocomputadora.  Estos productos de emulación de terminales permiten transferencias sencillas entre los archivos de las computadoras personales y algunos archivos de aplicación de las macrocomputadoras, pero casi siempre exigen a los usuarios de la computadora personal familiarizarse con los procedimientos de acceso de la macrocomputadora.  Otros productos enlazan íntimamente programas de macrocomputadora de ciertos proveedores con programas, para aplicación para computadora personal de los mismos proveedores  o de casas de programación, para computadoras personales .  Por ejemplo, un  programa de enlace puede permitir a los usuarios de computadora personal copiar datos escritos para un paquete específico de base de datos de macrocomputadora y transferirlos a un programa de base de datos, hoja electrónica de cálculo u otro tipo de aplicación para computadora personal.  Se están haciendo esfuerzos por desarrollar  productos de enlace avanzados que adapten automáticamente los datos para que puedan ser  asimilados por cualquiera de los muchos formatos incompatibles que se utilizan en las computadoras  personales y en sistemas más grandes.

REDES DE COMUNICACIÓN DE DATOS 

El lector que está familiarizado con muchas de las aplicaciones que dependen de la comunicación de datos.  Para citar un ejemplo, el cajero de una sucursal bancaria puede actualizar los registros en línea de cuentas de ahorro que están almacenados en un centro de cómputo, por medio de las instalaciones de comunicaciones de datos.  A continuación se verán en forma sucinta algunos ejemplos adicionales.

Redes de tiempo real, tiempo compartido y de computación remota.

Un sistema de tiempo real tiene una relación temporal  paralela con una actividad que se lleva a cabo continuamente, por lo que produce información con la rapidez necesaria para ayudar a controlar dicha actividad dinámica.  Así, las palabras "tiempo real" describen un sistema de procesamiento interactivo, pero es forzoso que un sistema interactivo opere en tiempo real.    La diferencia es que el procesamiento en tiempo real requiere la introducción inmediata de las transacciones provenientes de todas las terminales en las que se originan entradas.  Se conectan en forma directa muchas estaciones por medio de líneas de telecomunicaciones de alta velocidad a uno a más procesadores.  Pueden operar varias estaciones al mismo tiempo.  Los archivos se actualizan a cada minuto y las consultas se atienden por medio de acceso, en fracciones de segundo, a archivos completamente actualizados. En cambio es posible tener un sistema interactivo que combine el acceso inmediato a los registros para atender consultas con la introducción períodica (quizá) diaria de transacciones provenientes de una fuente central recolectora para actualizar los registros.  Un sistema así podría satisfacer muchas necesidades y ser más sencillo y económico que un sistema en tiempo real.

Un sistema de tiempo real tiene una relación temporal paralela con una actividad que se lleva a cabo continuamente, por lo que produce información con la rapidez necesaria para ayudar a controlar dicha actividad dinámica.  Así las palabras "tiempo real" describen un sistema de procesamiento interactivo con severas limitaciones.  Un sistema de tiempo real utiliza el procesamiento interactivo, pero no es forzoso que un sistema interactivo opere en tiempo real. La diferencia es que el procesamiento en tiempo real requiere la introducción inmediata  de las transacciones provenientes de todas las terminales en las que se originan entradas .  Se conectan en forma directa muchas estaciones por medio de líneas de telecomunicaciones  de alta velocidad a uno o más procesadores.  Pueden operar varias estaciones al mismo tiempo.  Los archivos se actualizan  a cada minuto y las consultas se atienden por medio del acceso, en fracciones de segundo, a archivos completamente actualizados.  En cambio, es posible  tener un sistema interactivo que combine el acceso inmediato a los registros para atender consultas con la introducción períodica (quizá diaria) de transacciones provenientes de una fuente central recolectora para utilizar los registros.  Un sistema así podría satisfacer muchas necesidades y ser más sencillo y económico que un sistema en tiempo real.

Los sistemas de reservaciones que utilizan las líneas aéreas, hoteles y agencias de alquiler de vehículos son ejemplo de sistemas de tiempo real.  Sistemas militares y Sistemas de control  de tráfico aéreo.

• Sistemas militares :   Se ha desarrollado un sistema de mando y control militar mundial  para los comandantes militares de Estados Unidos, que comienza con el presidente, continúa descendiendo en la jerarquía.  El sistema conecta 35 computadoras grandes en 16 puestos de mando en todo el mundo.  Asímismo más de una docena de computadoras en el mando de defensa Aérea de Estados Unidos  (North American Air Defendense Command) aceptan, almacenan constantemente montañas de datos provenientes de instalaciones de radar en todo el globo.  Se sigue la trayectoria de todos los objetos en órbita terrestre producidos por el hombre.  Si se lanza un cohete, las computadoras calculan con rapidez su trayectoria.
• Sistemas de Control de tráfico Aéreo:  Siguen las trayectorias de millones de vuelos  en todo Estados Unidos.  Las computadoras supervisan los vuelos y los transfieren a diferentes jurisdicciones de control, conforme se desplazan  sobre el continente.  Cuando un vuelo se acerca al aeropuerto internacional O¨Hare de Chicago,  por ejemplo un sistema de control transmite una señal "guía" especial.  El  responde con señales que proporcionan su identidad, altitud y velocidad.  Las computadoras procesan estos datos y los exhiben  y los exhiben instantáneamente en la pantalla de un computador, junto con un punto luminoso que representa al avión.  El sistema es capaz de controlar y seguir, en forma simultánea, a más de 100 aviones.

Tiempo Compartido:  Es un término general que se emplea para describir un sistema de procesamiento que cuenta con varias estaciones independientes, de relativamente baja velocidad, en línea y que se pueden utilizar simultáneamente.  Por supuesto, todas las estaciones tienen acceso directo al procesador.  El uso de programas especiales  permite al procesador continuar de una estación a otra y realizar una parte de cada trabajo en la "porción" de tiempo que tiene asignada hasta terminar el trabajo.  En muchas ocasiones el proceso es tan rápido que el usuario tiene la ilusión de que nadie más está utilizando la computadora.

Existen varias organizaciones que venden servicios de tiempo compartido y de cómputo remoto a sus clientes.  En algunos casos estas organizaciones instalan terminales o computadoras personales en las oficinas de los clientes y después conectan estas estaciones de trabajo a sus procesadores centrales por medio de canales de telecomunicaciones.  En otros casos conectan sus procesadores a las computadoras personales que ya poseen los clientes.  Es posible procesar una gama más amplia de tareas, pero algunas organizaciones de servicio se especializan en las necesidades de un grupo específico.  Otros servicios de computación remota  (llamados a veces service bureaus, oficinas de servicio) aceptan los datos de entrada del cliente  a través de líneas de telecomunicación, efectúan un proceso por lotes especiales para el cliente y más tarde transmiten los resultados a la terminal del cliente.   Las organizaciones de servicio de tiempo compartido y cómputo remoto suelen ofrecer una biblioteca en líneas de programas de aplicación a sus clientes, quienes sólo necesitan proporcionar los datos de entrada y llamar a los programas para obtener la información deseada.  Los clientes pagan cargos por transacción que varían (como las llamadas telefónicas de larga distancia) de acuerdo con su uso.

Redes de procesamiento distribuído de datos:  

El tiempo compartido no es algo novedoso.  El costo relativamente alto de los equipos en la década de 1.960 fue un incentivo para que muchas organizaciones establecieran un sistema central de cómputo y economizaran al compartir el tiempo de máquina con muchos usuarios.  Cuando uno o dos procesadores manejan la carga de trabajo de todas las terminales remotas, es posible que todavía sea correcto emplear el término "tiempo compartido".  no obstante, el lector ya sabe que ahora una organización puede adquirir varias computadoras por el precio de una sola de las máquinas antiguas más grandes.  Así que cuando se conectan muchos sistemas  de cómputo independientes dispersos o distribuídos geográficamente por medio de una red de telecomunicaciones y cuando se transmiten mensajes, tareas de procesamiento, programas, datos y otros recursos entre procesadores y terminales en cooperación es posible que el término de tiempo compartido no sea ya lo bastante amplio.

En término red de procesamiento distribuído de datos (PDD) es el que suele aplicarse para describir esta extensión del tiempo compartido.  En este libro se considerará que un arreglo de PDD es aquel que sitúa los datos necesarios -  junto con los recursos de computación y comunicaciones requeridas para procesar estos datos  -  En el lugar donde se encuentra el usuario final.  Un arreglo así puede dar lugar a que muchas computadoras y considerables recursos de programación sean compartidos con varias docenas de usuarios.  

Posibles configuraciones de una red de procesamiento distribuido de los datos  (PDD). a En la configuración estrella PDD, una anfitriona central o computadora estrella  de PDD una anfitriona central o computadora estrella, se comunica con un segundo nivel de procesadores satélite o de nodo y los controla.  Estos nodos, a su vez se comunican con terminales de E/S y con computadoras personales.  b) En la variación jerárquica de la red de estrella de PDD, la computadora central anfitriona también está conectada a procesadores de nodo regionales.  Pero estos pueden ser por su parte, actuar como anfitriones de pequeños procesadores de distrito subordinados.  Además de procesar las aplicaciones locales, los procesadores pequeños del tercer nivel de la jerarquía(que son a menudo minicomputadoras) pueden dar apoyo a terminales inteligentes y a computadoras personales locales que también son capaces de procesar trabajos pequeños de manera independiente.   Las computadoras de nivel alto de la jerarquía.  Las computadoras de nivel alto de la jerarquía se emplean para manejar grandes bases de datos y para dar servicio a los procesadores de nivel más bajo que requieran cálculos complejos.  La mayor parte de las redes  de PDD actuales utilizan el arreglo de estrella o alguna variación jerárquica de él  c) La red de anillo de PDD  es un arreglo "Sin Anfitrión" de computadoras de igual categoría que se comunican entre sí.  Es posible que cada uno de los procesadores del anillo tenga subordinados, pero dentro del anillo no hay una computadora maestra.

 Una red de procesamiento distribuído de datos, al igual que los sistemas  de tiempo compartido, puede destinarse al uso exclusivo de una organización o puede ponerse a la disposición de muchas organizaciones.

Redes de PDD para una sóla organización.

Dos de las muchas organizaciones  que cuentan con redes de PDD son:

• Hewlett - Packard  Company.

La red mundial de PDD desarrollada por Hewlett- Packard para sus aplicaciones de negocios internas.  Cuenta con 10 macrocomputadoras y más 1.000 minicomputadoras Hewlett - Packard distribuidas en toda la red para encargarse del procesamiento y la introducción y recuperación de datos, así como de las funciones de telecomunicaciones.  Los 82.000 empleados de H-P, utilizan cerca de 40.000 terminales  y computadoras personales.  Esta red enlaza las instalaciones de fabricación y oficinas de ventas en más de 100 localidades con las oficinas de la empresa en California y Suiza.  Aunque es el centro situado en California el que mantiene el control general sobre la red,  Las computadoras divisionales operan de manera autónoma para procesar tareas locales.  Se utiliza una variación jerárquica de la red de estrella.

 

Bank of America  El bank of América de california tiene una red de más de 50 minicomputadoras para apoyar las consultas en línea de más de 6.000 terminales de cajeros situadas en las 1.000 sucursales del estado.

• Redes de PDD de organizaciones múltiples

Dos de las redes de procesamiento distribuido de datos que dan servicios a varias organizaciones son:

Otras redes.

Redes Teletext y videotext

Algunas organizaciones han creado redes de comunicación de datos que pueden proporcionar gran número de servicios de información sobre pedido a las personas en sus hogares.   Los clientes de la red utilizan computadoras personales  o terminales especiales conectadas a sus televisores  a fin de recibir la información solicitada.  Teletext y videotext son los nombres que reciben dos servicios de este tipo.  El sistema teletext transfiere información en una sola dirección de manera continua y la información casi siempre se recibe en un televisor.  Un ejemplo del empleo de teletext es el sistema de subtitulación cerrado que  instalan algunas redes de televisión y que exhibe palabras en la pantalla con el fín de que las personas con impedimentos auditivos puedan entender los programas.  Los sistemas de videotext: 1) Almacenan una gran cantidad de información gráfica y alfanumérica  en una instalación de cómputo central.  2) reciben solicitudes de información de los clientes a través de líneas telefónicas y otros canales y 3) recuperan la información solicitada y la envían electrónicamente a los clientes que están equipados para recibirla.
Por tanto videotext  es un servicio interactivo (bidireccional, rico en gráficas, que permite a los usuarios elegir lo que deseen.  según los pronósticos, las redes de información videotext para los hogares experimentarán un crecimiento explosivo en la próxima década, por lo que muchas organizaciones  ya están planeando participar en este crecimiento.

Sistemas de trabajo a distancia:  Millones de personas realizan gran parte de sus labores con estaciones de trabajo de escritorio, a fin de procesar textos, analizar datos y realizar otras tareas. En el caso de muchas personas, no es necesario que sus estaciones de trabajo estén situadas en edificios de oficina.  Cuando trabajan desde sus casas; en Colombia este sistema no funcionó, rápidamente fueron despedidas, además que nunca recibieron un sueldo.  15 0 20 años  murieron de hambre y enfermedad, además que los contratos se "suponen" no existen ni verbal, ni escrito.

Es por esto que un número cada vez mayor de personas está poniendo en duda la necesidad de transportarse a lugares céntricos para realizar tareas  que podrían efectuar con la misma facilidad en sus hogares.   De hecho decenas de miles de profesionales realizan ya una parte o la totalidad en sus labores en sus casas o en centros de trabajo vecinales para enviar los resultados en forma electrónica a la oficina de su patrón o cliente.  naturalmente, este enfoque de trabajo a distancia no es apropiado para todos y muchas personas prefieren la vida social de una oficina.  Pero el trabajo a distancia beneficia a los que prefieren un horario flexible de trabajo y pasan una buena parte del tiempo en sus hogares.  En los próximos años se espera que millones de trabajadores a distancia laboren en "hogares electrónicos" y envíen sus resultados a otras localidades.

Informática Presente y Futuro.
Donald  H. Sanders
Tercera edición  1.990
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La  Compiladora.