Transcript Tema 3A - Sistemas de Comunicaciones Electrónicas y sus Areas

REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA
UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA
“ANTONIO JOSÉ DE SUCRE”
VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ
Departamento de Ingeniería Electrónica
Facilitador:
ING HENRY ROMERO
Equipo:
Laury Martínez
José miguel
PUERTO ORDAZ, DICIEMBRE DE 2010
Modelo de Comunicaciones
Digitales - Protocolos
SUMARIO:
•Protocolos
•Protocolo XMODEN
•Protocolo YMODEM.
•Control de Flujo Xon/Xoff.
•Protocolo DDCMP.
•Protocolo SDLC.
•Protocolo HDLC.
•Protocolo HART.
PROTOCOLOS
Definición:
Es un conjunto de reglas o pautas
establecidas para la ejecución de una
comunicación
entre
dos
o
más
computadores
con
la
finalidad
de
intercambiar
información
en
forma
eficiente.
PROTOCOLOS
Características asociadas al Protocolo:
La sintaxis: formato de datos y niveles de
señal.
La semántica: información de control para
la coordinación y manejo de errores.
La
temporización:
sintonización
velocidades y secuenciación.
de
PROTOCOLOS Y SU ARQUITECTURA
La arquitectura, es el conjunto de módulos
que realizan todas las funciones necesarias
en el proceso de comunicación.
Una arquitectura de protocolos es una técnica
para
estructurar
jerárquicamente
la
funcionalidad
de
un
sistema
de
comunicaciones,
utilizando
protocolos
estructurados y definiendo su estructura.
PROTOCOLOS
Se Caracterizan por ser:
1. Directos / Indirectos
2. Monolíticos / Estructurados
3. Simétricos / Asimétricos
4. Estándares / No estándares
FUNCIONES DE UN PROTOCOLO
Se pueden agrupar en:
1.Encapsulamiento
2.Segmentación y Ensamblado
3.Control de la Conexión
4.Entrega en Orden
5.Control de Flujo
6.Control de Errores
7.Direccionamiento
8.Multiplexación
9.Servicios de Transmisión
PROTOCOLO XMODEM
Protocolo de transferencia que transfiere
los datos divididos en bloques de 128 bytes.
Los campos que componen una trama
xmodem son:
Cabecera
Numero
De
(SOH)
Secuencia
C-1
Datos de
Control de
secuencia
ususario
errores
PROTOCOLO YMODEM
YMODEM ES UN PROTOCOLO VARIANTE DEL
XMODEM QUE PERMITE QUE MULTIPLES ARCHIVOS
SEAN ENVIADOS EN UNA TRANSFERENCIA. A LO
LARGO DE ELLA SE GUARDA EL NOMBRE CORRECTO,
TAMAÑO Y FECHA DEL ARCHIVO.
PUEDE TRABAJAR CON 128 BYTES PERO ESTE TIENE
UNA CAPACIDAD DE HASTA 1024 BYTES PARA LOS
BLOQUES
CONTROL DE FLUJO XON/XOFF
Se trata de un protocolo para el control
del flujo de datos entre los
ordenadores y otros dispositivos
mediante una conexión serie asíncrona
(sin control de tiempos).
Asíncrona:
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
D0 D1 D2 D3 D4 D5 D6 D7
CONTROL DE FLUJO XON/XOFF
disponible
Continua
Xon
transmite
Xoff
parar
llena
PROTOCOLO DDCMP.
DDCMP: (digital data comunication Message protocol):
Esta más orientado a carácter que a bit. Dicho
termino no requiere Hardware especial para funcionar
correctamente en canales de datos síncronos,
asíncronos o paralelos.
PROTOCOLO DDCMP.
DDCMP realiza lo siguiente:
Obtiene datos en bytes de la capa de enlace
físico.
Secuencia los datos por número de mensaje.
Envía hasta un número máximo de mensajes sin
esperar reconocimiento.
Opera independientemente del "ancho" del medio
(serial o paralelo) y de las características de
transmisión (síncrona o asíncrona).
Opera con una gran variedad de hardware de
comunicación y modems.
PROTOCOLO DDCMP.
Detecta errores (CRC-16).
Retransmite para corregir errores.
Opera en modos half dúplex y full dúplex.
Soporta conexiones punto a punto y multipunto.
Sincroniza transmisiones a nivel byte y mensaje.
Enmarca mensajes de datos.
Provee modo de mantenimiento.
Notifica al otro extremo del enlace cuándo
reinicializar al arrancar.
Mantiene conteo de errores.
Registra la ocurrencia de errores para reportarlos
automáticamente al usuario
PROTOCOLO DDCMP.
Características:
• Control por Conteo de Bytes
• Operación Asincrónica/Sincrónica,
Serie/Paralelo, HDX/FDX
• Modo de Respuesta Normal
• Transmisión Punto a Punto, Multipunto, Líneas
Dedicadas,Radio
• Velocidades desde 1200 bps hasta 56 kbps
• Interfaces: RS-232D, V.24/V.28, V.35, V.36
PROTOCOLO DDCMP.
PROTOCOLO SDLC.
Desarrollado por la IBM en 1974 para sistemas
multipunto con una Estación Principal y
múltiples Estaciones Secundarias.
Opera en el Modo de Respuesta Normal
(Normal Response Mode, NRM), en el cual
todas las estaciones Secundarias están
subordinadas a la Estación Principal (Sistema
Maestra-Esclava) y no efectúan ninguna
operación que no sea solicitada por la
Maestra.
PROTOCOLO SDLC.
Características:
• Control Dígito a Dígito (Bit-Oriented Protocol)
• Transmisión Serie, Sincrónica, HDX/FDX,
punto a punto y multipunto
• Velocidades: desde 1200 bps hasta 1 Mbps
• Interfaces: RS-232D, V.24/V.28, V.35, RS449, RS-422A
• Medios de Transmisión: par trenzado, cable
coaxial, radio
• Modo de Respuesta Normal
• Transparencia asegurada mediante inserción
de CEROS
PROTOCOLO SDLC.
PROTOCOLO HDLC.
HDLC (High-Level Data Link Control, control de
enlace síncrono de datos) es un protocolo de
comunicaciones de propósito general punto a
punto, que opera a nivel de enlace de datos.
Se basa en ISO 3309 e ISO 4335. Surge
como una evolución del anterior SDLC.
Proporciona recuperación de errores en caso
de pérdida de paquetes de datos, fallos de
secuencia y otros, por lo que ofrece una
comunicación confiable entre el transmisor y
el receptor.
PROTOCOLO HDLC.
Características
• Control por Dígitos
• Transmisión Sincrónica HDX/FDX
• Formatos de Carácter: ASCII, EBCDIC
• Modos de Operación: NRM, ARM y ABM (
Comunicación Par a Par)
• Velocidades de Transmisión: desde 300 bps
hasta 10 Mbps
• Interfaces: RS-232C, V.35, RS-423A, RS422A, RS-449
• Medios de Transmisión: par trenzado, radio,
cable coaxial, fibra óptica
• Transparencia mediante inserción de ceros
PROTOCOLO HDLC.
Existen tres modos de funcionamiento
posibles para la interconexión de emisor
y receptor:
• Modo NRM
• Modo ARM
• Modo ABM
PROTOCOLO HDLC.
A continuación se muestra el formato y algunos de los
mensajes del Protocolo HDLC. Vamos a describir las
diferencias en relación con el Protocolo SDLC.
Los mensajes definidos en el campo CONTROL, Fig.
4.21(c) son un subconjunto de los mensajes del
protocolo HDLC.
PROTOCOLO HDLC.
PROTOCOLO HART
Décadas de adopción mundial…
Desde 1989, el protocolo de comunicaciones HART ha sido la
tecnología líder en el mundo de las comunicaciones de procesos
para instrumentos inteligentes.
Actualmente, existen más de 30 millones de dispositivos HART
instalados y funcionando en todo el mundo.
Los proveedores del ramo industrial están fabricando y enviando
productos HART en cantidades nunca antes vistas —75% de los
dispositivos inteligentes instalados son basados en HART. Existen
más productos HART en el mercado que ningún otro instalados
en más plantas en todo el mundo. Ningún otro protocolo de
comunicaciones se le asemeja.
PROTOCOLO HART
PROTOCOLO HART
Características del protocolo HART:
• Fácil de usar
• Solución de comunicación única
• Comunicación tipo Maestro-Esclavo
Los beneficios de la comunicación HART
• Mejora las operaciones en planta.
• Otorga mayor flexibilidad operacional.
• Protege la inversión hecha en la instrumentación de la planta.
• Entrega una alternativa económica de comunicación digital.
• Implica un ahorro considerable en materiales eléctricos en las
instalaciones Multipunto.
PROTOCOLO HART
PROTOCOLO HART
PROTOCOLO HART
PROTOCOLO HART
Dentro del protocolo HART existen varios modos para la
comunicación de información desde/hacia instrumentos
de campo inteligentes y el controlador central o equipos
de monitorización. La comunicación digital
maestro/esclavo simultanea con la señal analógica 420mA mostrada en la Figura 5 es la más común. Este
modo, permite que el esclavo responda a los comandospeticiones del maestro 2 veces por segundo, mientras que
la señal analógica, que es continua, puede seguir portando
la variable de control.
PROTOCOLO HART
Otro modo de comunicación opcional es el modo “Burst”
mostrado en la Figura 6, que permite que un único
dispositivo esclavo emita continuamente un mensaje
HART de respuesta estándar.
PROTOCOLO HART
El protocolo HART también tiene la capacidad de conectar
múltiples dispositivos de campo sobre el mismo par de
hilos en una configuración de red multipunto como la que
se muestra en la Figura 7. En la configuración multipunto,
la comunicación está limitada a la comunicación digital
maestro/esclavo. La corriente a través de cada
dispositivo esclavo se fija al mínimo valor para alimentar
el dispositivo y no tiene ningún significado relativo al
proceso.
DIRECTOS / INDIRECTOS
los enlaces punto a punto son directos
pero los enlaces entre dos entidades
en diferentes redes son indirectos ya
que intervienen
elementos intermedios
Ejemplos de Protocolos
Directos / Indirectos
MONOLÍTICOS / ESTRUCTURADOS
Será Monolítico si contiene
en sí mismo todo el
software para el proceso.
Será Estructurado cuando
posea una estructura de
protocolos organizados con
una estructura por capas o
jerárquica.
SIMÉTRICOS / ASIMÉTRICOS
los simétricos son aquellos en que
las dos entidades que se
comunican son semejantes en
cuanto a poder tanto emisores
como
consumidores
de
información.
Un protocolo es asimétrico si una
de las entidades tiene funciones
diferentes de la otra (por
ejemplo
en
clientes
y
servidores).
ESTÁNDARES / NO ESTÁNDARES
Estándares:
son
compatibles con muchos
sistemas de diferentes
fabricantes.
No estándar: es aquel que
se
diseña
y
se
implementa
para
una
comunicación particular o
sistema particular.
ENCAPSULAMIENTO
Es el proceso de añadir a los datos
información de control. Los datos se
generan por una entidad y se encapsulan
en la *PDU junto con la información de
control.
PDU
*PDU`s (en inglés, Protocol Data Units), Unidades de Datos de Protocolo
ENCAPSULAMIENTO
La información de control (PDU) puede
ser:
Dirección: la PDU contiene la dirección del
emisor y/o receptor
Código para detección de error: es una
secuencia de comprobación
Control del Protocolo: información propia
del protocolo para otras funciones
SEGMENTACIÓN Y ENSAMBLADO
Segmentación es el proceso de particionar la
información en bloques más manejables,
llamados PDU, siendo el PDU el bloque a
intercambiar entre dos entidades.
Ensamblado, es el proceso inverso y sirve
para recuperar el formato de los mensajes
originales, para ser entregados a la
entidad de aplicación destino.
CONTROL DE CONEXIÓN
Responsable de la administración del
proceso de intercambio de información
con sistemas orientados a la conexión o
sin conexión.
Útil cuando se trabaja con transferencia
de datos no orientada a conexión, en
caso de ser pocos datos.
ENTREGA DE ORDEN
Si dos entidades de comunicación residen en
estaciones diferentes conectados por una
red, es posible que las PDU lleguen con un
orden diferente al de partida, pues pueden
haber recorrido caminos diferentes hasta
llegar al destino.
El protocolo debe tener la capacidad de
ordenar los PDU’s antes de entregarlos a la
entidad correspondiente.
CONTROL DE FLUJO
Es el proceso que realiza la entidad
receptora sobre la emisora para evitar que
la velocidad de la segunda desborde su
capacidad de recibir datos y estos se
pierdan.
La confirmación de recepción de una PDU es
vital para el envío de la siguiente. Debe
preveerse un posible lazo infinito, por falta
de la respuesta.
CONTROL DE ERRORES
Las técnicas
necesarias
deterioros
información
de control de errores son
para recuperar pérdidas o
de los datos y de la
de control.
Se implementan mediante dos funciones
separadas:
a) La detección del error
b) La retransmisión
DIRECCIONAMIENTO
Este aspecto tiene que ver con la
eficaz entrega de las PDU’s a las
entidades que corresponda.
MULTIPLEXACIÓN
Ascendente: varias conexiones del nivel
superior comparten, o se mux sobre
una única conexión del nivel inferior.
Descendente: consiste en establecer una
única conexión del nivel superior
utilizando varias conexiones del nivel
inferior, el trafico de la conexión del
nivel superior se divide así entre las
conexiones inferiores.
SERVICIOS DE TRANSMISIÓN
Pueden ser varios:
a) Prioridad: jerarquizar los mensajes a
enviar
b) Calidad de servicio: velocidad en la
entrega de los mensajes, manejo del
retardo, etc.
c) Seguridad: resguardo ante usuarios
no autorizados.
MODOS DE OPERACIÓN: NRM
• Modo de respuesta normal:
• La comunicación siempre se realiza entre
una estación primaria y otra secundaria
• La estación secundaria tiene que recibir un
permiso explícito de la primaria para que
pueda comenzar la transferencia de datos
• Una vez transmitida la última trama, la
estación secundaria debe esperar a la
concesión de otro permiso para volver a
transmitir
MODOS DE OPERACIÓN: ARM
• Modo de respuesta asíncrona
• La estación primaria controla la
corrección de errores y la conexión y
desconexión del enlace
• Pero la estación secundaria puede
comenzar la transmisión de datos sin
recibir permiso explícito de la
estación primaria
• Modo poco utilizado actualmente
MODOS DE OPERACIÓN: ABM
• Modo asíncrono balanceado
• No hay estaciones primarias y
secundarias, todas son equivalentes
• Cualquier estación puede iniciar la
transmisión sin necesidad de permiso
• Es el más utilizado en redes de área
local