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Interfaces y redes industriales

Unidad 1: Comunicación industrial

INTERFACES Y REDES INDUSTRIALES UNIDAD 1: COMUNICACIÓN INDUSTRIAL

En la industria moderna, las comunicaciones de datos entre diferentes sistemas,

procesos

e

instalaciones

suponen

uno

de

los

pilares

fundamentales para que ésta se encuentre en un nivel de competitividad exigida en los procesos productivos actuales. En un sistema de comunicación de datos industrial es tanto más exigente cuanto más cerca del proceso nos encontramos. Si realizamos una comparativa entre tres de las principales características que determinan la aplicación de las diferentes redes de comunicación, como son: •

Volumen de datos: Cantidad de datos que viajan por la red en cada envío.

•

Velocidad de transmisión: Velocidad a la que viajan los datos por la red.

•

Velocidad de respuesta: Velocidad que hay entre el momento de dar la orden y la respuesta del dispositivo.

Está claro que después de la anterior exposición deben existir diferentes niveles de redes de comunicación de datos que cumplan en cada caso con las exigencias funcionales solicitadas. De ahí nace lo que se conoce como pirámide de las comunicaciones. Esta pirámide, reconocida por todos los fabricantes de dispositivos para las redes de datos, está formada por cuatro niveles, que son:

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1 Oficina: Formado básicamente por ordenadores tanto a nivel de oficina como de ingeniería. 2 Planta: Son ordenadores con aplicaciones específicas para el control del proceso. 3 Célula: Son todos los componentes inteligentes que intervienen directamente en el proceso. 4 Campo: Son todos los dispositivos que provocan los movimientos en el proceso productivo.

Figura 1 Velocidades en cada nivel.

La mayoría de los fabricantes de dispositivos de redes de comunicación industrial conocen perfectamente las diferentes exigencias para cada tipo de red, por lo que ofrecen diferentes alternativas para cumplir con los requisitos funcionales de cada caso.

¿Por qué incorporar un sistema de comunicaciones en una empresa? Una empresa se encuentra en la necesidad de incorporar un sistema de comunicaciones integrado para poder obtener un beneficio, como pueden ser: •

La reducción de costes de producción.

•

La mejora de la calidad.

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•

La mejora de la productividad.

•

La reducción del almacenaje.

•

La mejora de la efectividad de sus sistemas.

•

La reducción de los costes de mantenimiento.

Para conseguir estos objetivos el sistema de comunicaciones debe permitir: •

Sistemas de comunicaciones que enlacen la planta de producción con la de gestión e ingeniería de la empresa.

•

La integración de las bases de datos de la em presa (producción, pedidos, almacén, etc.).

•

Compartir las aplicaciones tanto a nivel de: o Software: GESTIÓN: Textos, hojas de cálculo, bases de datos, etc. ✓ DISEÑO: CAD/CAE. ✓ PRODUCCIÓN: PLC, robots, CNC, etc. o Hardware: Impresoras. ✓ Otros dispositivos.

Al integrar un sistema de comunicaciones se pueden conseguir ventajas como: •

Tras una orden de fabricación, todos los elementos de un sistema, proceso o planta reciben de forma simultánea la información.

•

Permitir centralizar las señales de alarma de cada componente del proceso.

•

Permitir el control de la producción, ya que todos los equipos de la planta pueden enviar información a otro sistema que almacenará y procesará dicha información.

Hoy en día, existen multitud de configuraciones de em presas, es decir, em presas con un único edificio, con varios edificios anexos o con varios

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edificios repartidos en diferentes poblaciones, países o continentes. Es por esta razón por la que podemos encontrar sistemas: •

SIMPLES: Comunicación dentro de una misma planta, a través de cableado eléctrico.

•

COMPLEJOS: Comunicación entre diferentes plantas, a través de líneas telefónicas o satélites.

Sistemas de control en una red de comunicación industrial Dependiendo de la complejidad del sistema o de los componentes que intervienen en la red de comunicación, podemos clasificar el tipo de control en: •

SISTEMA CENTRALIZADO. Es cuando el control se realiza por un solo sistema. Sus principales características son: o Es efectivo mientras el sistema no sea excesivamente grande ni complejo, o Es fácil de mantener, ya que sólo hay un único controlador, o Al existir un único controlador, no existen problemas de o Compatibilidad. o Son muy delicados a los fallos; si el controlador falla, todo se detiene.

•

SISTEMA DISTRIBUIDO. Cuando el control se realiza a través de diferentes sistemas conectados en red. Sus principales características son: o Para sistemas grandes o complejos. o La responsabilidad es repartida entre diferentes controladores, o Todos los controladores deben de comunicarse a través de una red. o Su capacidad tiende a ser superior a un sistema centralizado,

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o Se caracteriza por ser un sistema más flexible que el centralizado. o Se pueden hacer ampliaciones con otros controladores. Cuando éstos están programados y con un funcionamiento correcto, entonces se integra en la red de comunicaciones de los demás controladores. o Se puede partir de un sistema básico e ir ampliando a medida que

el

sistema

lo

exija,

añadiendo

módulos

u

otros

controladores, o Permite la integración de dispositivos de diferentes fabricantes comunicables entre sí.

Normas sobre las comunicaciones Cabe destacar que con la llegada de las normas todos los fabricantes han ido adaptando sus sistemas al cumplimiento de éstas, por lo cual cada día más los equipos de diferentes fabricantes son más compatibles entre sí, aunque existen multitud de normas y estándares no todas han nacido de una institución normalizadora como son las llamadas normas de facto, que son: Sistemas realizados por grandes empresas (multinacionales) generalmente, y que de una forma u otra acaban de imponerse en el mercado. Se generan solas y acaban aceptándose. Y también existen las llamadas normas de iure que son las que alguna organización o institución ha decidido promulgar, y que pueden ser las propuestas por: •

Gobiernos nacionales.

•

Organismos nacionales o internacionales.

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Organismos de normalización Existen diferentes organismos cuyas normas afectan a diferentes ámbitos geográficos, es decir, normas que rigen a nivel mundial, a nivel continental o a nivel nacional. Normas internacionales Son normas que afectan a nivel mundial: •

ISO (International Standords Organizaron), que genera normas para todas las áreas y coordina las creadas por organizaciones regionales.

•

IEC (International Electrotechnical Commission). Elabora normas para el área eléctrica.

•

ITU o UIT (International Telecommunication Union). Es un organismo constituido por administraciones de más de 150 países, adopta normas que regulan el uso del espectro radioeléctrico en los ámbitos espacial y terrestre. Está estructurada en tres sectores, que son: o ITU-T para las telecomunicaciones. o ITU-R para la radiocomunicación. o ITU-D para el desarrollo de las telecomunicaciones.

Normas continentales Quedan agrupadas en un determinado número de organismos nacionales de normalización y que a nivel europeo son: •

CEN (Comité Européen de Normalisation), es el encargado de generar todas las normas del tipo EN que son a nivel europeo.

•

CENELEC (Comité Européen de Normalisation Electrotechnique), es la rama de las CEN que se encarga de las normas del ámbito electrotécnico.

•

ETSI

(European

Telecommunications

Standards

Institute).

Organización europea creada a instancia de los operadores (PTT Post Telephone and Telegraph) y lo que hoy es la Unión Europea.

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A nivel de Estados Unidos, las que afectan al campo de las comunicaciones son: •

ANSI (American National Standards Institute). Instituto americano de normas estándar que abarca todas las disciplinas.

•

EIA (Electronics Industries Associate). Asociación de industrias del sector de la electrónica, que se ocupa de la definición de estándares acerca de la transmisión de señales eléctricas. El estándar más conocido es la RS-232.

•

TIA (Telecommunications Industries Associates). Agrupación de fabricantes de equipos de telecomunicaciones.

•

IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers). Es una organización

profesional

que

ha

elaborado

importantes

recomendaciones relativas a las comunicaciones industriales y redes de comunicación que han terminado por convertirse en normas de facto.

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1.2 Funciones de un sistema de comunicación industrial La Automatización Industrial se ha convertido en un medio fundamental para mejorar el rendimiento y la eficacia de las funciones operacionales de una empresa industrial moderna. La obtención de datos en el momento y punto de origen, al integrarse al ciclo de procesamiento y control de las operaciones y al actualizar las bases de datos en forma automática, permite la toma de decisiones operacionales, tácticas y estratégicas más eficaces cualquiera que sea la naturaleza de la empresa. Las estrategias básicas en la automatización de procesos industriales están dirigidas hacia los siguientes objetivos: 1. Aumentar la eficiencia de las operaciones y procesos industriales a través de la aplicación de las modernas tecnologías de la Electrónica, la Informática y las Telecomunicaciones. 2. Incrementar la productividad de los recursos humanos mediante: a. La automatización de las actividades manuales y repetitivas b. La dotación de procedimientos, equipos y sistemas que permitan disponer de la información en forma oportuna y confiable en el sitio y momento deseados c. Disminuir costos usando menor energía y manteniendo inventarios mínimos d. Aumentar la disponibilidad de la planta física mediante mantenimiento centrado en la confiabilidad 3. Transformar la forma de operar mediante la integración de los puntos 1 y 2, y la aplicación de nuevos métodos de análisis de procesos y de la teoría del control, y la incorporación de las tecnologías más avanzadas. 1.2.1. Integración de la Red de Comunicaciones Las

telecomunicaciones

desempeñan

una

función

de

primordial

importancia en la implantación de los modernos sistemas de automatización

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industrial. Esta función es vital para aquellas empresas cuyas operaciones se encuentran dispersas geográficamente, como es el caso de los sistemas de distribución de energía eléctrica, la supervisión y control de instalaciones petroleras,

patios

de

tanques,

poliductos,

refinerías,

industria

manufacturera, etc. Una red de telecomunicaciones para la automatización industrial tiene como objetivos: a) La recolección de datos, instantáneamente desde las localidades remotas b) La transmisión de los datos hasta los Centros de Control de Operaciones y de Procesamiento de la Información. c) Proveer los recursos para aumentar la confiabilidad y seguridad en los procesos de producción mediante detección temprana de condiciones de alarma, supervisión y control continuo de procesos de alto riesgo, verificación del estado de las instalaciones y seguimiento de las condiciones de operación de estaciones remotas d) Proveer paralelamente Servicios de Transmisión de Voz e Imágenes Para cumplir con estos objetivos la red integrada de comunicaciones debe estructurarse con base en una arquitectura bien definida y bajo las premisas de racionalización, conectividad, calidad y confiabilidad. En la mayoría de las grandes empresas industriales el modelo de sistemas tiene una estructura piramidal de la forma mostrada en la Fig. 2.

Figura 2. Modelo de sistemas de una empresa industrial

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En el Nivel Operacional es donde se llevan a cabo todas las actividades y procesos básicos que constituyen el objetivo de la empresa, por ejemplo, la producción de crudo en la industria petrolera o la manufactura de un producto. La velocidad de la transferencia de información es variable, pudiendo extenderse desde 300 bps hasta 20 Mbps. En el Nivel Táctico es donde se llevan cabo actividades que tienen que ver directamente con las actividades del Nivel Operacional. Estas actividades pueden incluir la planificación de operaciones y mantenimiento, las labores de ingeniería, el control de inventarios, el manejo de materiales, etc. En este nivel la velocidad de transferencia de la información es alta, sobre los 20 Mbps. En el Nivel Estratégico se manejan todas las directrices de producción y mercadeo, las políticas de la empresa, la fijación de las metas del Nivel Táctico y, en general, la gestión y administración global de la empresa. En este nivel la velocidad de transferencia de información es generalmente muy alta, del orden de los 100 Mbps. Pero en una empresa no automatizada estos tres niveles están casi desconectados entre sí. La poca integración entre los Niveles Estratégicos, Tácticos y Operacionales se debe a todas o algunas de las siguientes causas. ➢ Diversidad

de

marcas,

sistemas

operativos,

protocolos

de

comunicación y bases de datos. Algunos de estos protocolos de comunicación son primitivos, ineficientes y específicos para la transmisión de una información predeterminada. Específicamente, en el Nivel Operacional puede existir toda una variedad de protocolos industriales poco o nada compatibles entre sí. ➢ Dispersión de datos con redundancia parcialmente controlada. En algunos casos la misma información es representada por varias formas distintas (nomenclaturas diferentes) lo cual obliga a mantener

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tablas de conversión con los consiguientes problemas de actualización manual de las tablas. ➢ Necesidad de grandes esfuerzos para el soporte y mantenimiento de la estructura tanto en equipos (hardware) como en programas (software), cuya obsolescencia es rápida. ➢ La interacción con los diversos sistemas a través de interfaces de usuario disímiles y poco amistosas. ➢ Poca integración entre las áreas de control de procesos, informática e instrumentación debido a la rápida evolución de cada área. Los avances

en

Electrónica,

Informática

y

Telecomunicaciones

impulsarán y estimularán cada vez más la necesidad de integración. El objetivo de la integración de la información en los tres Niveles es entonces la creación de un sistema distribuido con una alta conectividad e interoperabilidad. Para la integración completa de los Niveles Operacionales, Tácticos y Estratégicos se requiere A. una infraestructura sólida de comunicaciones que comprenda: o Redes orientadas al control local o Redes orientadas al control supervisor o Redes orientadas al soporte de la planificación, ingeniería, gerencia y administración o Interconexión con Redes Externas a la Empresa B. mantener una visión integrada de los sistemas, tanto desde el punto de vista del modelo del flujo de datos como desde el punto de vista de la integración de los procesos. En resumen, se requiere el diseño y construcción de un sistema integrado de red que permita: a) la conectividad e interoperabilidad de todos los sistemas de información y control

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b) que facilite el acceso a cualquier subsistema (o subred) c) con un manejo integrado, flexible, de gran calidad y confiabilidad, del flujo de información entre los niveles Operacionales, Tácticos y Estratégicos. En la Fig. 3 se muestra en forma esquemática la estructura integrada de una empresa industrial moderna donde se alcanzan los objetivos anteriores. Esta estructura se está imponiendo en las todas las grandes empresas; en particular, en Venezuela ha sido PDVSA la pionera en el establecimiento de este concepto.

Figura 3. Flujo de información en una empresa industrial moderna

La “Gran Red Corporativa” simplemente es una red MAN o WAN de alta velocidad tipo FDDI, DQDB, ISDN, Frame Relay, etc., con estándares SONET y tecnologías y servicios ATM o SMDS. La Red de Procesos generalmente es

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una Red de Área Local (LAN). Dentro del área de Operaciones y Procesos Físicos se encuentran las Redes de Campo, que se describen en este capítulo. Las redes LAN, MAN y WAN se describirán en el Capítulo VI. En el contexto del presente libro, las “Comunicaciones Industriales” se refiere a todo el intercambio de información que se lleva a cabo en el Nivel Operacional, dentro de las tres primeras capas del Modelo de Referencia ISO/OSI.

1.2.2 Definiciones Telemetría La Telemetría es el uso de equipos eléctricos o electrónicos para detectar, acumular y procesar datos físicos en un lugar, para después transmitirlos a una estación remota donde pueden procesarse y almacenarse. Un ejemplo de la utilidad de la telemetría es la medición, transmisión y procesamiento de magnitudes físicas en sistemas de automatización de procesos industriales. Estos datos pueden ser, por ejemplo, la temperatura y la velocidad de un líquido en una tubería. Estas magnitudes son las variables de campo. Telecontrol Un proceso industrial completo incluye también el control (local o remoto) de las operaciones que se están llevando a cabo. Muy ligado a la Telemetría se tiene entonces el Telecontrol, mediante el cual, una vez recibidas y procesadas las señales o variables de campo, se procede a modificar las condiciones de operación de los procesos de acuerdo con un plan preestablecido, o de acuerdo con las circunstancias. El ente que toma las decisiones puede ser un operador experimentado o un dispositivo automático.

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Un sistema de procesamiento industrial básicamente es un sistema de telemetría y telecontrol. 1.2.3 Sistemas de Procesamiento y Control Industrial A Nivel Operacional, un sistema de procesamiento y control industrial se puede representar esquemáticamente como se muestra en la Fig. 4.

Figura 4. Configuración general de un sistema de procesamiento y control.

La configuración conceptual mostrada en la Fig. 4 se materializa en un sistema como el mostrado en la Fig. 5. La red de telecomunicaciones, junto con los sistemas de instrumentación, control y procesamiento de los datos de campo (Redes de Campo), ha permitido el desarrollo del concepto de Sistema SCADA (Supervisory Control and Data Adquisition) para la automatización de procesos industriales.

El Sistema SCADA El Sistema de Control Supervisorio y de Adquisición de Datos (SCADA) es una tecnología que permite obtener y procesar información de procesos industriales dispersos o lugares remotos inaccesibles, transmitiéndola a un lugar para supervisión, control y procesamiento, normalmente una Sala o Centro de Control. Un SCADA permite entonces supervisar y controlar simultáneamente procesos e instalaciones distribuidos en grandes áreas, y generar un conjunto de información procesada como, por ejemplo, presentación de gráficos de tendencias e información histórica, de informes de operación y programación de eventos, programas de mantenimiento preventivo, etc. En la Fig. 5 se muestra la configuración típica de un Sistema

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de Automatización Industrial a Nivel Operacional. En el Nivel 1, Fig. 5, se encuentran las Redes de Campo. El Nivel 2 es el dominio de la telecomunicación y el Nivel 3 es el dominio de la Supervisión y Control Global.

Figura 5. Nivel operacional de un sistema integrado de automatización y control

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Un SCADA no debe confundirse con un Sistema de Control Distribuido (“Distributed Control System, DCS”) aunque los principios y tecnologías que ambos utilizan son similares. La diferencia principal es que los DCS normalmente se utilizan para controlar procesos industriales complejos dentro de un área pequeña, por ejemplo, una planta industrial y las restricciones en tiempo son muy diferentes. En cambio, el SCADA se emplea para el control y supervisión de áreas geográficas muy grandes, como, por ejemplo, un sistema de distribución de energía eléctrica o las instalaciones de las compañías petroleras, y la red de comunicaciones es su soporte físico. La incorporación de un SCADA en un proceso permite al usuario conocer el estado de las instalaciones bajo su responsabilidad y coordinar eficazmente las labores de producción y mantenimiento en el campo, supervisando y controlando operaciones críticas y proporcionando los recursos para recibir la información en forma dinámica y en tiempo real, y proceder a su procesamiento posterior.

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1.3 Modos de transmisión. Para poder explicar los diferentes métodos de comunicación, es necesario conocer los códigos empleados para representar la información a transmitir. Por ejemplo, dentro de un computador o terminal cada carácter alfanumérico está representado por una combinación única de dígitos binarios de acuerdo con un código determinado, y los Datos o Información son transmitidos en un canal en forma de secuencias de dígitos binarios. Para la transmisión de información sobre un canal digital, se han normalizado dos tipos de código. Uno es el llamado “Alfabeto No 2”, utilizado en sistemas de transmisión Arranque-Paro hasta 200 bps. Este es un código de cinco dígitos (32 caracteres) empleado en teletipo (TWX) y telex. Este fue el primer código de caracteres de tamaño fijo y se conoce también como Código Baudot, en honor del ingeniero francés Emile Baudot, un pionero en la transmisión telegráfica. En 1977, se establece y define el código “Alfabeto Internacional No 5”, conocido también como el Código ASCII (American Standard Code for Information Interchange); en la ISO este código se define en la Recomendación ISO.646. Este es un código de 7 dígitos para 128 caracteres alfanuméricos. En ASCII el dígito de menor peso (LSB) se designa como b0 y el dígito de más peso como b6 y en transmisión serie el dígito bo se transmite de primero. Generalmente este código se extiende a 8 dígitos al agregársele un dígito adicional b7 de paridad para detección de error. Este es el código más utilizado en la transmisión de datos. En la Fig. 6 se muestra el Código ASCII. Nótese la presencia de columnas numeradas de 0 a 7, y filas numeradas de 0 a F. Estas columnas y filas permiten

expresar

los

códigos

directamente

en

hexadecimal.

Para

representar cualquiera combinación en hexadecimal, primero se lee la columna y después la fila; en este caso los dígitos se agrupan de cuatro en cuatro.

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Figura 6. Código ASCII

Por ejemplo, el carácter SYN se puede expresar en numeración binaria, hexadecimal y decimal, respectivamente, en la forma SYN => 001 0110 Bin = 16 Hex = 22 Dec

1.3.1 Modos de Operación Asincrónica y Sincrónica Cuando se transmite información sobre un canal digital se utiliza dos categorías o modos de operación: el modo de operación asincrónica y el modo de operación sincrónica. Operación Asincrónica En el modo de operación asincrónica se transmite un carácter de código a la vez. Cada carácter de código incluye dígitos de arranque, paridad y parada, denominados “dígitos redundantes”. Estos dígitos redundantes indican al receptor el comienzo de un carácter, dónde termina y un dato adicional (la paridad) para efectos de detección de error; todos los dígitos

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tienen la misma duración excepto el de parada cuya duración es variable según la aplicación. El carácter de código contiene también de 5 a 8 dígitos de información; este campo de información permite entonces codificar la información en Baudot, ASCII u otro. La longitud máxima del carácter de código es de 11 dígitos binarios. En la Fig. 7 se muestra el formato de un carácter de código para operación asincrónica.

Figura 7. Carácter de código de operación asíncrona.

La transmisión asincrónica se utiliza muchas veces cuando por los terminales se transmite los caracteres uno a uno; la velocidad de transmisión de los octetos es variable. Por ejemplo, un terminal no inteligente puede que no tenga elementos de memoria; por consiguiente, cada vez que el operador oprime una tecla, el carácter correspondiente es transmitido por el sistema hasta un computador de procesamiento. Como la mayoría de las personas escribe a velocidades que no pasan de 300 a 400 caracteres por minuto, lo que equivale a 5 a 7 caracteres por segundo o 50 a 70 bps, esta velocidad es muy baja cuando la comparamos con la capacidad de la línea que puede ir de 600 a 2400 bps. En estos casos no se justifica sistemas más complicados como generalmente lo son los sistemas sincrónicos

cuya

velocidad

de

transmisión

(caracteres/segundo)

es

constante. La operación asincrónica se emplea bastante pues las interfaces ETD/ETCD (equipo terminal de datos/equipo terminal del circuito de datos) son más

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sencillas y económicas, y es aplicada cuando los datos se transmiten a baja velocidad

y

a

intervalos

aleatorios.

La

velocidad

de

transmisión

generalmente es hasta 2400 bps, pero puede llegar hasta 19200 bps en líneas conmutadas y 38400 en líneas dedicadas. En general, la transmisión es en semidúplex. Operación Sincrónica En aplicaciones donde se necesita altas velocidades de transmisión se utiliza el modo de operación sincrónica. En este modo de operación a los caracteres de código se les elimina los dígitos redundantes y los caracteres se agrupan en tramas o formatos precedidos y/o terminados por caracteres especiales de sincronización como, por ejemplo, el carácter ASCII SYN o un carácter de la forma 01111110 denominado “bandera”. Este método de transmisión es el más utilizado y se emplea para velocidades de 2400 bps en adelante, tanto en semidúplex como en full dúplex. En la Fig. 8 se muestra el formato típico de un mensaje en modo sincrónico.

Figura 8. Trama de un manejo en operación sincrónica.

Los caracteres SYN, SOH y EOT son caracteres ASCII de control. Las señales de sincronización establecen el ritmo o cadencia entre el transmisor y el receptor, de manera que ellos estén de acuerdo de que ocho dígitos u octeto, por ejemplo, constituyen un carácter. La velocidad de transmisión es constante. Este es el modo de transmisión utilizado en los protocolos de comunicación. ♣ Ejemplo 4.1 Al representar la palabra AbQ3 mediante el Código ASCII (con el LSB a la

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izquierda, paridad par) tanto en transmisión asincrónica como en sincrónica. Solución: Transmisión asincrónica, paridad par Los caracteres conservan los dígitos de arranque, paridad y paro En ASCII: A => 01000001011; b => 001000111011; Q => 010001011011; 3 => 01100110011 AbQ3 en Código ASCII => 0100000101100100011101101000101101101100110011 Transmisión sincrónica, sin dígitos redundantes A => 1000001; b => 0100011; Q =>1000101; 3 => 1100110 AbQ3 en Código ASCII =>1000001010001110001011100110

Operación Semidúplex (HDX), Fulldúplex (FDX) y Simplex (SX) En operación semidúplex los datos se intercambian alternativamente entre la fuente (A) y el destino (B); la trayectoria de transmisión puede ser una línea de dos o cuatro conductores. Si la trayectoria es por radio, se utiliza una sola frecuencia. Cuando se transmite en semidúplex en una línea de dos conductores, es necesario tener en cuenta el tiempo necesario para que el canal se estabilice antes de invertir el flujo de información. A fin de proteger al sistema contra los ecos producidos por una transmisión anterior, debe dejarse transcurrir un cierto tiempo en el ETCD que está recibiendo antes de empezar a transmitir. El lapso comprendido desde el momento que el transmisor de origen deja de transmitir y el momento en que el transmisor de destino se activa, se denomina “tiempo de silencio o tiempo de retorno (turn-around time)”. Si se utiliza una línea de cuatro conductores en operación semidúplex, no es necesario tomar en cuenta el tiempo de estabilización del

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canal, pero el flujo sigue siendo alterno: una vez de A a B por un par de conductores y otra vez de B a A por el otro par de conductores. Con la operación Simplex (SX) la transmisión es en un solo sentido. La televisión comercial, la radiodifusión y la transmisión de un instrumento de medida son ejemplos de transmisión Simplex. En la Fig. 9 se muestran estas tres formas de operación.

Figura 9. Operación Simplex, Semidúplex y Fulldúplex

En las comunicaciones telefónicas con dos conductores, pueden aparecer ecos de la señal cada vez que la transmisión cambia de dirección. Estos ecos ocurren cuando los amplificadores de línea se conmutan y queda una cierta cantidad remanente de energía de la transmisión anterior. Si esta energía no se disipa totalmente, ella puede interferir en la inteligibilidad de los mensajes que se están recibiendo del lado opuesto. Este problema se puede resolver introduciendo en el receptor un período de retardo fijo desde el momento en que el ETCD pasa a ON (Request to Send, RTS se activa) hasta el momento en que se permite la transferencia de datos (Clear to Send, CTS se activa). Este período permite que los ecos se disipen hasta un nivel con el cual no son ya un problema. Nótese que la energía de los ecos se almacena en las capacitancias parásitas de la línea de transmisión. Aunque retardos pequeños son preferibles, ellos no deben ser tan cortos que puedan comprometer la calidad de la transmisión. Un buen punto de

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partida es establecer un retardo de 50ms, pero se puede seleccionar otros valores basados en el conocimiento del sistema. Por ejemplo, en una transmisión a 1200 baudios (bps) sobre una línea privada o dedicada bajo 80km, se puede establecer un retardo de 8ms que puede producir resultados satisfactorios; para distancias mayores se toma desde 50ms hasta 200 ms. En la red conmutada el retardo es generalmente de 200ms. En trayectorias vía satélite de discado directo, el retardo propio de la trayectoria puede llegar a 600ms; en este caso no hay problemas de estabilización del canal. En general, en los módems comerciales se puede variar el tiempo de retardo RTS/CTS según la aplicación. En operación fulldúplex el flujo de información es simultáneo en ambos sentidos. Si la línea es de cuatro conductores, dos conductores transmitirán en un sentido y los otros dos en sentido contrario; la frecuencia puede ser la misma. Si la línea es de dos conductores, entonces hay que hacer un “multiplexamiento” en frecuencia, es decir, en una dirección se transmite a una frecuencia o banda dada, mientras que en la otra dirección se transmite a una frecuencia o banda diferente; igualmente si la transmisión es por radio.