Una de las necesidades más acuciantes de un sistema de comunicaciones es el establecimientos de estándares, sin ellos sólo podrían comunicarse entre si equipos del mismo fabricante y que usaran la misma tecnología. La conexión entre equipos electrónicos se ha ido estandarizando paulatinamente siendo la redes telefónicas las pioneras en este campo. Por ejemplo la histórica CCITT definió los estándares de telefonía: PSTN, PSDN e ISDN. Otros organismos internacionales que generan normas relativas a las telecomunicaciones son: ITU-TSS (antes CCITT), ANSI, IEEE e ISO. La ISO (International Organisation for Standarisation) ha generado una gran variedad de estándares, siendo uno de ellos la norma ISO-7494 que define el modelo OSI, este modelo nos ayudará a comprender mejor el funcionamiento de las redes de ordenadores.

El modelo OSI no garantiza la comunicación entre equipos pero pone las bases para una mejor estructuración de los Protocolos de comunicación. Tampoco existe ningún sistema de comunicaciones que los siga estrictamente, siendo la familia de protocolos TCP/IP la que más se acerca. El modelo OSI describe siete niveles para facilitar los interfaces de conexión entre sistemas abiertos, en la página siguiente puedes verlo con más detalle.

La comunicación según el modelo OSI siempre se realizará entre dos sistemas. Supongamos que la información se genera en el nivel 7 de uno de ellos, y desciende por el resto de los niveles hasta llegar al nivel 1, que es el correspondiente al medio de transmisión (por ejemplo el cable de red) y llega hasta el nivel 1 del otro sistema, donde va ascendiendo hasta alcanzar el nivel 7.

En este proceso, cada uno de los niveles va añadiendo a los datos a transmitir la información de control relativa a su nivel, de forma que los datos originales van siendo recubiertos por capas datos de control. De forma análoga, al ser recibido dicho paquete en el otro sistema, según va ascendiendo del nivel 1 al 7, va dejando en cada nivel los datos añadidos por el nivel equivalente del otro sistema, hasta quedar únicamente los datos a transmitir. La forma, pues de enviar información en el modelo OSI tiene una cierta similitud con enviar un paquete de regalo a una persona, donde se ponen una serie de papeles de envoltorio, una o más cajas, hasta llegar al regalo en sí.

C7-C2 : Datos de control específicos de cada nivel.

Los niveles OSI se entienden entre ellos, es decir, el nivel 5 enviará información al nivel 5 del otro sistema (lógicamente, para alcanzar el nivel 5 del otro sistema debe recorrer los niveles 4 al 1 de su propio sistema y el 1 al 4 del otro), de manera que la comunicación siempre se establece entre niveles iguales, a las normas de comunicación entre niveles iguales es a lo que llamaremos protocolos. Este mecanismo asegura la modularidad del conjunto, ya que cada nivel es independiente de las funciones del resto, lo cual garantiza que a la hora de modificar las funciones de un determinado nivel no sea necesario reescribir todo el conjunto.

En las familias de protocolos más utilizadas en redes de ordenadores (TCP/IP, IPX/SPX, etc.) nos encontraremos a menudo funciones de diferentes niveles en un solo nivel, debido a que la mayoría de ellos fueron desarrollados antes que el modelo OSI.

MODELO OSI DE ISO

OSI : Open System Interconnections: fue creado a partir del año 1978, con el fin de conseguir la definición de un conjunto de normas que permitieran interconectar diferentes equipos, posibilitando de esta forma la comunicación entre ellos. El modelo OSI fue aprobado en 1983. Un sistema abierto debe cumplir las normas que facilitan la interconexión tanto a nivel hardware como software con otros sistemas (arquitecturas distintas).  

Este modelo define los servicios y los protocolos que posibilita la comunicación, dividiéndolos en 7 niveles diferentes, en el que cada nivel se encarga de problemas de distinta naturaleza interrelacionándose con los niveles contiguos, de forma que cada nivel se abstrae de los problemas que los niveles inferiores solucionan para dar solución a un nuevo problema, del que se abstraerán a su vez los niveles superiores. 

             Se puede decir que la filosofía de este modelo se basa en la idea de dividir un problema grande (la comunicación en sí), en varios problemas pequeños, independizando cada problema del resto. Es un método parecido a las cadenas de montaje de las fábricas.; los niveles implementan a un grupo de operarios de una cadena, y cada nivel, al igual que en la cadena de montaje, supone que los niveles anteriores han solucionado unos problemas de los que él se abstraerá para dar solución a unos nuevos problemas, de los que se abstraerán los niveles superiores.

El modelo OSI

 El sistema de comunicaciones del modelo OSI estructura el proceso en varias capas que interaccionan entre sí. Una capa proporciona servicios a la capa superior siguiente y toma los servicios que le presta la siguiente capa inferior .

De esta manera , el problema se divide en subproblemas más pequeños y por tanto más manejables .Para comunicarse dos sistemas , ambos tienen el mismo modelo de capas . La capa más alta del sistema emisor se comunica con la capa más alta del sistema receptor , pero esta comunicación se realiza vía capas inferiores de cada sistema .

La única comunicación directa entre capas de ambos sistemas es en la capa inferior ( capa física ) .Los datos parten del emisor y cada capa le adjunta datos de control hasta que llegan a la capa física . En esta capa son pasados a la red y recibidos por la capa física del receptor . Luego irán siendo captados los datos de control de cada capa y pasados a una capa superior . Al final , los datos llegan limpios a la capa superior .

Cada capa tiene la facultad de poder trocear los datos que le llegan en trozos más pequeños para su propio manejo . Luego serán reensamblados en la capa paritaria de la estación de destino .

Normalización dentro del modelo OSI

El proceso de descomposición del problema de comunicaciones en capas hace posible la normalización de cada capa por independiente y la posible modificación de una capa sin afectar a las demás .Es preciso el empleo de normalizaciones para que dos sistemas puedan conocerse y poder comunicarse con plena exactitud , sin ambigüedades . Para que dos capas de dos sistemas se puedan comunicar es necesario que estén definidas las mismas funciones en ambos , aunque el cómo se implementen en la capa inferior de cada sistema sea diferente .

Primitivas de servicio y parámetros

Las capas inferiores suministran a las superiores una serie de funciones o primitivas y una serie de parámetros . La implementación concreta de estas funciones está oculta para la capa superior ., ésta sólo puede utilizar las funciones y los parámetros para comunicarse con la capa inferior ( paso de datos y control ) .

Las capas de OSI

1. Capa física: se encarga de pasar bits al medio físico y de suministrar servicios a la siguiente capa . Para ello debe conocer las características mecánicas , eléctricas , funcionales y de procedimiento de las líneas.

2. Capa de enlace de datos : esta capa debe de encargarse de que los datos se envíen con seguridad a su destino y libres de errores . Cuando la conexión no es punto a punto , esta capa no puede asegurar su cometido y es la capa superior quien lo debe hacer.

3. Capa de red : esta capa se encarga de enlazar con la red y encaminar los datos hacia sus lugares o direcciones de destino . Para esto , se produce un diálogo con la red para establecer prioridades y encaminamientos . Esta y las dos capas inferiores son las encargadas de todo el proceso externo al propio sistema y que están tanto en terminales como en enlaces o repetidores.

4. Capa de transporte : esta capa se encarga de que los datos enviados y recibidos lleguen en orden , sin duplicar y sin errores . Puede ser servicio de transporte orientado a conexión ( conmutación de circuitos o circuitos virtuales ) o no orientado a conexión ( datagramas ).

5. Capa de sesión : se encarga de proporcional diálogo entre aplicaciones finales para el uso eficiente de las comunicaciones . Puede agrupar datos de diversas aplicaciones para enviarlos juntos o incluso detener la comunicación y restablecer el envío tras realizar algún tipo de actividad.

6. Capa de presentación : esta capa se encarga de definir los formatos de los datos y si es necesario , procesarlos para su envío . Este proceso puede ser el de compresión o el de paso a algún sistema de codificación . En resumen , se encarga de la sintaxis.

7. Capa de aplicación : esta capa acoge a todas las aplicaciones que requieren la red . Permite que varias aplicaciones compartan la red .

 MODOS DE TRANSMISIÓN

SERIE Y PARALELO.

 La transmisión en modo paralelo: Es aquella en la que los n bits que componen cada Byte o carácter se transmiten en un solo ciclo de n bits.

La transmisión en modo paralelo posee las siguientes características:

• Este modo es que se usa en los ordenadores para realizar la transferencia interna de los datos.
• En estos casos se transmite cada conjunto de n bits, seguido por un espacio de tiempo y luego nuevamente otro conjunto de n bits, y así sucesivamente.
• En la transmisión en paralelo se pueden usar dos formas de transmisión distintas. Una es disponer de n líneas diferentes a razón de una por bit a transmitir: la otra, es usar una única línea, pero enviando cada bit mediante un procedimiento técnico que se denomina multiplexación.
• Cuando se usa la transmisión en paralelo, se emplean generalmente altas velocidades, dado que esa es precisamente, una de sus características más importantes: enviar más bits en menor tiempo posible. En estos casos las velocidades se miden en Bytes o caracteres por segundo.
• En general no se usa este tipo de transmisión, cuando las distancias superan las decenas de metros debido a que el tiempo de arribo de los bits difiere de una línea a otra, situación ésta que se agrava con el aumento de la distancia.

 La transmisión en modo serie: Es aquella en las que los bits que componen cada carácter se transmiten en n ciclos de 1 bit cada uno.

La transmisión en modo serie posee las siguientes características:

• En este caso, se envían un bit detrás de otro, hasta completar cada carácter.
• Este modo de transmisión es el típico de los sistemas teleinformáticos.
• En muchas ocasiones, las señales que son transmitidas por los vínculos de telecomunicaciones, al llegar a los equipos informáticos deben pasar al modo paralelo y viceversa. Este proceso de transformación se denomina deserialización y serialización, respectivamente.
• La secuencia de los bits transmitidos se efectúa siempre al revés de cómo se escriben las cifras en el sistema de numeración binario. Cuando se transmite con bit de paridad, éste se transmite siempre en último término.

La transmisión en modo serie tiene dos procedimientos diferentes, el denominado asincrónico y el sincrónico.

En el procedimiento asincrónico, cada carácter a ser transmitido es delimitado por un bit denominado de cabecera o de arranque, y uno o dos bits denominados de terminación o de parada. El bit de arranque tiene funciones de sincronización de los relojes del transmisor y del receptor. El bit o bits de parada, se usan para separar un carácter del siguiente.

En el procedimiento sincrónico, existen dos relojes uno en el receptor y otro en el transmisor. La información útil es transmitida entre dos grupos, denominados genéricamente delimitadores.

Tipos de transmisión.

Los distintos tipos de transmisión de un canal de comunicaciones pueden ser de tres clases diferentes:

• Simplex.
• Semidúplex.
• Dúplex (o dúplex completo).

Método simplex.

Es aquel en que una estación siempre actúa como fuente y la otra siempre como colector. Este método permite la transmisión de información en un único sentido. Un ejemplo de servicio simplex es el que brindan las agencias de noticias a sus asociados

Método semidúplex.

Es aquel en que una estación A en un momento de tiempo, actúa como fuente y otra estación corresponsal B actúa como colector; y en el momento siguiente, la estación B actuará como fuente y la A como colector. Este método permite la transmisión en las dos direcciones, aunque en momentos diferentes. Por ejemplo, la conversación entre dos radioaficionados que están dialogando, pero donde uno espera que el otro termine de hablar para continuar el diálogo; nunca pueden ambos hablar simultáneamente. 

Método dúplex.

Es aquel en que dos estaciones A y B, actúan como fuente y colector, transmitiendo y recibiendo información simultáneamente. Este método permite la transmisión en las dos direcciones, en forma simultánea. Por ejemplo, la conversación telefónica entre dos personas que no se escuchan y pretenden hablar simultáneamente.

Asíncrona y Síncrona

 Hay enormes dificultades a la hora de recuperar la señal transmitida por un emisor, sobre todo debido a que hay que saber cada cuanto tiempo va a llegar un dato; para esto se suelen usar técnicas de sincronización.

 Transmisión asíncrona

 La manera más fácil de conseguir sincronismo es enviando pequeñas cantidades de bits a la vez , sincronizándose al inicio de cada cadena . Esto tiene el inconveniente de que cuando no se transmite ningún carácter , la línea está desocupada .Para detectar errores , se utiliza un bit de paridad en cada cadena . Usando la codificación adecuada , es posible hacer corresponder un 0 ( por ejemplo ) a cuando la línea está parada ( con NRZ , cada vez que se quiera comenzar a transmitir una cadena , se usa un 1 como señal ) .Si el receptor es un tanto más rápido o lento que el emisor , es posible que incluso con cadenas cortas ( o tramas , que son las cadenas más los bits adicionales de paridad y de comienzo y parada ) se produzcan errores como el error de delimitación de trama ( se leen datos fuera de la trama al ser el receptor más lento que el emisor ) o el error que se produce al introducirse ruido en la transmisión de forma que en estado de reposo , el receptor crea que se ha emitido un dato ( el ruido ).

Este tipo de transmisión es sencilla y no costosa , aunque requiere muchos bits de comprobación y de control .

 Transmisión síncrona

 En este tipo de transmisión no hay bits de comienzo ni de parada , por lo que se transmiten bloques de muchos bits . Para evitar errores de delimitación , se pueden sincronizar receptor y emisor mediante una línea aparte ( método utilizado para líneas cortas ) o incluyendo la sincronización en la propia señal ( codificación Manchester o utilización de portadoras en señales analógicas ) .

Además de los datos propios y de la sincronización , es necesaria la presencia de grupos de bits de comienzo y de final del bloque de datos , además de ciertos bits de corrección de errores y de control . A todo el conjunto de bits y datos se le llama trama .

Para bloques grandes de datos , la transmisión síncrona es más eficiente que la asíncrona.