PUERTO ORDAZ, DICIEMBRE DE 2010

1. REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA “ANTONIO JOSÉ DE SUCRE” VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ Departamento de Ingeniería Electrónica Modelo de Comunicaciones Digitales - Protocolos Facilitador: ING HENRY ROMERO Equipo: Laury Martínez José miguel PUERTO ORDAZ, DICIEMBRE DE 2010

2. Modelo de Comunicaciones Digitales - Protocolos • SUMARIO: • Protocolos • Protocolo XMODEN • Protocolo YMODEM. • Control de Flujo Xon/Xoff. • Protocolo DDCMP. • Protocolo SDLC. • Protocolo HDLC. • Protocolo HART.

3. 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.

4. 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 de velocidades y secuenciación.

5. 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.

6. PROTOCOLOS • Se Caracterizan por ser: • Directos / Indirectos • Monolíticos / Estructurados • Simétricos / Asimétricos • Estándares / No estándares

7. FUNCIONES DE UN PROTOCOLO • Se pueden agrupar en: • Encapsulamiento • Segmentación y Ensamblado • Control de la Conexión • Entrega en Orden • Control de Flujo • Control de Errores • Direccionamiento • Multiplexación • Servicios de Transmisión

8. PROTOCOLO XMODEM Protocolo de transferenciaquetransfiere los datosdivididos en bloques de 128 bytes. Los campos que componen una trama xmodem son:

9. 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

10. D0 D0 D1 D1 D2 D2 D3 D3 D4 D4 D5 D5 D6 D6 D7 D7 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:

11. CONTROL DE FLUJO XON/XOFF disponible Continua Xon transmite Xoff parar llena

12. PROTOCOLO DDCMP. DDCMP: (digital data comunicationMessageprotocol):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.

13. 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.

14. 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

15. 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

16. PROTOCOLO DDCMP.

17. 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.

18. PROTOCOLO SDLC. Características: • Control Dígito a Dígito (Bit-OrientedProtocol) • 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, RS-449, RS-422A • Medios de Transmisión: par trenzado, cable coaxial, radio • Modo de Respuesta Normal • Transparencia asegurada mediante inserción de CEROS

19. PROTOCOLO SDLC.

20. 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.

21. 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, RS-422A, RS-449 • Medios de Transmisión: par trenzado, radio, cable coaxial, fibra óptica • Transparencia mediante inserción de ceros

22. PROTOCOLO HDLC. • Existen tres modos de funcionamiento posibles para la interconexión de emisor y receptor: • Modo NRM • Modo ARM • Modo ABM

23. 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.

24. PROTOCOLO HDLC.

25. 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.

26. PROTOCOLO HART

27. 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.

28. PROTOCOLO HART

29. PROTOCOLO HART

30. PROTOCOLO HART

31. 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 4-20mA mostrada en la Figura 5 es la más común. Este modo, permite que el esclavo responda a los comandos-peticiones del maestro 2 veces por segundo, mientras que la señal analógica, que es continua, puede seguir portando la variable de control.

32. 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.

33. 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.

34. FIN

35. 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

36. 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.

37. 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).

38. 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.

39. PDU 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`s (en inglés, Protocol Data Units), Unidades de Datos de Protocolo

40. 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

41. 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.

42. 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.

43. 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.

44. 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.

45. CONTROL DE ERRORES • Las técnicas de control de errores son necesarias para recuperar pérdidas o deterioros de los datos y de la información de control. • Se implementan mediante dos funciones separadas: • La detección del error • La retransmisión

46. DIRECCIONAMIENTO Este aspecto tiene que ver con la eficaz entrega de las PDU’s a las entidades que corresponda.

47. 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.

48. 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.

49. 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

50. 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