Protocolo Ethernet y la Telemetría
El protocolo Ethernet probablemente la base del internet y naturalmente ocupado en la telemetría. De esta manera los protocolos de más nivel como TCP/IP, UDP están montados sobre este protocolo. Analizaremos cuatro puntos que son importantes en el área de la telemetría respecto al Ethernet: Procolo ARP, Tiempo Slot, full-duplex y encapsulación. Para obtener una correcta implementación en telemetría.
o M2M es vital conocer los fundamentos de los protocolos.
Como sabemos cada estación o máquina tiene su dirección MAC. Cuando una máquina necesita comunicar con otra máquina, esta debe saber su dirección MAC. ¿Cómo enviar un mensaje sabiendo sólo la dirección IP?
Existe un protocolo llamado “AddressresolutionProtocol”, que se encarga de averiguar las direcciones MAC de los computadores. Antes de enviar un mensaje TCP/IP en una LAN, el computador debe “preguntar” a todos los demás computadores de la red LAN, a quien le corresponda dicha dirección IP. Al obtener el mensaje el computador destinatario, este envía un mensaje al PC de origen (Dirección IP y MAC ya enviadas), con la nueva dirección MAC del computador. Lo anterior describe brevemente el protocolo ARP. Las direcciones IPv4 son de 32 bits y las direcciones MAC consisten de 48 bits. En palabras simples el protocolo ARP realiza la equivalencia entre la dirección MAC e IP de cada estación de trabajo. Este proceso actúa casi invisiblemente en el inicio de un proyecto de telemetría.
Como sabemos que el protocolo Ethernet ocupa el sistema CSMA/CD para transferir datos, existe una variable importante para la performance de la red Ethernet. Es conocido como el tiempo de “slot”. El tiempo de slot contempla dos intervalos de tiempo:
1. Tiempo de propagación round-trip: Este tiempo se refiere al máximo tiempo que demora una señal en ir y volver de los lugares más extremos de la red. Por ende, mientras más lejos esteuna estación (más distancia de cable), mayor será este tiempo.
2. Tiempo requerido para detectar una colisión. En una red basada en Ethernet, cuando un computador necesita realizar una comunicación detecta si es que el canal está disponible (carriersense). Si está disponible y si hay más de un computador iniciando una comunicación, se producirá una colisión. Este tiempo se refiere al tiempo que tarda cada máquina en detectar dicha colisión.
Si existe un mal desempeño en la red, siendo el tiempo slot muy grande, se reflejara en etapas posteriores de la telemetría.
Es importante señalar que las colisiones en Ethernet no son dañinas, son parte del comportamiento natural del protocolo. Cuando ocurren, se descartan los mensajes enviados y cada máquina espera tiempo aleatorio (backoff) para empezar comunicación.
Lo anterior es válido para las comunicaciones half-duplex. En las comunicaciones full-dúplex no se utiliza el protocolo CSMA/CD y MAC. Una comunicación full dúplex es dos veces más rápida que half-duplex.
Para que pueda existir comunicación full dúplex se deben dar las siguientes condiciones:
1. Se debe tener caminos o cables independientes para enviar y recibir simultáneamente.
2. Se debe tener una conexión punto a punto solamente, teniendo la capacidad anterior.
3. Ambas estaciones LAN deben estar configuradas al modo full dúplex.
Las comunicaciones punto a punto son comunes en la telemetría, por ejemplo un equipo de adquisición de datos puede estar conectado a módem GPRS.
La propiedad que permite a los protocoles de más alto nivel a basarse en Ethernet y ser independiente a este, es conocida como “encapsulación”. Esto quiere decir que el protocolo de alto nivel se añade al protocolo Ethernet. A nivel de software, se debe extraer el mensaje escrito, en protocolo TCP por ejemplo, a través de un proceso conocido como “demultiplexing”. Son los protocolos de más alto nivel, los que se encargan mayormente de evitar errores, por ende constan de una buena garantía al realizar un proyecto de telemetría.
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