Comunicación en Redes Industriales: Protocolos, Modelo OSI y Aplicaciones

Protocolo de Red

Un protocolo es un conjunto de reglas y formatos que gobiernan las comunicaciones entre dispositivos que ejecutan funciones a un mismo nivel en diferentes sistemas.

Estructura de las Tramas

• Cabecera
• Datos
• Control de error

Funciones Clave de un Protocolo

• Control de flujo
• Control de errores
• Adaptación de velocidades

Modelo OSI (Open Systems Interconnection)

El Modelo OSI es un sistema que permite la interconexión de equipos de distintos fabricantes.

Condiciones Generales del Modelo OSI

• Los equipos están conectados a un medio físico que enlaza los niveles de cada equipo.
• Cada nivel proporciona servicios a los niveles adyacentes.
• Los niveles equivalentes de cada equipo trabajan con el mismo protocolo.
• Si la información desciende de un primer equipo, el protocolo de cada nivel añade datos específicos a dicha información.
• Si la información asciende por un segundo equipo, el protocolo sustrae información de ese nivel.

Niveles del Modelo OSI

1. Nivel Físico

Define las características eléctricas, mecánicas, métodos de modulación y el medio físico. Estándares utilizados: RS-232C, RS-422 y RS-485.

2. Nivel de Enlace de Datos

Asegura la seguridad en la transmisión, incluyendo la ordenación de tramas, detección y corrección de errores, y control de flujo. A este nivel le corresponden las tarjetas de interfaz con su protocolo y dirección única (MAC).

3. Nivel de Red

Se encarga del establecimiento lógico de la conexión, conmutación de paquetes, traducción de direcciones lógicas a físicas, gestión de la congestión de datos y control de ruta. El protocolo más extendido en este nivel es IP.

4. Nivel de Transporte

Asegura la entrega de paquetes sin pérdidas, errores o duplicaciones. El protocolo más utilizado en este nivel es TCP.

5. Nivel de Sesión

Posibilita que dos aplicaciones de dispositivos distintos establezcan, usen y finalicen una sesión.

6. Nivel de Presentación

Traduce los datos enviados por el usuario desde el nivel de aplicación a otro formato y viceversa. Incluye funciones como la codificación, compresión de datos y expansión de comandos gráficos. Protocolos comunes: LU6.2, XNS.

7. Nivel de Aplicación

Proporciona servicios de red directamente a las aplicaciones del usuario. Es el nivel más cercano al usuario final. Protocolos comunes: HTTP, FTP, SMTP, DNS.

Modelo OSI en la Industria

Niveles Clave en Entornos Industriales

• Nivel de Aplicación
• Nivel de Transporte
• Nivel de Acceso a Red

Protocolos Industriales

Clasificación de Protocolos Industriales

• Propietarios: Como Compobus, Uni-Telway.
• Propietarios cedidos al público: Ejemplos incluyen Bitbus, MAP.
• No propietarios compartidos con varios fabricantes: Profibus, AS-i.
• No propietarios originarios del mismo país: WorldFIP, P-NET.
• Estándares abiertos: TCP/IP.

Características de los Protocolos Industriales

• Basados en el Modelo OSI.
• Sencillez.
• Estándar abierto (considerado ideal).
• Posibilidad de que datos e información compartan el mismo medio.
• Diagnóstico desde cualquier punto de la red.
• Servicios especiales.