ET542- Comunicaciones 1 - 2026

1. Presentación de la unidad

En las unidades anteriores se estudió principalmente la Capa Física, es decir, el envío de señales eléctricas, ópticas o electromagnéticas a través de un medio de transmisión. En esa capa se analizan aspectos como el tipo de medio, la velocidad de transmisión, la codificación de línea, la propagación de la señal, el ruido, la atenuación y la distorsión.

Sin embargo, para lograr una comunicación digital efectiva no alcanza solamente con transmitir bits. Es necesario organizar esos bits en bloques reconocibles, identificar el inicio y el final de cada bloque, controlar que el emisor no sature al receptor, detectar errores, direccionar correctamente la información y coordinar el inicio, mantenimiento y finalización del intercambio.

Esa función la cumple la Capa de Enlace de Datos, también conocida como Capa 2 del modelo OSI. Esta capa agrega una lógica de control sobre la interfaz física y permite transformar una simple secuencia de bits en unidades de información estructuradas llamadas tramas.

La Capa Física y la Capa de Enlace de Datos trabajan juntas porque una no tiene utilidad práctica completa sin la otra. La Capa Física transmite bits como señales por un medio —cobre, fibra óptica o radio—, mientras que la Capa de Enlace toma esos bits y los organiza en tramas, agregando control, direccionamiento local y verificación de errores. En el modelo OSI, la Capa Física es la Capa 1 y la Capa de Enlace de Datos es la Capa 2. (IBM)

Relación entre ambas capas

La Capa Física se ocupa del “cómo se transmite” la información. Define aspectos como niveles eléctricos u ópticos, conectores, tipo de medio, velocidad de transmisión, modulación, codificación de línea, sincronismo físico y propagación de la señal. Su unidad básica son los bits.

La Capa de Enlace de Datos se ocupa del “cómo se organiza y controla” esa transmisión entre dispositivos conectados al mismo enlace o red local. Su unidad básica es la trama. Esta capa agrupa los bits en estructuras con significado, identifica origen y destino local, detecta errores y puede aplicar control de flujo. 

Dicho de forma simple:

Capa de Enlace de Datos: organiza los datos en tramas

↓

Capa Física: convierte esas tramas en bits/señales y las transmite por el medio

↓

Medio físico: cable, fibra óptica, radio, etc.

En recepción ocurre el proceso inverso:

Medio físico: llegan señales

↓

Capa Física: recupera bits

↓

Capa de Enlace de Datos: reconstruye tramas, verifica errores y entrega datos válidos

Ejemplo práctico: Ethernet

En una red Ethernet, la Capa de Enlace construye una trama Ethernet con campos como dirección MAC de destino, dirección MAC de origen, tipo/longitud, datos y FCS. Luego, la Capa Física convierte esa trama en señales eléctricas u ópticas según el medio utilizado: par trenzado, fibra óptica, etc.

Por ejemplo, cuando una PC envía datos a otra dentro de una LAN:

1. La Capa de Enlace arma una trama con la MAC origen y la MAC destino.

2. Agrega información de control y detección de errores.

3. La Capa Física toma esa secuencia de bits.

4. La convierte en señales.

5. El medio físico transporta esas señales.

6. En destino, la Capa Física recupera los bits.

7. La Capa de Enlace interpreta la trama y verifica si llegó correctamente.

Diferencia principal

Cómo se complementan

La Capa Física por sí sola sólo puede mover bits, pero no sabe si esos bits pertenecen a una trama, si llegaron completos, si son para un dispositivo específico o si contienen errores. La Capa de Enlace le da estructura y control a esa transmisión.

A su vez, la Capa de Enlace no puede transmitir nada sin la Capa Física, porque necesita que sus tramas sean convertidas en señales reales para viajar por el medio.

Por eso, la relación puede resumirse así:

• La Capa Física proporciona el transporte de bits.
• La Capa de Enlace proporciona organización, direccionamiento local y control.

¡¡¡Idea clave!!!

La Capa Física es como una ruta por donde circulan señales. La Capa de Enlace es como el sistema de reglas de tránsito que define cómo se agrupa la información, quién la envía, quién debe recibirla, cómo se detectan errores y cómo se coordina el intercambio.

• Sin Capa Física, no hay transmisión real.
• Sin Capa de Enlace, no hay comunicación organizada.

2. Objetivos de aprendizaje

Al finalizar esta unidad, el alumno deberá ser capaz de:

• Explicar por qué la Capa Física no es suficiente para garantizar una comunicación digital organizada.

• Definir qué es la Capa de Enlace de Datos y cuál es su función general.

• Diferenciar entre bits, tramas y paquetes.

• Identificar los principales requisitos del control de enlace de datos.

• Comprender el concepto de sincronización de trama.

• Reconocer la importancia del control de flujo y del control de errores.

• Explicar la necesidad del direccionamiento en enlaces multipunto.

• Distinguir entre información de usuario e información de control.

• Relacionar la Capa de Enlace con tecnologías reales como Ethernet, Wi-Fi, HDLC y PPP.

3. De la Capa Física a la Capa de Enlace

La Capa Física se encarga de transmitir bits a través de un medio. Desde este punto de vista, la comunicación puede representarse como una secuencia de unos y ceros que viajan desde un transmisor hacia un receptor.

Pero el receptor no puede interpretar correctamente esa información si no sabe:

• dónde comienza un bloque de datos;

• dónde termina;

• qué parte corresponde a datos del usuario;

• qué parte corresponde a control;

• si la información llegó con errores;

• si la trama pertenece a ese receptor;

• si debe aceptar más información o detener temporalmente la recepción.

Por este motivo se necesita una capa adicional ubicada por encima de la interfaz física. Esa capa es la Capa de Enlace de Datos.

La Capa de Enlace toma los datos provenientes de capas superiores, los organiza en tramas, agrega información de control y los entrega a la Capa Física para su transmisión.

En sentido inverso, cuando recibe bits desde la Capa Física, la Capa de Enlace debe reconstruir las tramas, verificar su validez y entregar los datos útiles a la capa superior.

4. Concepto de Capa de Enlace de Datos

La Capa de Enlace de Datos es la capa encargada de controlar y gestionar el intercambio de información entre dos estaciones conectadas mediante un enlace de comunicación.

Su función principal es permitir que la transmisión de bits se convierta en una comunicación estructurada, controlada y verificable.

En términos generales, esta capa cumple las siguientes funciones:

• organiza los datos en tramas;
• delimita el inicio y el final de cada trama;
• incorpora información de control;
• permite identificar estaciones emisoras y receptoras;
• ayuda a controlar el flujo de información;
• permite detectar errores de transmisión;
• coordina el funcionamiento lógico del enlace.

En una red local, como Ethernet, esta capa está directamente relacionada con el uso de direcciones MAC, tramas Ethernet, control de acceso al medio y detección de errores mediante FCS.

5. Concepto de trama

Una trama es la unidad de información propia de la Capa de Enlace de Datos.

Mientras que en la Capa Física se trabaja con bits individuales, en la Capa de Enlace se trabaja con bloques de bits organizados. Cada bloque recibe el nombre de trama.

Figura 1.1 — Estructura conceptual de una trama de Capa de Enlace. 

Una trama puede incluir:

• delimitadores de inicio y fin;
• campos de dirección;
• campos de control;
• campo de datos;
• información para detección de errores.

Una representación conceptual de una trama puede expresarse de la siguiente manera:

| Delimitador | Campo de control | Campo de datos | Campo de control | Delimitador |

El objetivo de esta estructura es que el receptor pueda distinguir claramente entre la información útil y la información necesaria para controlar la transmisión.

6. Sincronización de trama

La sincronización de trama consiste en identificar correctamente el comienzo y el final de cada trama dentro de una secuencia de bits.

Es importante aclarar que esta sincronización no es lo mismo que la sincronización eléctrica o temporal de la señal física. En este caso, se trata de una sincronización lógica: el receptor debe reconocer qué bits forman parte de una misma trama y cómo se organizan sus campos internos.

Por ejemplo, si un receptor recibe una secuencia continua de bits, necesita saber:

• desde qué bit comienza la trama;
• hasta qué bit se extiende;
• dónde se encuentra el campo de datos;
• dónde están los campos de control;
• si existe información de verificación de errores.

Sin sincronización de trama, el receptor podría interpretar incorrectamente los datos, mezclar información de diferentes tramas o confundir datos con campos de control.

7. Control de flujo

El control de flujo es el mecanismo que evita que una estación transmisora envíe información a una velocidad mayor que la que puede procesar la estación receptora.

En un sistema real, los dispositivos tienen memorias temporales o buffers. Estos buffers permiten almacenar datos mientras son procesados. Sin embargo, su capacidad no es infinita.

Si el transmisor envía tramas demasiado rápido, puede ocurrir que el receptor no tenga tiempo suficiente para procesarlas. En ese caso, el buffer de recepción podría llenarse y perder información.

Por eso, la Capa de Enlace puede incorporar mecanismos que permitan regular el ritmo de transmisión.

Ejemplo conceptual:

Transmisor rápido  --->  muchas tramas  --->  Receptor con buffer limitado

El problema aparece cuando la velocidad de llegada de las tramas es mayor que la velocidad de procesamiento del receptor.

En unidades posteriores se estudiarán dos mecanismos fundamentales de control de flujo:

• parada y espera;
• ventana deslizante.

8. Control de errores

El control de errores permite detectar y, en algunos casos, corregir o recuperar errores producidos durante la transmisión.

En cualquier medio físico pueden aparecer errores debido a ruido, interferencias, atenuación, distorsión, problemas de sincronismo o fallas en equipos de transmisión.

En la Capa de Enlace, los errores se analizan a nivel de trama. Algunos casos típicos son:

• una trama no llega al receptor;
• una trama llega con bits modificados;
• una trama llega duplicada;
• una confirmación se pierde;
• una trama llega fuera del tiempo esperado.

Para enfrentar estos problemas, los protocolos de enlace pueden utilizar:

• bits de paridad;
• códigos de detección de errores;
• FCS;
• CRC;
• confirmaciones positivas;
• confirmaciones negativas;
• temporizadores;
• retransmisiones.

En esta unidad sólo se presenta el concepto general. En unidades posteriores se estudiarán con mayor detalle los mecanismos ARQ y las estrategias de retransmisión.

9. Direccionamiento en Capa de Enlace

El direccionamiento permite identificar qué estación transmite y qué estación debe recibir la información.

En un enlace punto a punto simple, donde sólo existen dos estaciones conectadas directamente, el direccionamiento puede parecer innecesario. Sin embargo, en redes multipunto o redes de área local, varios dispositivos comparten el mismo medio o forman parte de la misma red.

En ese contexto, cada trama debe contener información que permita identificar al destinatario.

Un ejemplo típico es Ethernet, donde se utilizan direcciones MAC. Cada trama Ethernet contiene una dirección MAC de origen y una dirección MAC de destino.

Esto permite que una trama pueda circular dentro de una LAN y que el dispositivo correcto la reconozca como propia.

Ejemplo conceptual:

Estación A  --->  Trama con dirección destino B  --->  Estación B

Si varias estaciones reciben la misma señal, sólo la estación cuya dirección coincide con la dirección de destino debe aceptar la trama.

10. Datos y control sobre el mismo enlace

En muchos sistemas de comunicación no existe un canal separado para transportar información de control. Por lo tanto, los datos del usuario y la información de control viajan sobre el mismo enlace.

Esto obliga al receptor a diferenciar entre:

• bits que representan datos útiles;
• bits que indican direcciones;
• bits que delimitan la trama;
• bits que sirven para control de flujo;
• bits que permiten detectar errores;
• bits que indican comandos o respuestas del protocolo.

Esta es una de las razones por las que la estructura de la trama es tan importante. La trama permite encapsular los datos junto con la información necesaria para controlar la comunicación.

11. Gestión del enlace

La gestión del enlace se refiere al conjunto de procedimientos necesarios para iniciar, mantener y finalizar una comunicación entre estaciones.

Un enlace de datos no consiste solamente en enviar tramas. También es necesario coordinar el intercambio entre los extremos.

La gestión del enlace puede incluir:

• establecimiento de la comunicación;
• negociación de parámetros;
• control del estado del enlace;
• recuperación ante errores;
• cierre ordenado de la comunicación.

En protocolos como HDLC o PPP, estas funciones son especialmente importantes porque permiten que dos equipos acuerden cómo se realizará la transferencia de datos.

12. Relación con subcapas LLC y MAC

En redes IEEE 802, como Ethernet y Wi-Fi, la Capa de Enlace suele dividirse en dos subcapas:

Subcapa LLC — Logical Link Control

La subcapa LLC actúa como una interfaz entre las capas superiores y la subcapa MAC. Permite identificar qué protocolo de capa superior se transporta dentro de la trama y puede participar en funciones de control lógico.

Subcapa MAC — Media Access Control

La subcapa MAC se relaciona directamente con el acceso al medio físico. Define cómo se accede al canal, cómo se direccionan las estaciones mediante direcciones MAC y cómo se estructura la trama para ser transmitida.

En Ethernet, la subcapa MAC tiene una importancia central porque define aspectos como:

• dirección MAC de origen;
• dirección MAC de destino;
• formato de la trama;
• control de acceso al medio;
• detección de errores mediante FCS.

13. Diferencia entre Capa Física, Capa de Enlace y Capa de Red

Para comprender correctamente la función de la Capa de Enlace, conviene diferenciarla de las capas vecinas.

La Capa de Enlace se ocupa de la comunicación entre dispositivos conectados al mismo enlace o red local. La Capa de Red, en cambio, permite que los datos viajen entre redes diferentes.

14. Fórmulas y relaciones conceptuales

Relación entre bits y trama

$\text{Trama} = \text{Bits organizados} + \text{Información de control}$

Longitud total de una trama

$L_{\text{trama}} = L_{\text{delimitador inicial}} + L_{\text{control inicial}} + L_{\text{datos}} + L_{\text{control final}} + L_{\text{delimitador final}}$

Longitud útil de datos

$L_{\text{datos}} = L_{\text{trama}} - L_{\text{control}} - L_{\text{delimitadores}}$

Eficiencia de una trama

$\eta_{\text{trama}} =\frac{L_{\text{datos}}}{L_{\text{trama}}}$

Eficiencia porcentual

$\eta_{\text{trama}}(\%) =\frac{L_{\text{datos}}}{L_{\text{trama}}}\cdot 100$

Sobrecarga u overhead

$\text{Overhead}(\%) =\frac{L_{\text{control}} + L_{\text{delimitadores}}}{L_{\text{trama}}}\cdot 100$

Estas expresiones no buscan reemplazar los formatos reales de tramas como Ethernet o HDLC, sino ayudar a comprender que una trama siempre contiene una parte útil y una parte adicional necesaria para controlar la comunicación.

15. Ejemplo conceptual

Supóngase una trama formada por:

• delimitador inicial: 8 bits;
• campo de control inicial: 16 bits;
• campo de datos: 800 bits;
• campo de control final: 16 bits;
• delimitador final: 8 bits.

La longitud total de la trama será:

$L_{\text{trama}} = 8 + 16 + 800 + 16 + 8 = 848 \text{ bits}$

La eficiencia de la trama será:

$\eta_{\text{trama}} =\frac{800}{848}= 0{,}943$

En porcentaje:

$\eta_{\text{trama}}(\%) =0{,}943 \cdot 100= 94{,}3 \%$

Esto significa que el 94,3 % de la trama corresponde a datos útiles, mientras que el resto corresponde a información necesaria para delimitar y controlar la comunicación.

16. Aplicación práctica

La Capa de Enlace aparece en muchas tecnologías utilizadas en redes reales. Algunos ejemplos son:

• Ethernet en redes cableadas LAN;
• Wi-Fi en redes inalámbricas;
• enlaces punto a punto mediante PPP;
• enlaces seriales con HDLC;
• redes metropolitanas y sistemas de transporte;
• enlaces de acceso en proveedores de Internet.

En todos estos casos, aunque los medios físicos sean diferentes, existe la misma necesidad básica: organizar los bits en tramas, controlar el intercambio y detectar errores.

17. Actividades de comprensión

Actividad 1

Explique con sus palabras por qué la Capa Física no es suficiente para lograr una comunicación digital efectiva.

Actividad 2

Indique si las siguientes funciones pertenecen principalmente a Capa Física, Capa de Enlace o Capa de Red:

Actividad 3

Dibuje una trama genérica con los siguientes campos:

| Delimitador | Dirección destino | Dirección origen | Control | Datos | FCS | Delimitador |

Luego explique para qué sirve cada campo.

Actividad 4

Una trama tiene 1.200 bits totales. De ellos, 1.000 bits corresponden a datos útiles. Calcule la eficiencia de la trama.

Usar:

$\eta_{\text{trama}}(\%) = \frac{L_{\text{datos}}}{L_{\text{trama}}}\cdot 100$

Actividad 5

Explique la diferencia entre:

• sincronización eléctrica;
• sincronización de trama.

18. Preguntas de repaso

1. ¿Qué función cumple la Capa de Enlace de Datos?
2. ¿Por qué se dice que la Capa de Enlace agrega una lógica adicional sobre la Capa Física?
3. ¿Qué es una trama?
4. ¿Qué significa sincronización de trama?
5. ¿Por qué es necesario el control de flujo?
6. ¿Qué diferencia existe entre control de flujo y control de errores?
7. ¿Para qué sirve el direccionamiento en una red LAN?
8. ¿Qué diferencia existe entre datos de usuario e información de control?
9. ¿Qué tareas forman parte de la gestión del enlace?
10. ¿Qué diferencia hay entre LLC y MAC?
11. ¿Qué unidad de datos se utiliza en Capa Física, Capa de Enlace y Capa de Red?
12. ¿Por qué Ethernet se considera una tecnología relacionada con Capa 1 y Capa 2?

19. Cierre de la unidad

La Capa de Enlace de Datos cumple un papel esencial en las comunicaciones digitales. Su función es tomar la transmisión física de bits y convertirla en un intercambio organizado de tramas entre dispositivos.

Gracias a esta capa, es posible identificar el inicio y fin de cada bloque de datos, controlar el ritmo de transmisión, detectar errores, direccionar estaciones y coordinar el funcionamiento lógico del enlace.

En la próxima unidad se estudiará con mayor profundidad el control de flujo, comenzando con el mecanismo de parada y espera y analizando posteriormente sus limitaciones frente a enlaces de alta velocidad o gran retardo.

5 links interesantes para los alumnos

1. IEEE 802 LAN/MAN Standards Committee: referencia oficial para estándares de redes LAN/MAN como Ethernet, WLAN, bridging y otros grupos IEEE 802. (ieee802.org)
2. Cisco Press — Ethernet Frames: explica Ethernet, subcapas LLC/MAC, campos de trama, direccionamiento MAC y FCS. (ciscopress.com)
3. IBM — OSI Model: resumen claro de las funciones de la Capa 2, incluyendo framing, direccionamiento físico, control de errores y control de flujo. (IBM)
4. Cloudflare — OSI Model: recurso introductorio útil para diferenciar Capa Física, Capa de Enlace y Capa de Red mediante ejemplos simples. (Cloudflare)
5. IETF RFC 1549 — PPP in HDLC Framing: documento técnico para observar cómo un protocolo real usa HDLC como base para el entramado en enlaces punto a punto. (IETF)