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Copyright 2008 por TECSUP

Introduccin a las Comunicaciones de Datos Tecsup Abril 2008

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NDICE

1. Introduccin ................................................................................ 3 2. Objetivos ..................................................................................... 3 3. Comunicacin de datos ............................................................... 3 4. Antecedentes histricos de la comunicacin de datos ................ 3 5. Definicin de accesos.................................................................. 4

5.1. Definicin de enlaces ...................................................... 4 5.2. Protocolos...................................................................... 23

6. Mdems..................................................................................... 28 6.1. Mdems analgicos....................................................... 28 6.2. Cable mdem ................................................................ 52 6.3. Mdems xDLS .............................................................. 57

7. Norma ITU-T y estndares........................................................ 61 8. Referencias Bibliogrficas ........................................................ 70

Tecsup Introduccin a las Comunicaciones de Datos Abril 2008

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1. Introduccin La demanda de comunicacin de datos, la creciente integracin de computadoras y la comunicacin como un solo sistema, ha llevado al desarrollo de una industria que apenas tiene tres dcadas de antigedad, pero que va alcanzando rpido crecimiento y se estiman muchos ms grandes avances en el futuro, que situarn a la industria de la comunicacin de datos dentro de las ms poderosas en el mundo. Linux est presente en este campo, partiendo desde la comunicacin por mdems, incorporados como sistemas operativo en Routers y en equipos de telecomunicaciones.

2. Objetivos

Definir los conceptos de las comunicaciones de datos. 3. Comunicacin de datos

Es el proceso de comunicar informacin en forma binaria entre dos puntos. A la comunicacin de datos se le llama tambin comunicacin entre computadoras, porque la mayora de las informaciones se intercambian entre las computadoras y sus perifricos. La comunicacin de datos es de vital importancia hoy da en el mundo de los negocios, principalmente los que se dedican a la parte de manejo financiero y bancario, aunque es aplicable a todas las reas en general.

4. Antecedentes histricos de la comunicacin de datos

En la actualidad utilizamos mquinas muy modernas y que realizan funciones muy diversas y pueden transmitir y recibir informaciones en forma de caracteres, smbolos, imgenes, sonidos, etc. En los primeros aos en que apareci la comunicacin esto no fue as. Uno de los primeros medios de comunicacin que utiliz el hombre primitivo fueron las seales de humo, espejos, banderolas, linternas etc. El descubrimiento de la electricidad introdujo muchas utilidades e ideas para disear sistemas y cdigos de comunicacin, estas ideas tuvieron su inicio en el ao 1753. En el ao 1833, CARL FREDERICK GAUSS utiliz un cdigo basado en matriz de 5x5. En el ao 1874, EMIL BAUDOT ide el


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Cdigo de Longitud Constante. Luego en 1869 se desarroll la Tele-impresora, la cual tena la misma apariencia de una mquina de escribir de teclado y posea sus propios comandos START / STOP al principio y al final de la comunicacin. En 1876 se observ la resonancia de granos de carbn al ser expuestos a un campo elctrico y en 1877 se instal la primera lnea telefnica entre BOSTON y SUMMERVILLE, Estados Unidos. En los aos 70 la aparicin del micro-computador y de los microprocesadores, permitieron velocidades que dieron paso a los inicios de la comunicacin de datos; mas no fue sino hasta los aos 80s y con los avances tecnolgicos que aparecieron para esa poca, donde la comunicacin de datos tuvo sus verdaderos inicios. En la poca actual y con los grandes adelantos de la comunicacin por satlites, fibra ptica, comunicacin inalmbrica, el eficiente uso de las lneas de cobre (xDSL), se traza la perspectiva de sistemas de comunicaciones realmente poderosos y transmisin de datos, voz y vdeo a mayor velocidad y con mejor calidad, colocando a la industria de la comunicacin de datos como la industria del futuro.

5. Definicin de accesos

5.1. Definicin de enlaces Es el proceso de comunicar y transferir informacin en forma binaria, de forma consecutiva y segura entre dos o ms puntos. Requiere cuatro elementos bsicos: 1. Emisor: dispositivo que transmite los datos. 2. Mensaje: lo conforman los datos a ser transmitidos. 3. Medio: consiste en el recorrido de los datos desde el

origen hasta su destino. 4. Receptor: dispositivo de destino de los datos

Figura1.- Disposicin de elementos para la comunicacin

de datos.


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La sincronizacin del transmisor y el receptor se logra a travs de un protocolo de enlace que es un conjunto de instrucciones predefinidas que asegura la correcta secuencia e integridad de los datos transmitidos, para que se reciba cuando se indique y se notifique al terminal que enva cuando se reciben datos errneos. Un protocolo debe ser capaz para distinguir entre los datos transmitidos y los caracteres de control.

5.1.1. Frecuencia, espectro y ancho de banda

a) Conceptos en el dominio temporal

Una seal, en el mbito temporal, puede ser continua o discreta. Puede ser peridica o no peridica. Una seal es peridica si se repite en intervalos de tiempo fijos llamados periodos. La onda seno es la ms conocida y utilizada de las seales peridicas. En el mbito del tiempo, la onda seno se caracteriza por la amplitud, la frecuencia y la fase. S(t) = A x Sen (2 x x f x t + fase) La longitud de onda se define como el producto de la velocidad de propagacin de la onda por su fase.

b) Conceptos del dominio de la frecuencia

En la prctica, una seal electromagntica est compuesta por muchas frecuencias. Si todas las frecuencias son mltiplos de una dada, esa frecuencia se llama frecuencia fundamental. El periodo (o inversa de la frecuencia) de la seal suma de componentes es el periodo de la frecuencia fundamental. Se puede demostrar que cualquier seal est constituida por diversas frecuencias de una seal seno. El espectro de una seal es el conjunto de frecuencias que constituyen la seal. El ancho de banda es la anchura del espectro. Muchas seales tienen un ancho de banda infinito, pero la mayora de la energa est concentrada en un ancho de banda pequeo.


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Si una seal tiene una componente de frecuencia 0, es una componente continua.

c) Relacin entre la velocidad de transmisin y el

ancho de banda

El medio de transmisin de las seales limita mucho las componentes de frecuencia a las que puede ir la seal, por lo que el medio slo permite la transmisin de cierto ancho de banda. En el caso de ondas cuadradas (binarias), estas se pueden simular con ondas senoidales en las que la seal slo contenga mltiplos impares de la frecuencia fundamental. Cuanto ms ancho de banda, ms se asemeja la funcin seno (multifrecuencia) a la onda cuadrada. Pero generalmente es suficiente con las tres primeras componentes. Se puede demostrar que al duplicar el ancho de banda, se duplica la velocidad de transmisin a la que puede ir la seal. Al considerar que el ancho de banda de una seal est concentrado sobre una frecuencia central, al aumentar sta, aumenta la velocidad potencial de transmitir la seal. Pero al aumentar el ancho de banda, aumenta el costo de transmisin de la seal, aunque disminuye la distorsin y la posibilidad de ocurrencia de errores.

5.1.2. Transmisin analgicos y digitales

Los datos analgicos toman valores

continuos. Una seal analgica es una seal continua que se propaga por ciertos medios. Los datos analgicos se pueden representar por una seal electromagntica con el mismo espectro que los datos.

La transmisin analgica es una forma de transmitir seales analgicas (que pueden contener datos analgicos o datos digitales modulados). El problema de la transmisin analgica es que la seal se debilita con la


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distancia, por lo que hay que utilizar amplificadores de seal cada cierta distancia.

Los datos digitales toman valores discretos y

se suelen representar por una serie de pulsos de tensin que representan los valores binarios de la seal. Una seal digital es una serie de pulsos que se transmiten a travs de un cable ya que son pulsos elctricos.

La transmisin digital tiene el problema de que la seal se atena y distorsiona con la distancia, por lo que cada cierta distancia hay que introducir repetidores de seal.

NIVEL 2

NIVEL 1

1 1 1 1 10 0 0 0

UN CICLOUN SEGUNDO

DOS CICLOUN SEGUNDO

1 HERTZ 2 HERTZ

+ AMPLITUD

TIME

- AMPLITUD

Figura 2.- Seal Digital y Seal analgica. ltimamente se utiliza mucho la transmisin digital debido a que: La tecnologa digital se ha abaratado mucho. Al usar repetidores en vez de amplificadores,

el ruido y otras distorsiones no es acumulativo.

La utilizacin de banda ancha es ms aprovechada por la tecnologa digital.

Los datos transportados se pueden encriptar y por tanto hay ms seguridad en la informacin.

Al tratar digitalmente todas las seales, se pueden integrar servicios de datos analgicos


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(voz, vdeo, etc.) con digitales como texto y otros.

5.1.3. Tipos de enlaces

Enlaces punto a punto: Es aquel que conecta nicamente dos estaciones en un instante dado. Se pueden establecer enlaces punto a punto en circuitos dedicados o conmutados, que a su vez pueden ser full-dplex o half-dplex.

LAN

ModemRout Modem RoutLAN

WA

LAN

LAN

Figura 3.- Enlace punto a punto. Enlace punto a multipunto: En donde se conectan una estacin central a ms de dos estaciones a la vez. Cdigos de Transmisin - juegos de caracteres.

MasterModem

Master

Tx

RxSlave

Modem

SlaveModem

Rx Tx

Slave

Slave

Slave

Figura 4.- Enlace punto-multipunto.

WAN

Slave Modem


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5.1.4. Perturbaciones en los enlaces Atenuacin La energa de una seal decae con la distancia, por lo que debe asegurarse que llegue con la suficiente energa como para ser captada por los circuitos del receptor y adems, el ruido debe ser sensiblemente menor que la seal original (para mantener la energa de la seal se utilizan amplificadores o repetidores). Debido a que la atenuacin vara en funcin de la frecuencia, las seales analgicas llegan distorsionadas, por lo que debe utilizar sistemas que le devuelvan a la seal sus caractersticas iniciales (usando bobinas que cambian las caractersticas elctricas o amplificando ms las frecuencias ms altas). Distorsin de retardo Debido a que en medios guiados, la velocidad de propagacin de una seal vara con la frecuencia, hay frecuencias que llegan antes que otras dentro de la misma seal y por tanto los diferentes componentes en frecuencia de la seal llegan en instantes diferentes al receptor. Para atenuar este problema se usan tcnicas de ecualizacin. Ruido El ruido es toda aquella seal que se inserta entre el emisor y el receptor de una seal dada. Hay diferentes tipos de ruido: ruido trmico debido a la agitacin trmica de electrones dentro del conductor, ruido de intermodulacin cuando distintas frecuencias comparten el mismo medio de transmisin, diafona se produce cuando hay un acoplamiento entre las lneas que transportan las seales y el ruido impulsivo se trata de pulsos discontinuos de poca duracin y de gran amplitud que afectan a la seal. Capacidad del Canal Se llama capacidad del canal a la velocidad a la que se pueden transmitir los datos en un canal de comunicacin de datos. La velocidad de los datos es la velocidad expresada en bits por segundo a la que se pueden transmitir los datos.


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El ancho de banda es aquel ancho de banda de la seal transmitida y que est limitado por el transmisor y por la naturaleza del medio de transmisin (en hertzios). La tasa de errores es la razn a la que ocurren errores y se mide por la prueba de BERT (Bit Error Rate Tester). Para un ancho de banda determinado es aconsejable la mayor velocidad de transmisin posible pero de forma que no se supere la tasa de errores aconsejable. Para conseguir esto, el mayor inconveniente es el ruido. Para un ancho de banda dado BW, la mayor velocidad de transmisin posible es 2W, pero si se permite (con seales digitales) codificar ms de un bit en cada ciclo, es posible transmitir ms cantidad de informacin. La formulacin de Nyquist nos dice que aumentado los niveles de tensin diferenciables en la seal, es posible incrementar la cantidad de informacin transmitida. C= 2W log2 M El problema de esta tcnica es que el receptor debe de ser capaz de diferenciar ms niveles de tensin en la seal recibida, cosa que es dificultada por el ruido. Cuanto mayor es la velocidad de transmisin, mayor es el dao que puede ocasionar el ruido. Shannon propuso la frmula que relaciona la potencia de la seal (S), la potencia del ruido (N), la capacidad del canal (C) y el ancho de banda (W). C = W log2 (1+S/N) Esta capacidad es la capacidad mxima terica de cantidad de transmisin, pero en la realidad, es menor debido a que no se ha tenido en cuenta nada ms que el ruido trmico.


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5.1.5. Codificacin de los datos

1. Datos digitales, seales digitales Una seal es digital si consiste en una serie de pulsos de tensin. Para datos digitales no hay ms que codificar cada pulso como bit de datos. En una seal unipolar (tensin siempre del mismo signo) habr que codificar un 0 como una tensin baja y un 1 como una tensin alta (o al revs). En una seal bipolar (positiva y negativa), se codifica un 1 como una tensin positiva y un 0 como negativa (o al revs). La razn de datos de una seal es la velocidad de transmisin expresada en bits por segundo, a la que se transmiten los datos. La razn de modulacin es la velocidad con la que cambia el nivel de la seal, y depende del esquema de codificacin elegido. Un aumento de la razn de datos aumentar la

razn de error por bit. Un aumento de la relacin seal-ruido (S/N)

reduce la tasa de error por bit. Un aumento del ancho de banda permite un

aumento en la razn de datos.

Para mejorar las prestaciones del sistema de transmisin, se debe utilizar un buen esquema de codificacin, que establece una correspondencia entre los bits de los datos y los elementos de seal.

Servicio ISDN

Seal Digital DatosDigitale

Adaptador de Terminal(ISDN)

Figura 5.- Traslacin de una informacin digital a una seal digital.


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Factores a tener en cuenta para utilizar un buen sistema de codificacin:

1. Espectro de la seal: la ausencia de componentes de altas frecuencias, disminuye el ancho de banda. La presencia de componente continua en la seal obliga a mantener una conexin fsica directa (propensa a algunas interferencias). Se debe concentrar la energa de la seal en el centro de la banda para que las interferencias sean las menores posibles.

2. Sincronizacin: para separar un bit de otro,

se puede utilizar una seal separada de reloj (lo cual es muy costoso y lento) o bien que la propia seal porte la sincronizacin, lo cul implica un sistema de codificacin adecuado.

3. Deteccin de errores: es necesaria la

deteccin de errores ya en la capa fsica.

4. Inmunidad al ruido e interferencias: hay cdigos ms robustos al ruido que otros.

Costo y complejidad: el costo aumenta con el aumento de la razn de elementos de seal. No retorno a cero (NRZ) Es el esquema ms sencillo, ya que se codifica un nivel de tensin como un 1 y una ausencia de tensin como un 0 (o al revs). Ventajas: sencillez, fcil de implementar, uso eficaz del ancho de banda. Desventajas: presencia de componente en continua, ausencia de capacidad de sincronizacin. Se suelen utilizar en grabaciones magnticas.


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+V

0

1 0 1 0 0 1 1 0

-V

Figura 6.- Codificacin NRZ. Retorno a cero invertido (NRZI) Es otra modalidad de codificacin que consiste en codificar los bits cuando se producen cambios de tensin (sabiendo la duracin de un bit, si hay un cambio de tensin, esto se codifica por ejemplo como 1 y si no hay cambio, se codifica como 0). A esto se le llama codificacin diferencial. Lo que se hace es comparar la polaridad de los elementos de seal adyacentes, lo que hace posible detectar y soportar mejor la presencia de ruido debido a que es ms difcil perder la polaridad de una seal cuando hay dificultades de transmisin.

+V

-V

0

1 01

1 01

0 11

1 01

Figura 7.- Codificacin NRZI.


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Binario multinivel Este sistema intenta subsanar las deficiencias de NRZ utilizando el sistema de codificar un 1 cada vez que se produce un cambio de nivel de la seal, y codificando un 0 cuando no hay cambio de nivel (lo cual sigue siendo un inconveniente para cadenas de ceros).

- V

0

1 01

1 01

0 11

1 01

Figura 8.- Codificacin multinivel.

Ventajas: no hay problemas de sincronizacin con cadenas de 1 (aunque s con cadenas de 0), no hay componente en continua, ancho de banda menor que en NRZ, la alternancia de pulsos permite la deteccin de errores. Desventajas: hay an problemas de sincronizacin, es menos eficaz que el NRZ, hay mayor tasa de errores que NRZ. Bifase En la codificacin Manchester siempre hay una transicin en mitad del intervalo de duracin del bit (la mitad del bit se encarga de la sincronizacin). En Manchester diferencial la transicin en mitad del intervalo se utiliza slo como sincronizacin y es la presencia de un cambio de tensin al inicio del bit lo que seala la presencia de un 0.

Figura 9.- Codificacin Manchester.

- V

0

0 0 1 0 0 1 1 0


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Ventajas: sincronizacin, no tiene componente en continua, deteccin de errores. Desventajas: se necesita mayor ancho de banda. Velocidad de modulacin Hay que diferenciar entre la razn de datos, expresada en bps (bits por unidad de tiempo) y la velocidad de modulacin expresada en baudios (elementos de seal por unidad de tiempo). Cuanto mejor sea el sistema de codificacin, mayor velocidad de modulacin se podr obtener y por consiguiente una mayor razn de transmisin. Tcnicas de Altibajos Para mantener sincronizado el reloj del receptor en tcnicas bifase, se hace necesario sustituir series largas de ausencias de tensin por cambios sincronizados (que portan el reloj) y luego se requiere un mtodo en el receptor para volver a decodificar la seal original. 1. Datos digitales, seales analgicas

Serviciored de

telefona

Seal analgica (POTS)

Datosdigitale

Mdem(MODulador/DEModulador)

Figura 10.- Traslacin de informacin digital a

seal anloga. Tcnicas de Codificacin Para transmitir datos digitales mediante seales analgicas es necesario convertir estos datos a un formato analgico. Para esto existen varias tcnicas.


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Desplazamiento de amplitud (ASK): Los dos valores binarios se representan por dos valores de amplitud de la portadora, por ejemplo s(t)=A x Cos (2 x pi x f x t) simboliza el bit 1 y s(t)= 0 simboliza el bit 0. Aunque este mtodo es muy sensible a cambios repentinos de la ganancia, es muy utilizado en fibras ptica (1 es presencia de luz y 0 es ausencia de luz). Desplazamiento de frecuencia (FSK): En este caso, los dos valores binarios se representan por dos frecuencias prximas a la portadora. Este mtodo es menos sensible a errores que ASK y se utiliza para mayores velocidades de transmisin que ASK, para transmisiones de telfono a altas frecuencias y para LAN's con cables coaxiales. Desplazamiento de fase (PSK): En este caso es la fase de la portadora la que se desplaza. Un bit 0 se representa como una seal con igual fase que la seal anterior y un bit 1 como una seal con fase opuesta a la anteriormente enviada. Utilizando varios ngulos de fase, uno para cada tipo de seal, es posible codificar ms bits con iguales elementos de seal. 2. Datos analgicos , seales digitales Para transmitir datos analgicos en seales digitales es preciso realizar un proceso de digitalizacin de los datos. Este proceso y el siguiente de decodificacin la realiza un dispositivo llamado codec. Modulacin por codificacin de impulsos Se basa en el teorema de muestreo: "Si una seal f(t) se registra a intervalos regulares de tiempo con una frecuencia mayor que el doble de la frecuencia significativa ms alta de la seal, entonces las muestras as obtenidas contienen toda la informacin de la seal original. La funcin f(t) se puede reconstruir a partir de estas


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muestras mediante la utilizacin de un filtro pasa-bajo.

Datos

analgicos

Seal digital

Datosanalgico

s

01011101 01110001 11101001 11111111 11101001 11101001

Multiplexores

Figura 11.- Traslacin de informacin analgica a

seal analgica. Es decir, se debe analizar la seal original con el doble de frecuencia que ella, y con los valores obtenidos, normalizndolos a un nmero de bits dado (por ejemplo, con 8 bits habra que distinguir entre 256 posibles valores de amplitud de la seal original a cuantificar) se ha podido codificar dicha seal. En el receptor, este proceso se invierte, pero por supuesto se ha perdido algo de informacin al codificar, por lo que la seal obtenida no es exactamente igual que la original (se le ha introducido ruido de cuantizacin). Hay tcnicas no lineales en las que es posible reducir el ruido de cuantizacin, analizando a intervalos no siempre iguales. Modulacin delta Esta tcnica reduce la complejidad de la anterior mediante la aproximacin de la funcin a codificar por una funcin escalera lo ms parecida posible. De esta forma, cada escaln de la escalera ya puede ser representado por un valor (en 8 bits, uno entre 256 posibles valores de amplitud). La


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eleccin de un adecuado salto de escalera y de la frecuencia de muestreo pueden hacer que se modifique la precisin de la seal. La principal ventaja de esta tcnica respecto a la anterior es la facilidad de implementacin. Prestaciones Las tcnicas de transmisin digital estn siendo muy utilizadas debido a: Al usar repetidores en lugar de

amplificadores, no hay ruido aditivo. Al usar tcnicas de multiplexacin por

divisin en el tiempo, no hay ruido de Inter-modulacin.

Las seales digitales son ms fciles de emplear en los modernos circuitos de conmutacin.

Datos analgicos, seales analgicas La modulacin consiste en combinar una seal de entrada con una seal portadora para producir una seal cuyo ancho de banda est centrado en torno a la frecuencia de la portadora. Este proceso es necesario para transmitir datos digitales mediante seales analgicas, pero no se sabe si est justificado para transmitir datos analgicos. Este proceso es necesario ya que para transmitir seales analgicas sin modular, tendramos que utilizar enormes antenas y tampoco podramos utilizar tcnicas de multiplexacin por divisin en frecuencias. Modulacin en amplitud Consiste en multiplicar la seal original por la portadora y de esta forma se obtiene la forma original pero slo utilizando los mximos y los mnimos de la seal modulada. De esta forma, se puede reconstruir la seal original y se evita la utilizacin de enormes antenas. Hay una aproximacin que utiliza slo la mitad del ancho de banda y se necesita menos potencia para su transmisin. Pero esta aproximacin y


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otras quitan la portadora, con lo que se pierde el poder de sincronizacin de la seal. Modulacin en ngulo Se puede hacer que la seal portadora tenga cambios de fase que recreen la seal original a modular (modulacin en fase) o tambin que la portadora tenga cambios de frecuencia que simulen la seal original a modular (modulacin en frecuencia). El inconveniente de estas dos modalidades de modulacin es que requieren mayor ancho de banda que la modulacin en amplitud.

5.1.6. Equipos de comunicacin

Los equipos de comunicacin, son dispositivos inteligentes (puede ser tambin una PC), que convierte informacin de usuario en cdigos y viceversa, a fin de poder transmitirlos por un determinado medio fsico. Las computadoras, tambin pueden utilizar cdigos, que es un acuerdo previo para establecer un conjunto de significados y definir una serie de smbolos y caracteres. Los cdigos son una caracterstica comn de los sistemas de comunicacin, el uso de ellos hizo posible la automatizacin de las comunicaciones. Los cdigos de transmisin en un sistema binario estn representados por los dgitos 0 y 1. Aunque una gran variedad de las definiciones se desarrollarn ms adelante, se debe tener en claro los siguientes conceptos: Cdigos Son representaciones binarias de caracteres transmitidos, es ms fcil disear equipos para reconocer smbolos (informacin binaria), que para reconocer caracteres (reconocimiento de formas). Toda combinacin de bits representa un carcter dentro de la tabla de cdigos. Las tablas de cdigos ms reconocidas son las del cdigo ASCII


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y la del cdigo EBCDIC, aunque el cdigo Baudot, marco las pautas para el diseo de posteriores cdigos. Cdigo de Baudot: Desarroll uno de los cdigos ms famosos que se han diseado para la codificacin y decodificacin automtica, sin embargo era poco potente porque slo usaba cinco dgitos. El cdigo de Baudot y sus derivados actuales fueron la base para la comunicacin de datos durante medio siglo, aunque hubo la necesidad de nuevos cdigos y que estos representaran todos los caracteres y pudieran corregir errores. Cdigo EBCDIC: Es un moderno cdigo que representa 256 caracteres con 8 bits. Fue desarrollado por IBM para proporcionar un cdigo normalizado a sus productos. Cdigo ASCII: Fue un cdigo de 7 bits cuyo uso est muy generalizado actualmente, puede representar 128 caracteres. El formato ASCII hace que la minscula se transforme en mayscula con slo cambiar un bit. DTE (Data Terminal Equipment): equipos que son la fuente y destino de los datos. Comprenden equipos de computacin (host, microcomputadores y terminales). DCE (Data Communications Equipment): equipos de conversin entre el DTE y el canal de transmisin, es decir, los equipos a los cuales conectamos los DTE a las lneas de comunicacin. Ejemplo: mdems.


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HOST DTE

Mdem

HOST DTE

MdemDCE

Figura 12.- Componentes bsicos en un enlace.

Trama: secuencia de bits con un formato predefinido usado en protocolos orientados a bits, en los cuales, cada bit contiene informacin. Es decir, cada bit puede indicar el tipo de comunicacin, informacin de paridad, alarmas, etc. Paquete: fracciones de un mensaje de tamao predefinido, donde cada fraccin o paquete contiene informacin de procedencia y de destino, as como informacin requerida para el reensamblado del mensaje. Control de flujo: mecanismo mediante el cual el flujo de informacin que llega al receptor, es regulado por el mismo, a fin de que lo pueda descifrar y desempaquetar, de acuerdo al bffer que posea y a su capacidad de procesamiento. Son conocidos: RTS/CTS: control de flujo depende del estado de las seales de la interfaz fsica. XON/XOFF: el control de flujo est basado en un carcter (XON o XOFF) que el receptor enva al transmisor para regular la transferencia de datos. Paridad: es una tcnica utilizada en la transmisin de datos asncronos o modo secuencial, que consiste en la adicin de un bit a un carcter o a un bloque de caracteres para forzar al conjunto de unos (1) a ser par o impar. Modulacin: proceso de conversin de manera controlada, de las propiedades de una seal portadora (seal base) para que contenga la informacin que se va a transmitir.

Medio de transmisin


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Interfaces: conexin fsica que permite la comunicacin entre dos o ms dispositivos. Dichos conceptos sern desarrollados detalladamente en las posteriores unidades. Las tareas en los sistemas de comunicacin son: Utilizacin del sistema de transmisin. Implementacin de la interfaz. Generacin de la seal. Sincronizacin. Gestin del intercambio. Deteccin y correccin de errores. Control de flujo. La comunicacin de datos a travs de redes, est basada en las siguientes definiciones: 1. Redes de rea amplia (WAN):

Son todas aquellas que cubren una extensa rea geogrfica. Son generalmente una serie de dispositivos de conmutacin interconectados. Se desarrollan o bien utilizando tecnologa de conmutacin de circuitos o conmutacin de paquetes.

2. Conmutacin de circuitos:

En estas redes se establece un camino a travs de los nodos de la red dedicada a la interconexin de dos estaciones. En cada enlace, se dedica un canal lgico a cada conexin. Los datos se transmiten tan rpido como se pueda. En cada nodo, los datos de entrada se encaminan por el canal dedicado sin sufrir retardos.

3. Conmutacin de paquetes:

No es necesario reservar un canal lgico. En cada nodo, el paquete se recibe totalmente, se almacena y seguidamente se transmite al siguiente nodo.

4. Retransmisin de tramas:

Al conseguir con la nueva tecnologa una tasa de errores muy pequea y una velocidad de transmisin elevada, no es necesario adjuntar mucha informacin de cabecera a cada paquete y por tanto las velocidades de


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transmisin son elevadsimas comparadas con el sistema de conmutacin de paquetes.

5. RDSI y RDSI de banda ancha:

Es un sistema de transmisin de enfoque universal y de velocidad de transmisin muy rpida. Est basado en conmutacin de circuitos (banda estrecha) y en conmutacin de paquetes (banda ancha).

6. Redes de rea local (LAN):

Son de cobertura pequea, velocidades de transmisin muy elevadas, utilizan redes de difusin en vez de conmutacin, no hay nodos intermedios.

5.2. Protocolos

Es un conjunto de reglas que posibilitan la transferencia de datos entre dos o ms equipos de comunicaciones en forma segura y descifrable en ambos extremos (transmisor y receptor) y hace posible la interseccin de dos mquinas o procesos iguales, que realizan funciones similares. Los protocolos estn basados en la arquitectura de niveles. El propsito de la arquitectura de niveles es reducir la complejidad de la comunicacin de datos agrupando, lgicamente, ciertas funciones en reas de responsabilidad (niveles).

Figura 13.- La transmisin de informacin necesita de

protocolos. Una interfaz es un conjunto de reglas que controlan la interaccin entre dos mquinas o procesos diferentes, como pueden ser un computador y un mdem. Los protocolos para comunicacin entre mquinas funcionan de modo similar a las reglas que gobiernan las conversiones humanas y se utilizan por las mismas razones.

Protocolos

Informacin


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A. Caractersticas Cada nivel provee servicios al nivel superior y recibe servicios del nivel inferior. Un mensaje proveniente de un nivel superior contiene una cabecera con informacin a ser usada en el nodo receptor. El conjunto de servicios que provee un nivel es llamado entidad y cada entidad consiste en un manejador (manager) y un elemento (worker).

B. Estndares

1. OSI ( International Standards Organization) En este modelo, el propsito de cada nivel es proveer servicios al nivel superior, liberndolo de los detalles de implementacin de cada servicio. La informacin que se enva de un computador a otro debe pasar del nivel superior al nivel inferior atravesando todos los dems niveles de forma descendente, dentro del computador que originan los datos.

2. IEEE (Institute of Electrical and Electronic Engineers) El modelo desarrollado por IEEE, tambin conocido como el proyecto 802, fue orientado a las redes locales. Este estndar est de acuerdo, en general con el modelo ISO, difieren principalmente en el nivel de enlace de datos.

C. Elementos de un protocolo

Los elementos bsicos de un protocolo son tres: Un conjunto de caracteres. Un conjunto de normas (cdigos) para controlar la sucesin y la temporizacin de los mensajes. Procedimientos para la deteccin y correccin de errores.

D. Clasificacin de los protocolos

De acuerdo a su estructura Protocolos orientados a bit:


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Son aquellos protocolos en los cuales los bits por s solos pueden proveer informacin, son protocolos muy eficientes, pues pueden empaquetar en sus tramas mucha informacin. Trabajan en tramas de longitud variable. Ejemplo de protocolos orientados al bit son HDLC, X25, Frame Relay, etc.

Protocolos orientados a byte: Son aquellos en los que la informacin viene provista por la conjuncin de bytes de informacin y bytes de control. Por lo general, dichos bytes son procesados bajo su forma hexadecimal, formando los llamados caracteres de control, comandos, canales multiplexacin. Ejemplo de protocolos orientados al byte: SDLC, etc. De acuerdo a su comportamiento Protocolos de sondeo seleccin: Son aquellos que utilizan un DTE como nodo principal de canal. Este nodo primario controla todas las dems estaciones y determina si los dispositivos pueden comunicarse y, en caso afirmativo, cundo deben hacerlo. Ejemplos: SDLC y HDLC. Protocolos peer to peer: Son aquellos en los cuales ningn nodo es el principal, y por lo general todos los nodos poseen la misma autoridad sobre el canal. Ejemplo: PPP. De acuerdo al modo de transferencia de la informacin

a. Protocolos half-duplex:

Consisten en secuencias de cdigos para una transmisin bi-direccional, pero no al mismo tiempo. El protocolo de enlace ms usado es el de procedimientos binarios (BSC- Binary Synchronous Comunication), definido por IBM, para enlaces punto a punto y enlaces punto a multipunto.

b. Protocolos full-duplex:

Donde el conjunto de cdigos est orientado a las aplicaciones en tiempo real (transmisin bi-direccional simultanea) con uso de terminales que requieren un protocolo para operaciones que incluyera una deteccin de errores potente y un


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sistema de correccin para prevenir la interpretacin errnea.

E. Modos de comunicacin.

Dos modos de comunicacin estn involucrados: el modo orientado a la conexin (connection-oriented) y el modo no orientado a la conexin (connectionless). El modo orientado a la conexin tiene su origen en redes extensas (WAN), mientras que el modo no orientado a la conexin est basado en redes de rea local (LAN).

Comunicacin orientada a la conexin: En ste modo de comunicacin, una conexin, tambin llamada circuito virtual, es configurada e iniciada entre las partes a enlazar, antes que cualquier intercambio de informacin ocurra. La conexin es liberada despus que toda la data haya sido transmitida. Por lo tanto, una conexin puede ser dividida en tres fases:

Fase de establecimiento de conexin. Fase de transferencia de informacin. Fase de desconexin.

Mde Mde

Multiplex Multiplexor

HostTerminale

Figura 14.- Los multiplexores asignan los puertos pre-configurados y dedicados entre terminales y host.

Durante la fase de establecimiento, la ubicacin de destinatario es determinada basada en informacin de direcciones, provista en el requerimiento de llamada para que un camino hacia el destino sea establecido y cualquier chequeo de control de acceso sea ejecutado. Durante la fase de transferencia, el traslado de data del usuario y el adecuado control de flujo se realiza y las estadsticas son recolectadas. El modo orientado a la conexin es el modo dominante para redes de rea extensa (WAN). En


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transmisiones WAN, el ancho de banda es una comodidad extremadamente costosa, el cual tiene que ser usado eficientemente. Esto requiere control de flujo sofisticado y algoritmos de prioridad. En este mismo modo, cualquier flujo de data sobre una conexin establecida est sujeto a estos algoritmos. El control de error es otra capacidad en la cul el modo orientado a la conexin puede proveer. El uso de nmero de secuencia, pueden sobrellevar los efectos de ruido en las lneas de transmisin. Un clsico protocolo orientado a la conexin es X.25. Comunicacin no orientada a la conexin: En este modo de comunicacin no hay asociacin entre el origen y el destinatario. En particular, no hay camino establecido entre el origen y el destinatario. Toda la data es enviada con la informacin de direccionamiento necesaria dentro del paquete. Para re-enviar el paquete rpidamente (rutear), una nica estructura de direcciones es usada. Durante la fase de transferencia, el control de flujo es mantenido al mnimo y no se realiza correccin de errores. En realidad, la naturaleza de la operacin no orientada a la conexin hace difcil proveer estas funciones. Los protocolos no orientados a la conexin son nada confiables cuando lo comparamos con X.25, debido a que ellos no proveen una entre de data segura. Protocolos de alto nivel, seran los responsables para la recuperacin de cualquier data perdida.

Estacin1

IP A

Estacin2

IP B

Estacin3

IP C

Estacin4

IP D

Ruteador

Figura 15.- La estacin 1 genera tramas con direccin destino IP D para comunicarse con la estacin 4, sin

informarse del estado del enlace.


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El modo de comunicacin no orientado a la conexin es el modo dominante en redes de rea local (LAN). En las LANs, en ancho de banda es relativamente barato. Un alto rendimiento es ms importante que el uso eficiente del ancho de banda (10Mbps de ethernet, por ejemplo). Sofisticado algoritmos de control de flujo son usualmente sacrificados con la finalidad de tener un alto throughput. Debido a que las LANs usan medios de transmisin muy limpios, la recuperacin de data corrupta no es requerida. Este modo de conexin es bien adaptable a LANs. Provee el deseado alto rendimiento debido a que funciones como control de flujo y control de errores, lo cul hace lenta a las redes WAN, no es ejecutado.

6. Mdems

6.1. Mdems analgicos El mdem es un dispositivo que permite conectar dos DTEs (computadoras) remotos utilizando la lnea telefnica de forma que puedan intercambiar informacin entre s. El mdem es uno de los mtodos ms extendidos para la interconexin de PCs por su sencillez y bajo costo. La gran cobertura de la red telefnica convencional posibilita la casi inmediata conexin de dos computadoras si se utilizan mdems. El mdem es, por todas estas razones, el mtodo ms popular de acceso a Internet por parte de los usuarios privados y tambin de muchas empresas. Su nombre proviene de las palabras Modulator / Demodulator (Modulador / Demodulador) y en la actualidad permite conectar un DTE con otro (u otros) sobre diferentes tipos de lneas de transmisin (par trenzado de cobre, inalmbrico, etc.). Un mdem es un dispositivo que interpreta seales analgicas y digitales, permitiendo que la data de usuario sea transmitida sobre lneas telefnicas. En la zona del originador, las seales digitales son convertidas a una forma adecuada (moduladas) para su transmisin sobre las facilidades de la comunicacin analgica. En el destino, esas seales son retornadas a su forma digital.


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En la siguiente figura se ilustra una simple conexin mdem a mdem a travs de una red WAN.

Mdem PC Mdem PC

Sistema telefnico

Figura 1.- Conexin entre 2 PCs a travs de mdems. 6.1.1. CSU/DSU

Un Channel Service Unit/Digital Service Unit (CSU: unidad de servicio de canal; DSU: unidad de servicio digital) es un dispositivo de interfaz digital (algunas veces se encuentran en dos dispositivos separados) que adapta la interfaz fsica de una equipo terminal de datos (DTE) a la interfaz de un terminal de circuito (DCE), en una red de portadora conmutada. El CSU/DSU tambin provee seales de temporizacin para la comunicacin entre esos dispositivos. La siguiente figura ilustra la ubicacin de los CSU/DSU en una implementacin WAN.

Figura 2.- CSU/DSU entre un DTE y un DCE. Convierte seales digitales en analgicas para ser transmitidas va la red telefnica conmutada y al recibirlas efecta el proceso inverso.

6.1.2. Naturaleza de la informacin

Como se mencion anteriormente, la informacin que maneja el computador es digital, es decir est compuesta por un conjunto discreto de dos valores el 1 y el 0. Sin embargo, por las limitaciones fsicas de las lneas de transmisin no


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es posible enviar informacin digital a travs de un circuito telefnico.

Figura 3.- Seal analgica y digital. Para poder utilizar las lneas de telfono (y en general cualquier lnea de transmisin) para el envo de informacin entre computadores digitales, las cuales pueden ser sncrona o asncrona, es necesario un proceso de transformacin de la informacin. Durante este proceso la informacin se adecua para ser transportada por el canal de comunicacin. Este proceso se conoce como modulacin-demodulacin y es el que se realiza en el mdem. Un mdem es un dispositivo que convierte las seales digitales del computador en seales analgicas que pueden transmitirse a travs del canal telefnico. Con un mdem se pueden enviar datos a otra computadora equipada con un mdem. Esto le permite bajar informacin desde la red mundial World Wide Web, enviar y recibir correspondencia electrnica (e-mail) y reproducir un juego de computadora con un oponente remoto. Algunos mdems tambin pueden enviar y recibir faxes y llamadas telefnicas de voz.

6.1.3. Funcionamiento

La computadora consiste en un dispositivo digital que funciona conmutando interruptores electrnicos (compuertas digitales). Las lneas telefnicas, de lo contrario, son dispositivos anlogos que envan seales como una corriente continua. El mdem tiene que unir el espacio entre estos dos tipos de dispositivos. Debe enviar los datos digitales de la computadora a travs de lneas telefnicas anlogas. Logra esto modulando los datos digitales para convertirlos en una seal anloga; es decir, el mdem vara la frecuencia de


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la seal digital para formar una seal anloga continua. Cuando el mdem recibe seales anlogas a travs de la lnea telefnica, hace el opuesto: demodula o quita las frecuencias variadas de la onda anloga para convertirlas en impulsos digitales. De estas dos funciones, MODulacin y DEModulacin, surgi el nombre del mdem. Existen distintos sistemas de modular una seal analgica para que transporte informacin digital. En la siguiente figura se muestran los dos mtodos ms sencillos la modulacin de amplitud, la modulacin de frecuencia y la modulacin de fase.

Figura 4.- Formas de modulacin. Otros mecanismos como la modulacin de fase o los mtodos combinados permiten transportar ms informacin por el mismo canal.

6.1.4. Velocidad en baudios y bits por segundo

Las computadoras y sus diversos dispositivos perifricos, incluyendo los mdems, usan el mismo alfabeto. Este alfabeto est formado por slo dos dgitos, cero y uno; es por ello que se conoce como sistema de dgito binario. A cada cero o uno se le llama bit, trmino derivado de BInary digiT (dgito binario). Cuando se comienza a establecer una comunicacin por mdem, estos hacen una


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negociacin entre ellos. Un mdem empieza enviando informacin tan rpido como puede. Si el receptor no puede mantener la rapidez, interrumpe al mdem que enva y ambos deben negociar una velocidad ms baja antes de empezar nuevamente. La velocidad a la cual los dos mdems se comunican, por lo general, se llama velocidad en baudios, aunque tcnicamente es ms adecuado decir bits por segundo o bps. Baudios. Nmero de veces de cambio en el voltaje de la seal por segundo en la lnea de transmisin. Los mdem envan datos como una serie de tonos a travs de la lnea telefnica. Los tonos se "encienden"(ON) o "apagan"(OFF) para indicar un 1 un 0 digital. El baudio es el nmero de veces que esos tonos se ponen a ON o a OFF. Los mdem modernos pueden enviar 4 o ms bits por baudio. Bits por segundo (BPS). Es el nmero efectivo de bits/segundo que se transmiten en una lnea por segundo. Como hemos visto un mdem de 600 baudios puede transmitir a 1 200, 2 400 , incluso, a 9 600 BPS.

6.1.5. Limitacin fsica de la velocidad de transmisin

en la lnea telefnica Las leyes fsicas establecen un lmite para la velocidad de transmisin en un canal ruidoso, con un ancho de banda determinado. Por ejemplo, un canal de banda 3 000 Hz, y una seal de ruido 30dB (que son parmetros tpicos del sistema telefnico), nunca podr transmitir a ms de 30 000 BPS. Throughput Define la cantidad de datos que pueden enviarse a travs de un mdem en un cierto perodo de tiempo. Un mdem de 9 600 baudios puede tener un throughput distinto de 9 600 BPS debido al ruido de la lnea (que puede ralentizar) o a la compresin de datos (que puede incrementar la velocidad hasta 4 veces el valor de los baudios).


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Para mejorar la tasa efectiva de transmisin o throughput se utilizan tcnicas de compresin de datos y correccin de errores. Compresin de datos Describe el proceso de tomar un bloque de datos y reducir su tamao. Se emplea para eliminar informacin redundante y para empaquetar caracteres empleados frecuentemente y representarlos con slo uno o dos bits. Control de errores La ineludible presencia de ruido en las lneas de transmisin provoca errores en el intercambio de informacin que se debe detectar introduciendo informacin de control. As mismo puede incluirse informacin redundante que permita, adems, corregir los errores cuando se presenten. Estndares de modulacin Dos mdems para comunicarse necesitan emplear la misma tcnica de modulacin. La mayora de los mdem son full-duplex, lo cual significa que pueden transferir datos en ambas direcciones. Hay otros mdem que son half-duplex y pueden transmitir en una sola direccin al mismo tiempo. Algunos estndares permiten slo operaciones asncronas y otros sncronas o asncronas con el mismo mdem. Veamos los tipos de modulacin mas frecuentes:


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TIPO CARACTERSTICAS

Bell 103 Especificacin del sistema Bell para un mdem de 300 baudios,asncrono y full-duplex.

Bell 201 Especificacin del sistema Bell para un mdem de 2 400 BPS,sncrono, y full- duplex.

Bell 212 Especificacin del sistema Bell para un mdem de 2 400 BPS,asncrono, y full-duplex. V.22 bis Mdem de 2 400 BPS, sncrono/asncrono y full-duplex. V.29 Mdem de 4 800 / 7 200 / 9 600 BPS, sncrono y full-duplex. V.32 Mdem de 4800/9600 BPS, sncrono/asncrono y full-duplex.

V.32 bis Mdem de 4800/7200/9600/7200/12000/14400 BPS, sncrono oasncrono y full-duplex.

Hayes Express

Mdem de 4 800 / 9 600 BPS, sncrono/asncrono y half-duplex. Slo compatibles consigo mismo aunque los ms modernossoportan

USR-HST Mdem de USRobotics de 9 600 / 14 400 BPS. Slo compatiblesconsigo mismo aunque los ms modernos soportan V.32.

Vfast Vfast es una recomendacin de la industria de fabricantes demdem. La norma Vfast permite velocidades de transferencia dehasta 28 800 bps.

V34 Estndar del CCITT para comunicaciones de mdem en velocidadesde hasta 28 800 bps. 6.1.6. Codificacin de la informacin

La informacin del computador se codifica siempre en unos y ceros, que como se ha visto, son los valores elementales que el computador es capaz de reconocer. La combinacin de 1 y 0 permite componer nmeros enteros y nmeros reales. Los caracteres se representan utilizando una tabla de conversin. La ms comn de estas tablas es el cdigo ASCII que utilizan los ordenadores personales. Sin embargo, existen otras y por ejemplo los grandes computadores de IBM utilizan el cdigo EBCDIC. La informacin codificada en binario se transmite entre los computadores. En las conexiones por mdem los bits se transmiten de uno en uno siguiendo el proceso descrito en el apartado modulacin de la informacin. Pero adems de los cdigos originales de la informacin, los equipos de comunicacin de datos aaden bits de control que permiten detectar si ha habido algn error en la transmisin. Los errores se deben principalmente a ruido en el canal de transmisin


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originando que algunos bits se interpreten mal. La forma ms comn de evitar estos errores es aadir a cada palabra (conjunto de bits) un bit que indica si el nmero de 1 en la palabra es par o impar. Segn sea lo primero o segundo se dice que el control de paridad es par o impar. Este simple mecanismo permite detectar la mayor parte de errores que aparecen durante la transmisin de la informacin. Como se trat anteriormente, la informacin sobre longitud de la palabra (7 8 bits) y tipo de paridad (par o impar) es bsico en la configuracin de los programas de comunicaciones. Otro de los parmetros necesarios son los bits de parada. Los bits de paro indican al equipo que recibe que la transmisin se ha completado (los bits de parada pueden ser uno o dos).

6.1.7. Estndares de control de errores

El problema de ruido puede causar prdidas importantes de informacin en mdem a velocidades altas, existen para ello diversas tcnicas para el control de errores. Cuando se detecta un ruido en un mdem con control de errores, todo lo que se aprecia es una breve inactividad o pausa en el enlace de la comunicacin, mientras que si el mdem no tiene control de errores lo que ocurre ante un ruido es la posible aparicin en la pantalla de caracteres "basura" o, si se est mal transfiriendo un fichero en ese momento, esa parte del fichero tendra que retransmitirse otra vez. En algunos casos, el mtodo de control de errores est ligado a la tcnica de modulacin: Mdem Hayes V-Serie emplea modulacin

Hayes Express y un esquema de control errores llamado Link Access Procedure-Modem (LAP-M).

Mdem US Robotics con protocolo HTS

emplea una modulacin y control de errores propios de US Robotics.


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Hay otras dos tcnicas para control de errores bastante importantes:

Microcom Network Protocol (MNP-1,2,3,4,5). Norma V.42 (procedente del CCITT e incluye

el protocolo MNP-4). Norma MNP 10. Correccin de errores

recomendada para comunicaciones a travs de enlaces mviles.

6.1.8. Proteccin contra errores

En toda transmisin pueden aparecer errores. Se determina la tasa de error por la relacin entre el nmero de bits errneos y los bit totales. Lo mismo que con bits, se puede establecer una tasa para caracteres o bloques. Se denomina Error Residual al nmero de bits errneos no corregidos en relacin al total de bits enviados. Las seales emitidas suelen sufrir dos tipos de deformacin: Atenuacin (reduccin de su amplitud). Desfase, siendo esta ltima la que ms afecta a

la transmisin. Otros factores que afectan a la seal son: ruido blanco (por los componentes elctricos de los transformadores), ruido impulsivo, ecos, diafonas, etc. Las distorsiones fsicas de la seal las trata el equipo terminal de tratamiento de datos y los problemas a nivel de bit los trata el equipo terminal del circuito de datos. Los sistemas de proteccin contra errores realizan una codificacin del mensaje de datos y una posterior decodificacin. En ambos casos se trabaja con datos binarios a nivel de enlace. Los errores se pueden detectar y/o corregir. La correccin la puede realizar el propio decodificador (correccin directa) o se realiza por retransmisin. A los datos enviados se les asocian bits de control (se aade redundancia al mensaje). Estos se


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pueden calcular para cada bloque de datos o en funcin de bloques precedentes (recurrentes). Como ejemplos de procedimientos de control de errores se pueden citar:

Control de paridad por carcter:

Consiste en hacer el nmero de unos que aparecen en el dato (byte) par o impar. Puede fijarse tambin la paridad a un valor de 1 (Mark) 0 (Space).

Control de paridad por matriz de caracteres:

Se determina la paridad de filas y columnas, y se envan los bits de control por filas. Permite tanto la deteccin como la correccin de los errores.

Cdigos lineales:

El conjunto de todos los bloques de datos posibles y sus respectivos bits de control, forman las palabras del cdigo corrector. Cada palabra de n bits se componen de k bits de datos y n k bits de control (se llaman cdigos n,k). Cada palabra de un cdigo linear se determina multiplicando el vector de datos por una matriz generatriz. El decodificador determina si la palabra recibida pertenece al cdigo o no (caso de un error).

Cdigos cclicos: Son cdigos lineales en los que cualquier permutacin del vector pertenece al cdigo. Los elementos del vector se consideran como coeficientes de un polinomio. La codificacin / decodificacin se realiza gracias a registros de desplazamiento (multiplicacin o divisin del vector informacin con el generador). Un polinomio generador CRC 16 (X16 + X15 + X2 + 1) puede detectar errores en grupos de 16 bits, disminuyendo la tasa de error.

Cdigos polinmicos:

Es un cdigo lineal donde cada palabra del cdigo es mltiplo de un polinomio generador. Los bits de control pueden obtenerse del resto de dividir los bits de informacin por el polinomio generador.


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Retransmisin con paro y espera (ARQ ACK): Tras el envo de cada bloque de datos, se espera un aviso de recepcin positivo (ACK) o negativo (NAK). Si es negativo, se retransmite el bloque; si es positivo, se enva el siguiente; y si pasa un tiempo lmite sin respuesta, se retransmite el bloque.

Retransmisin continua (ARQ NAK):

En sistemas full dplex, se envan continuamente bloques hasta que se reciba un aviso negativo. Entonces se detiene el envo, se reenva el bloque fallido y se contina la transmisin a partir de l. Cada bloque ha de estar numerado y deben ser almacenados por el receptor.

Retransmisin con repeticin selectiva:

En sistemas full dplex, es similar al anterior, pero en el caso de error, slo reenva el bloque fallido. Despus, contina la transmisin donde se dej.

Entrelazado:

Se crea una matriz antes del envo con las palabras del cdigo. Reconstituyendo dicha matriz en la recepcin, permite detectar y corregir errores. El rendimiento de un cdigo de control viene dado por el nmero de bits de cada bloque, entre los bits del bloque ms los bits de control.

Nota: Los mdems suelen incluir ecualizadores (filtros) para reducir la interferencia entre smbolos (interferencia debida al efecto de otros smbolos adyacentes sobre el que se est recibiendo). Los ecualizadores adaptativos modifican su funcionamiento, de acuerdo a las condiciones de la lnea de transmisin. Es fundamental una adecuada seleccin de la seal recibida.

6.1.9. Estndares de compresin de datos

La compresin de datos observa bloques repetitivos de datos y los enva al mdem remoto


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en forma de palabras codificadas. Cuando el otro mdem recibe el paquete lo decodifica y forma el bloque de datos original. Hay dos tcnicas para la compresin muy extendidas: Microcom Network Protocol (MNP-5,7). Este

protocolo permite compresiones de dos a uno, es decir, podemos enviar el doble de informacin utilizando la misma velocidad de modulacin.

Norma V.42 bis (procedente del CCITT). Con

esta norma de compresin se consiguen relaciones de 4:1.

Estas tasas son las mximas que se pueden conseguir. Las mejores tasas se consiguen con ficheros de tipo texto o grficos generados por el ordenador. Si la informacin est ya comprimida con alguna utilidad tipo arj o zip, estos protocolos no pueden ya comprimir ms la informacin y en estos casos, incluso, se pierde capacidad. Si se enva informacin ya comprimida en el ordenador, el mdem ya no podr comprimirla ms y en estos casos los protocolos de compresin perjudican el rendimiento del mdem.

6.1.10. Estndares elctricos:

TTL Presenta las siguientes caractersticas:

Salidas de +5V para un 1 lgico y 0V para

un 0 lgico. No es aconsejable su utilizacin para

distancias mayores de 5 metros. RS-422 Emplea emisores y receptores balanceados (diferenciales) con lo que se consigue una sustancial mejora, tanto en velocidad como en distancia (100 000 baudios a 1 200 m). RS-232C


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La comunicacin RS-232 emplea un controlador de comunicaciones denominado UART (Universal Asynchronous Receiver Transmitter), en las PC XT se emplea, usualmente, el controlador 8250 y en las PC AT el 16450.

Utiliza emisores y receptores no balanceados.

Se utiliza normalmente una tensin de +12V para un "0" lgico y 12V para un "1" lgico.

Esta interfaz est especificada para una

velocidad mxima de 19 800 a 15 m (9 600 baudios a 30 m).

UART (Universal Asynchronous Receiver / Transmitter) Es un circuito integrado que controla la interfaz entre el mdem y el computador. Es el encargado de convertir los datos recibidos por el mdem en caracteres y se los entrega al computador. Convierte los caracteres procedentes del computador y se los entrega al mdem en forma de datos para que ste los enve hacia un determinado medio fsico.

UARTDataTx

DataRx

1488

1489

+5v("1")0v("0")

+12v("0")-12v("1")

ComputadoraLineas de Tx/Rx

Tx

Rx

8250 16450 16550

Figura 5.- Procesos del UART.


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6.1.11. Conectores para mdem Conexin RS232 entre PC y mdem Los mdems se conectan con el ordenador a travs de un puerto de comunicaciones del primero. Estos puertos siguen, comnmente, la norma RS232. A travs del cable RS232 conectado entre el ordenador y mdem estos se comunican. Hay varios circuitos independientes en la interfaz RS232. Dos de estos circuitos, el de transmitir datos (TD), y el de recibir datos (RD) forman la conexin de datos entre PC y mdem. Hay otros circuitos en la interfaz que permiten leer y controlar estos circuitos. Las seales tienen las siguientes funciones: DTR (Data Terminal Ready). Esta seal indica al mdem que el PC est conectado y listo para comunicar. Si la seal se pone a OFF mientras el mdem esta en on-line, el mdem termina la sesin y cuelga el telfono. CD (Carrier Detect). El mdem indica al PC que est on-line, es decir, conectado con otro mdem. RTS (Request to send). Normalmente en ON. Se pone OFF si el mdem no puede aceptar ms datos del PC, por estar en esos momentos realizando otra operacin. CTS (Clear to send). Normalmente en ON. Se pone OFF cuando el PC no puede aceptar datos del mdem.


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Figura 6.- Seales de la interfaz RS232.

6.1.12. Control de flujo

El control de flujo es un mecanismo por el cul, mdem y ordenador gestionan los intercambios de informacin. Estos mecanismos permiten detener el flujo cuando uno de los elementos no puede procesar ms informacin y reanudar el proceso cuando vuelve a estar disponible. Los mtodos ms comunes de control de flujo son: Control de flujo hardware RTS y CTS permiten al PC y al mdem parar el flujo de datos que se establece entre ellos de forma temporal. Este sistema es el ms seguro y el que soporta una operacin adecuada a altas velocidades. Control de flujo software: XON/XOFF Aqu se utilizan para el control dos caracteres especiales: XON y XOFF (en vez de las lneas hardware RTS y CTS) que controlan el flujo. Cuando el PC quiere que el mdem pare su envo de datos, enva XOFF. Cuando el PC quiere que el mdem le enve ms datos, enva XON. Los mismos caracteres utilizan el mdem para controlar los envos del PC. Este sistema no es adecuado para altas velocidades.

6.1.13. Comandos de control del mdem La mayora de los mdems se controlan y responden a caracteres enviados a travs del puerto serie. El lenguaje de comandos para


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mdem ms extendido es de los comandos Hayes que fue inicialmente incorporado a los mdems de este fabricante. Existen dos tipos principales de comandos:

Comandos que ejecutan acciones inmediatas

(ATD marcacin, ATA contestacin o ATH desconexin).

Comandos que cambian algn parmetro del

mdem (por ejemplo ATS7=90).

Comandos Hayes Todos los comandos Hayes empiezan con la secuencia AT. La excepcin es el comando A/. Tecleando A/ se repite el ltimo comando introducido. El cdigo AT consigue la atencin del mdem y determina la velocidad y formato de datos. Los comandos ms simples: ATH dice al mdem que cuelgue el telfono. ATDT dice al mdem que marque un nmero de telfono determinado empleando la marcacin por tonos. ATDP lo mismo que ATDT, pero la marcacin es por pulsos. Los comandos comienzan con las letras AT y siguen con las letras del alfabeto (A...Z). A medida que los mdem se hicieron ms complicados, surgi la necesidad de incluir ms comandos, son los comandos extendidos y tienen la forma AT&X (por ejemplo), donde el "&" marca la "X" como carcter extendido. Cdigos de resultados Cuando enva un comando al mdem, este responde con un cdigo de resultado: "CONNECT", "OK" o "ERROR". ATV determina el tipo de cdigo de resultado que aparecer: ATV0 respuesta numrica. ATV1 respuesta de palabras.


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ATQ1 inhibe los cdigos de resultado, pone el mdem en "estado silencioso". ATQ0 habilita los cdigos de resultado, desconecta el modo silencioso. Desarrollo de una conexin a travs de mdem El proceso de conexin de dos computadores utilizando mdems se describe en esta seccin. En la conexin participan dos ordenadores con sus respectivos mdems que se encuentran conectados a la red telefnica. En el ordenador que origina la conexin, el usuario trabaja sobre un programa de comunicaciones que le permite actuar sobre el mdem. Secuencia de acontecimientos cuando un mdem llama a otro.


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La secuencia empieza con el paso 1 y termina con el paso 12.

Paso Usuario Software Mdem llama Mdem responde

1

Selecciona "dial" en el men del programa o teclea en la lnea de comandos.

Pone a ON la seal DTR y enva al mdem el comando de marcacin ATDT 055.

El mdem conecta el altavoz, descuelga la lnea, espera el tono de llamada y marca el nmero de telfono.

2 Comienza observando los cdigos de resultados del mdem.

Espera una respuesta durante tiempo segn configuracin del registro S7.

3 La lnea de telfono suena.

4

El mdem detecta la llamada, y contesta situando el tono de respuesta en lnea.

5

El mdem detecta el modo de respuesta y sitala portadora de comienzo en lnea.

6 Los mdems se ponen de acuerdo en la modulacin y velocidad a utilizar.

Los mdems se ponen de acuerdo en la modulacin y velocidad a utilizar.

7

Los mdems determinan la tcnica de compresin y control de errores a utilizar.

Los mdems determinan la tcnica de compresin y control de errores a utilizar.

8

Enva el cdigo de rtdo. "connet" al PC, apaga el altavoz, y pone a ON la seal CD.

9

Detecta el cdigo de rtdo. y/o la seal CD. Informa al usuario que la conexin est establecida.

10 Comienza la comunicacin con el host.

Gestiona la sesin de comunicaciones; vigila la prdida de portadora supervisando la seal CD.

Enva y recibe datos. Enva y recibe datos.

11

Completa la sesin de comunicaciones y selecciona el comando "disconnect".

Pone a OFF la seal DTR, o enva +++ seguidos por ATH.

12 Cuelga el telfono. Detecta la prdida de portadora y cuelga.


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6.1.14. Puertos seriales: Permiten la comunicacin con los dispositivos seriales en la PC como el ratn, el trackball, la impresora serial o lograr una comunicacin directa (null mdem). Presenta los siguientes tipos de conectores:

DB

9

DB

25

Figura 7.- Interfases seriales BD9 y DB25. La descripcin de los pines de los conectores seriales es como sigue:

D B 2 5 D B 9 I/O N o m b r e D e s c r ip c i n

1 - - - G r o u n d T ie r r a2 3 O U T T x ( T r a n sm it te d d a ta ) T r a n sm is i n d e d a to s3 2 IN R x ( R e c e ive d d a ta ) R e c e p c i n d e d a to s4 7 O U T R T S ( R e q u e s t T o S e n d ) L is to p a r a e n via r5 8 IN C T S ( C le a r T o S e n d ) L is to p a r a re c ib ir6 6 IN D S R ( D a ta S e t R e a d y ) D a to s p r e p a r a d o s7 5 - - G r o u n d T ie r r a8 1 IN C D ( C a r r ie r D e te c t ) P o r ta d o r a p r e se n te

2 0 4 O U T D T R ( D a ta T e r m in a l R e a d y ) E q u ip o te r m in a l lis to2 2 9 IN R I ( R in g In d ic a to r ) In d ic a d o r d e lla m a d a

6.1.15. Presentacin de los comandos AT

El software de comunicaciones se comunica con el mdem en un idioma de comando especial que a menudo se conoce como el juego de comandos AT. A pesar que usted no puede ver este idioma, es el nico que comprende el mdem. Por lo general, el software de comunicacin le permite controlar el mdem sin esfuerzo y de manera conveniente. Puede apenas seleccionar las opciones y operaciones requeridas desde mens en el programa de software de comunicaciones y


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el programa de comunicaciones transmite estas selecciones al mdem en el formato de comando requerido. De inmediato, el mdem procesa los comandos y realiza la tarea en particular. No obstante, es posible que los usuarios ms avanzados necesiten controlar sus mdems de manera directa, usando el juego de comandos AT. El uso de un programa de comunicaciones tal como Windows HyperTerminal, puede emitir comandos directamente desde el modo terminal del programa de comunicaciones. Al usar el juego de comandos AT, extensiones de fax Clase 1 y el respaldo de registros S, puede instruir al mdem para que realice una funcin particular o juego de funciones. Por ejemplo, puede dirigir al mdem para marcar (ATDn), responder (ATA) y colgar (ATHO) con los comandos apropiados. Estos comandos son los mismos que usa el software de comunicaciones para control del mdem. Cmo usar los comandos AT. Los mdem siempre funcionan en uno de estos modos: el modo de comando o el modo en lnea.

En el modo comando que se usa para la

configuracin del mdem o para marcar, usted puede comunicarse con el mdem a travs del conjunto de comandos AT. Despus de ejecutar un comando, el mdem regresa un cdigo de resultado de confirmacin.

Despus que se establezca una conexin con

un mdem o mquina de fax remota, el mdem pasa al modo en lnea (a menos que el modificador de marcado lo especifique de otra manera). En el modo en lnea, el mdem recibe caracteres desde la computadora, convierte los datos en seales analgicas y luego transmite estas seales a travs de la lnea telefnica.

Puede introducir comandos nicamente cuando el mdem est en el modo comando. No puede entrar comandos cuando el mdem est en el modo en lnea, es decir, enviando o recibiendo datos mediante las lneas telefnicas.


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Si ocurre un error durante la ejecucin de una lnea de comando, el procesamiento se detiene y todo aquello que sigue al comando incorrecto se ignora. Comandos AT ms utilizados Se han escogido los comandos que son ms comunes a la mayora de los mdems compatibles con Hayes y los que ms se usan.

Accin realizada por el mdem

ATA 1. Se pone en modo respuesta y espera una

seal portadora del mdem remoto. 2. Espera S7 segundos y colgar si no se detecta

portadora. ATD nmero 1. Descuelga y llama al nmero de telfono

solicitado. 2. Espera un tono de llamada antes de marcar.

a. Si no se detecta ese tono en S6 segundos, el mdem devuelve cdigo de resultado "no dial tone".

b. Si se detecta el tono el mdem espera S7 segundos.

i. Si no establece conexin el mdem vuelve al estado de comandos.

ii. Si se establece conexin el mdem entra en el estado on-line.

ATE Eco: los comandos introducidos en el mdem vuelven por eco al PC (por defecto). ATH Descuelga el telfono: normalmente se utilizan: 1. un segundo silencio. 2. +++. 3. ATH . ATI Revisa la ROM del mdem (checksum). ATL Programa el volumen del altavoz.


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ATM Programa conexin/desconexin del altavoz. ATO Vuelve a estado on-line desde el estado de comandos: permite retomar una conexin ya en marcha. ATQ Programa los cdigos de resultado a ON/OFF. ATS Visualiza/cambia contenidos de los registros S. ATV Enva cdigos de resultado en palabras o nmeros: ya lo hemos visto antes. ATW Enva "cdigos del progreso de la negociacin": progreso en control de errores y de las negociaciones de compresin entre los mdems. ATX Programa cdigos de resultado: ATX0 emplea OK, CONNECT, RING, NO CARRIER y ERROR. ATX1 emplea CONNECT velocidad. ATZ Reset. AT&C Programa deteccin de portadora. AT&D Programa el control de DTR. AT&K Programa el control de flujo. AT&W Almacena el perfil configuracin del usuario. AT&Y Especifica qu perfil de configuracin usuario de los almacenados se va a utilizar.


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6.1.16. Tipos de mdem

Interno Son especficas para cada PC. Incluye un puerto serial. Utiliza una ranura de la PC.

Externo Es universal. Requiere un puerto serial y fuente de poder externo. Tiene control de volumen y luces indicadoras. Velocidades: Distintos mdems se comunican a velocidades diferentes. La mayora de los mdems nuevos pueden enviar y recibir datos a 33,6 Kbps y faxes a 14,4 Kbps. Algunos mdems pueden bajar informacin desde un Proveedor de Servicios Internet (ISP) a velocidades de hasta 56 Kbps. Protocolo Velocidad de modulacin Bell 103 300 bps Bell 212A 1 200 bps ITU-T V.21 300 bps ITU-T V.22 600 y 1 200 bps ITU-T V.22 bis 2 400 bps ITU-T V.32 4 800 y 9 600 bps ITU-T V.32 bis 7 200, 12 000 y 14 400 bps ITU-T V.34 desde 2 400 a 28 800 bps V.FC desde 14 400 a 28 800 bps


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MdemTelfono

Sistematelefnico

PuertoSerialCOMx

PC

Conectora telfono

Conector aDial, Line o

Wall

Figura 8.- Conexiones de un mdem externo.

6.1.17. Aplicaciones:

Conversacin (Chat) Permite enviar mensajes a travs del teclado y visualizarlos en el monitor. Se pueden usar EMOTICONS (iconos que representan estados anmicos).

ModemPCModem

PC

SistemaTelefnico

Hola Adios

Transferencia (Upload / Download) Permite en el envo (Upload) y la recepcin (Download) de archivos.

ModemPCModem

PC

SistemaTelefnico

Informe.Doc Informe.Doc


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Control remoto Conexin a una estacin de la red.

PCMdem

Sistema deComunicacin

ServidorEstacinEstacinMdem

Nodo remoto Conexin a un servidor de comunicaciones de la red.

PCMdem

Sistema deComunicacin

ServidorEstacinMdem

Servidor deComunicaciones

6.2. Cable mdem

Un cable mdem es un dispositivo que permite acceso a Internet a gran velocidad va cable TV (CATV). Un cable mdem tiene dos conexiones, uno por cable a la conexin de la pared y otro a la computadora (PC). (figura: 1). Quienes han navegado por Internet, usando lnea telefnica, pueden entender que las conexiones son lentas, especialmente cuando bajamos fotografas, grficos o imgenes de vdeo. La velocidad del cable mdem vara ampliamente. En la direccin de bajada downstream (de la red a la computadora) velocidad que puede alcanzar hasta aproximadamente 36 Mbps. Pocas computadoras son capaces de conectarse a gran velocidad, as una velocidad ms real esta entre 3 y 10 Mbps.


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En la direccin de subida o upstream (de la computadora a la red) alcanza la velocidad de 10 Mbps. Sin embargo, diversos fabricantes de mdems optan por una velocidad entre 200 Kbps y 2 Mbps. Para tener una idea de esta velocidad veamos el ejemplo: un archivo que toma 8 minutos para bajar con un mdem conectado a 28 800 bps, tomara 2 minutos bajar en ISDN comparado con los 8 segundos por este medio. Transferencia de un archivo de 10 Mbyte:

VELOCIDAD Y TIPO

DE MDEM TIEMPO DE

TRANSFERENCIA 9,6 Kbps * 23 horas

14,4 Kbps * 1,5 horas 28,8 Kbps * 46 minutos 56 Kbps * 24 minutos

128 Kbps mdem ISDN 10 minutos 1,54 Mbps conexin T-1 52 segundos

4 Mbps cable mdem 20 segundos 10 Mbps cable mdem 8 segundos

* = Mdem telefnicos. Operacin del cable mdem El hecho que la palabra mdem es usado para describir este dispositivo puede haber una pequea confusin ya que solamente tenemos la imagen de un mdem de lnea telefnica. Si, este es un mdem en el verdadero sentido de la palabra, estos MODulan y DEModulan las seales. Tpicamente un cable mdem enva y recibe datos con dos ligeras diferencias. En la direccin de bajada la data digital es modulada y luego ubicada para una portadora de televisin de 6 Mhz en algn lugar entre 42 MHz y 750 MHz. Hay diversos esquemas de modulacin, pero los dos ms populares son QPSK (hasta 10 Mbps) y QAM (hasta 36 Mbps).


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Figura 9.- Estructura de un sistema cable mdem.

Se identifican cinco grandes partes:

La cabecera o central. El cable troncal. El cable de distribucin (o alimentador) en la

vecindad. El cable de bajada a la casa. El equipo terminal.

Conexin a una computadora. Hay diversos mtodos para la conexin pero el Ethernet 10 Base T emerge como el mtodo ms predominante. Aqu una lista de equipamiento mnimo necesario para conectar a una computadora PC compatible.


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CPU 486DX 66MHz. (preferencia Pentium) RAM 16 MB (preferencia 32 MB)* Sistema operativo Windows 95, Windows NT Espacio en disco 45 MB (preferencia 90 MB)* Tarjeta de sonido 16 bit Vdeo VGA o mejores Ethernet 10Base-T Floppy Drive 3,5 (CD preferencia)

*:MB = megabytes Servicios ofrecidos por cable mdem El servicio ms popular, indudablemente, ser el acceso a Internet a gran velocidad. Esto permitir un enlace tpico con otros servicios de Internet, a velocidades de cientos de veces mayores que con el mdem telefnico. Diversas compaas, entre ellas: 3COM, AT&T, COM21, General Instrument, HP, Hughens, Hibrid, IBM, Intel, LANCity, MicroUnity, Motorola, Nortel, Panasonic, Scientific-Atlanta, Terrayon, Toshiba y Zenith.


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6.3. Mdems xDLS Siguiendo la serie comenzada, sobre las nuevas tecnologas de acceso a redes de datos de alta velocidad, entre ellas conoceremos las tecnologas xDSL, que permiten grandes velocidades por el mismo cable. En comunicaciones, la velocidad es una de esas cosas en las que nunca mucho es suficiente. Hace unos aos, 2 400 bps era considerada una velocidad bastante respetable. Luego aparecieron aplicaciones interactivas y las primeras conexiones de redes LAN remotas, que llevaron dicho nivel de aceptabilidad a velocidades de 9 600 y 14 400 bps. Luego aparecieron Internet y la World Wide Web, con sus transferencias de imgenes y sonidos, y la velocidad debi subir a 28 800 y 33 600 bps. Pero estas velocidades no son suficientes para aplicaciones multimedia interactivos o para transmitir vdeo con una buena resolucin. Esta necesidad de velocidad ha llevado al nacimiento o resurgimiento en algunos casos como el ISDN (se tratar ms adelante) de varias tecnologas: los mdem de 56 Kbps, ISDN, los mdem de cable y el conjunto de tecnologas llamadas xDSL. A pesar de los aumentos de velocidad sobre los mdems actuales que ofrecen tanto los mdem de 56 Kbps como ISDN, que trabajan a velocidades de 64 y 128 Kbps; estos son vistos como soluciones intermedias, ya que no poseen el ancho de banda necesario como para transmitir vdeo con una buena calidad. Se calcula que, para un vdeo comprimido en MPEG-2, el estndar de transmisin de vdeo digital del momento y que es utilizado por los discos DVD y por la televisin digital son necesarios entre 2 y 6 Mbps de ancho de banda. Es en este rango de velocidades donde se est librando la batalla tecnolgica del futuro por la conquista de millones de usuarios hogareos vidos de informacin y entretenimiento. Entre las varias tecnologas propuestas, la que tuvo mayor aceptacin fue la de digitalizar dicha conexin analgica, tcnica que se conoci como DSL, Digital Subscriber Line o Lnea de Abonado Digital. ISDN es una tecnologa DSL, en cuanto a que tambin digitaliza el enlace con el abonado. Las compaas telefnicas se enfrentan a un nuevo reto. Sus usuarios piden gran velocidad para acceder a Internet, y la nica tecnologa que pueden ofrecer, ISDN, no es lo


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suficientemente rpida y los usuarios son reacios a utilizarla por ser muy complicada. Adems su adopcin por parte de las compaas telefnicas implica el agregado de nuevo hardware a las centrales y el reclculo y ampliacin de la red para soportar este nuevo servicio. Para complicar an ms las cosas, los usuarios siguen conectados a la misma red telefnica con sus bajas velocidades, mientras que por otra parte las compaas de cable y satelitales estn ofreciendo soluciones alternativas a una velocidad 100 veces superior. Ante tanta presin surgieron las tecnologas DSL que adems de poseer una velocidad que puede rivalizar con las tecnologas de la competencia; las tecnologas DSL podan implementarse a un costo ms bajo que el ISDN. Para mejorar an ms el panorama, los avances conseguidos en velocidad y complejidad de los DSP, Digital Signal Processor o Procesadores de Seal Digitales, permitiran crear mdem DSL a un costo sensiblemente inferior que el de hace algunos aos y similar al de un mdem de cable. La familia xDSL Como dijimos, la tecnologa DSL tiene varias variantes conocidas como ADSL, SDSL, HDSL, etc. Al conjunto de las variaciones se lo denomina xDSL, donde la "x" reemplaza a la letra que identifica la variacin. La familia de tecnologas xDSL tiene varias caractersticas en comn. Todas utilizan el cable de cobre telefnico que se encuentra entre los usuarios y la central telefnica. La lnea de cobre tiene varios MHz de ancho de banda, de la cual actualmente se utilizan slo 3 KHz para transmitir telfono. A este rango de frecuencias se lo denomina banda vocal. Todas tienen limitaciones en la distancia alcanzada en la transmisin, aunque el objetivo es que tengan un alcance superior al promedio de distancia entre usuarios y centrales en reas urbanas, que es de unos dos a cuatro kilmetros. No existen implementaciones de DSL, salvo ISDN, para reas rurales. Los distintos xDSL Como dijimos anteriormente, existen varias tecnologas pertenecientes a la familia DSL. Estas, a su vez, se dividen en dos grandes grupos: las tecnologas simtricas y las


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asimtricas. Las tecnologas simtricas envan datos a la misma velocidad en ambos sentidos. Por otro lado, las asimtricas lo hacen a mayor velocidad en una direccin dada. Generalmente, el sentido de mayor velocidad es desde la red al usuario. Esto es as, pues generalmente el usuario enva mensajes cortos a la red (comandos o URLs) y recibe gran cantidad de informacin de la misma (grficos, vdeos, archivos, etc.). Por este motivo, se espera implementar las tecnologas asincrnicas con los usuarios que en su mayor parte tengan este patrn de transferencia de datos.

Las tecnologas asimtricas, por otra parte, contemplan

el uso compartido sin proporcin de la lnea telefnica, donde el ancho de banda desde la central telefnica hacia el usuario (UPSTREAM) es mayor que el ancho de banda desde el usuario hacia la central (DOWNSTREAM).

Las tecnologas simtricas, generalmente, se aplican a

enlaces punto a punto fijo, sin compartirse con el telfono (UPSTREAM igual a DOWNSTREAM).

Figura 10.- Disposicin del Upstream y Downstream. La gran ventaja de las tecnologas DSL es que permiten lograr altas velocidades a un costo sensiblemente inferior al de los tradicionales enlaces de coaxial o fibra. En cuanto a las tecnologas de xDSL propiamente dichas, las ms conocidas son:


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1. HDSL (High Speed DSL, DSL de alta velocidad): es una tecnologa simtrica que permite obtener velocidades de 1,5 Mbps en ambos sentidos utilizando dos pares de cobre (dos conexiones telefnicas).

2. SDSL (Single Pair DSL, DSL de un par): similar al

HDSL, pero utiliza un solo par obteniendo velocidades de 760 Kbps en ambas direcciones. Se est tratando de hacerla llegar a los 2 Mbps de la norma E1.

Las tecnologas xDSL funcionan en todos los pares de abonados (al menos UTP categora 3), salvo en algunos casos en que los cables son muy viejos o estn deteriorados. A continuacin se detallan las caractersticas de velocidad para los diferentes servicios de xDSL:

Velocidad mxima (hasta 18000 pies desde la

central)

Velocidad mxima (12000 pies desde la central)

Tipo de servicio Downstream Upstream Downstream Upstream

Asymmetric DSL (ADSL) 1,5 Mbit/s 64 Kbit/s 6 Mbit/s 640 Kbit/s

Consumer DSL (CDSL) 1 Mbit/ s 128 Kbit/s 1 Mbit/s 128 Kbit/s

High-speed DSL (HDSL) 1,544 Mbit/s 1,544 Mbit/s 1,544 Mbit/s 1,544 Mbit/s

ISDN DSL (ISDL) 128 Kbit/s 128 Kbit/s 128 Kbit/s 128 Kbit/s

Rate-adaptive DSL (RADSL)

1,5 Mbit/s 64 Kbit/s 6 Mbit/s 640 Kbit/s

Single-pair HDSL (S-HDSL)

Not supported

Not supported 768 Kbit/s 768 Kbit/s

Symmetric DSL (SDSL) 1 Mbit/s 1 Mbit/s 2 Mbit/s 2 Mbit/s

Very high-speed DSL (VDSL)

51 Mbit/s 2,3 Mbit/s 51 Mbit/s 2,3 Mbi


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7. Norma ITU-T y estndares

Normas y estndares La accesibilidad de los estndares son claves para hacer que los sistemas abiertos sean expandidos. Los sistemas abiertos no seran tiles si la comunidad de ingenieros en comunicaciones no se entera de ellos y de sus actualizaciones. La creacin de los estndares, as como las instituciones que las rigen han logrado: Sistemas abiertos: compatibilidad entre los productos de

diferentes fabricantes. Hacer que la tecnologa de transmisin de datos sea mas

cmoda tcnicamente. Lograr sistemas plug and play. Permitir productos nuevos, innovadores y de rpida

interconexin con versiones anteriores.

Algunas de las instituciones de estndares internacionales: ECMA = European Computer Manufacturers Association. EIA = Electrical Industries Association. ETSI = European Telecommunications Standards Institute. El Instituto de Estndares de Telecomunicaciones Europeas fue establecida en 1988 para fijar normas en Europa relacionados a telecomunicaciones y en campos relacionados a tecnologas de informacin de broadcast y de usuario final, con la cooperacin del EBU (European Broadcasting Union) y el CEN. Esta organizacin incluye comits tcnicos dedicados a la sealizacin, protocolos, conmutacin, aspectos de redes en general, transmisin, multiplexacin y otros campos relacionados a las telecomunicaciones, tambin algunos comits temporales son convocados eventualmente para desarrollar algunos aspectos especficos y trabajos bien definidos. IEEE = Institution of Electrical and Electronics Engineers. El Instituto de Ingenieros Elctricos y Electrnicos, es la sociedad tcnica profesional ms grande del mundo. Fundada en 1984 por un pequeo nmero de participantes de la nueva disciplina de la entonces, que era la ingeniera elctrica. Hoy en da es el instituto conformado por ms de 320 000 miembros quienes conducen y participan en sus actividades en 147 pases.


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Los hombres y las mujeres del IEEE son los tcnicos y cientficos profesionales que realizan los avances revolucionarios en ingeniera, los cuales estn cambiando el mundo de hoy. Logrando los objetivos, las metas tcnicas de la IEEE estn enfocadas en el progreso de la teora y prctica en las ciencias elctrica, electrnica e ingeniera ciberntica. Para lograr estos objetivos, la IEEE patrocina conferencias tcnicas, simposios y reuniones ubicadas en cualquier parte del mundo, publica cerca del 25% de material tcnico mundial relacionado a la electrnica, electricidad e ingeniera ciberntica, provee programas de capacitacin para mantener el conocimiento de sus miembros y expertos. El propsito de todas esas actividades es doble: Mejorar la calidad de vida de todas las personas mediante las

mejoras del conocim

para leer10

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