Escáner. Módem

Índice
1. Introducción 3
2. Cómo funciona un modem
2.1. Conceptos básicos 4
2.2. Modulación 4
2.3. Sincronía 5
2.4. Estándares de modulación 6
2.5. Estándares de control de errores 7
2.6. Estándares de compresión de datos 7
2.7. Comunicación entre modems 7
3. Tipos de modems
3.1. Modem interno 9
3.2. Modem externo 9
3.3. PC−Card 10
3.4. HSP o Winmodems 10
4. Conexión e Instalación
4.1. Modem interno 11
4.2. Modem externo 11
4.3. Drivers 11
4.4 Velocidad PC−modem 12
5. RDSI y ADSL
5.1. RDSI (Red Digital de Servicios Integrados) 13
5.2. ADSL (Línea de Abonado Digital Asimétrica) 14
6. Introducción 15
7. Partes del escáner 16
1
8. Características
8.1. Resolución y profundidad de color 18
8.2. Tipos de escáner 19
9. Conexiones / Instalación
9.1. Tipos de conexión 21
9.2. Software 23
10. El equipo necesario 25
1. Introducción
Como consecuencia de la aparición e implantación de los circuitos integrados, a partir de finales de los años
60 las computadoras se popularizan enormemente, y pronto surge la necesidad de comunicarlas para
compartir información o instalar redes de terminales tontos.
Dada la enorme distancia que solía separar las escasas máquinas existentes, una de las primeras soluciones y
de las más baratas, fue la red telefónica, que ofrecía un precio razonable y una altísima cobertura. El problema
fue que la red telefónica estaba diseñada para transmitir voz, no señales digitales, y para evitar interferencias
tenía limitado el rango de frecuencias que podía transportar a un margen entre los 300 y los 3000 Hz., que
comprende la mayoría de frecuencias de la voz humana. Al estar limitada su máxima frecuencia, las señales
binarias resultaban muy distorsionadas.
Para transmitir datos binarios por líneas telefónicas comunes fue necesario adaptarlos a las mismas. Para ello
se creó un dispositivo que convertía la señal digital en una señal apta para ser transmitida por la red telefónica,
y al revés, que devolvía la señal telefónica a su forma digital original. El primer proceso, la modulación,
consiste en generar alteraciones en una señal de frecuencia fija llamada portadora; básicamente, es el mismo
proceso que se emplea en las señales de radio de frecuencia modulada o FM. La operación inversa es la
demodulación. Al dispositivo que efectuaba ambas operaciones se lo llamó modulador−demodulador o
modem.
En 1979, la empresa Hayes Microcomputer Products Inc. desarrolló el primer modelo de modem, el Hayes
Smartmodem, que se convirtió en el estándar, por lo que la mayoría de fabricantes empezaron a desarrollar
modelos compatibles con éste. Los primeros modems, que tuvieron un gran éxito, permitían la comunicación
a 300 bps (bits por segundo), que era la máxima velocidad hace unos 15 años; cinco después se había
cuadruplicado alcanzando los 2.400 bps; hoy en día sólo se venden modems de 56.000 bps, que explotan las
características digitales de las nuevas redes telefónicas.
2. Cómo funciona un modem
2.1. Conceptos básicos
• Baudios por segundo: señales o pulsos que envía un modem en un segundo.
• Bits por segundo: bits que es capaz de transmitir un modem en un segundo.
Y aunque parezca lo mismo, no lo es. Existe una gran confusión entre baudios y bits por segundo, entre otras
cosas, porque gran parte del software disponible también lo confunde.
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Por ejemplo, si un modem puede emitir hasta 2400 señales por segundo, significa que funciona a 2400
baudios; y si cada una de esas señales es capaz de enviar dos tipos distintos de pulsos (0 ó 1), es que trabaja
también a 2400 bps, ya que en cada señal sólo puede enviar un bit. Ahora bien, si en cada señal el modem
puede enviar dos bits a la vez, funcionaría a 2400 baudios pero a 4800 bps.
Por tanto, los baudios miden la velocidad de modulación, y los bps la de transmisión.
2.2. Modulación
Para lograr un mayor número de bits por baudio se emplean distintos métodos de modulación de la señal
analógica:
♦ Modulación de amplitud (ASK): la AM de la radio. El alcance de la señal es mayor pero con
menor calidad. Es el método más usado, aunque en combinación con otros.
♦ Modulación en frecuencia (FSK): la FM de la radio. Permite un menor alcance pero con
mucha mayor calidad. Al cero y al uno se le asignan frecuencias específicas y distintas. La
emplean los modems de 300 a 4000 baudios.
♦ Modulación en fase (PSK): al pasar la señal por el cero o punto medio de la onda, lo hace con
un ángulo determinado; según sea el ángulo respecto a la anterior onda, se transmitirá un cero
o un uno. Es el que emplean los modems de 1200 baudios, que envían los bits de dos en dos,
asignándole a cada una de las cuatro combinaciones posibles un ángulo o cambio de fase
distinto.
Estos modos se pueden combinar y aumentar así el número de bits transmitidos por segundo. En el caso de los
modems de 2400 baudios se utilizan combinadas la modulación de amplitud y fase, siendo capaz de enviar
grupos de cuatro bits en cada estado de la señal modulada.
También hay métodos para aumentar la cantidad de información transmitida:
• Aumentar los valores de tensión (valencia) de la señal, de forma que cada valor represente un mayor
número de bits. Conlleva el problema de reconocimiento de los valores. La capacidad de una línea
está limitada por la relación señal a ruido. En las líneas telefónicas suelen utilizarse 16 valores (4 bits
por estado).
• Aumentar el ancho de banda de modulación (valores de tensión / segundo), que está limitado por el
ancho de banda de la línea. Una línea permite como velocidad máxima el doble de su ancho de banda.
Las leyes físicas establecen un límite para la velocidad de transmisión en un canal ruidoso, con un ancho de
banda determinado. Por ejemplo, un canal con una banda de 3000 Hz y una señal de ruido de 30 dB −medidas
típicas del sistema telefónico−, nunca podrá transmitir a mas de 30.000 bps.
♦ El término throughput define la cantidad de datos que pueden enviarse a través de un modem
en un período de tiempo concreto. Un modem de 9600 baudios puede tener un throughput
distinto de 9600 bps debido al ruido de la línea, que puede ralentizar la transmisión, o gracias
a la compresión de datos, que puede incrementar la velocidad hasta 4 veces el valor de los
baudios.
La compresión de datos es un proceso que consiste tomar un bloque de datos y reducir su tamaño eliminando
información redundante y empaquetando caracteres empleados frecuentemente representándolos con uno o
dos bits. El control de errores se efectúa añadiendo información de control que permita detectar los fallos en la
transmisión y datos redundantes para corregir los errores cuando se presenten.
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2.3. Sincronía
Hay dos métodos de transmisión de los datos, sincronizado y asíncrono:
• La transmisión sincronizada marca los pasos del proceso mediante señales del reloj de la Unidad de
Control. Antes de iniciar la transmisión de datos existe una comunicación previa de comprobación del
estado de cada módem, es decir, el que desea transmitir pregunta al que va a recibir si está listo, y
cuando lo está responde poniendo alto (marcando un uno) el nivel de uno de sus hilos de control. Los
datos están empaquetados en bloques (tramas) en el buffer y distribuidos entre los impulsos del reloj;
así se consigue que tanto el emisor como el receptor se sincronicen y que la transmisión se realice de
acuerdo al reloj del sistema.
Este método ofrece transmisiones más rápidas, ya que se ahorra la información correspondiente a inicio y fin
de transmisión de la comunicación asíncrona.
• La transmisión asíncrona es la más utilizada actualmente. No se efectúa chequeo del estado de los
módem, sino que cada dato o palabra se compone de:
♦ un bit de arranque, que activa al receptor para la lectura de los datos enviados,
♦ entre cinco y ocho bits de datos,
♦ un bit de paridad o de control de errores y
♦ uno o dos bits de parada o stop, que dejan el receptor en espera.
Hay que tener presente que dentro de la palabra, los bits se transmiten de forma sincronizada. La
sincronización entre emisor y receptor es fundamental para que estos puedan intercambiar información. Esta
se produce en los bits, por coincidencia de la frecuencia nominal de los relojes de emisor y receptor, como en
los caracteres, por la secuencia start−stop. De no producirse la sincronización, el receptor obtendría de la señal
recibida datos distintos de los realmente enviados.
2.4. Estándares de modulación
Hay que tener en cuenta no sólo que dos modems necesitan la misma codificación para poder entenderse, sino
también los tres tipos de comunicación que se pueden dar:
• Comunicación simplex: sólo tiene lugar en una dirección, el receptor sólo recibe y el emisor sólo
envía.
• Comunicación half−duplex: ambos modems envían y reciben alternativamente.
• Comunicación full−duplex: ambos modems envían y reciben simultáneamente.
La legislación española adopta las Normas Europeas de Telecomunicaciones (NET) que establecieron las
normativas NET−20 a NET−25. Éstas, a su vez, se basan en las series V establecidas por el Comité
Consultivo Internacional Telefónico y Telegráfico (CCITT), y garantizan la interoperatividad entre
configuraciones compatibles. Su equivalencia es:
Normas Europeas
CCITT
de Telecomunicaciones
NET−21
NET−22
NET−23
NET−24
NET−25
Modem V.21
Modem V.22
Modem V.22 bis
Modem V.23
Modem V.32
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Según las normas V de la CCITT, los tipos de modulación más frecuentes son:
Norma
CCITT
V.22
600
Velocidad máxima
Modulación
(bps)
1.200
PSK
600
2.400
Baudios
Explicación
Comunicación
sincro/asincro
V.22 bis
QAM
full−duplex
V.23
V.26 bis
V.27 ter
1.200/75
1.200
1.600
1.200/75
2.400
4.800
FSK
PSK
PSK
sincro
V.29
2.400
9.600
Modem−Fax
QAM
full−duplex
sincro/asincro
V.32
2.400
9.600
QAM
full−duplex
sincro/asincro
V.32 bis
2.400
14.400
Modem−modem
QAM
full−duplex
V.34
V.34 +
V.90
3.429
3.429
3429
28.800
33.600
55.600
QAM
QAM
QAM
2.5. Estándares de control de errores
Cuando se detecta un ruido en un modem con control de errores, todo lo que se aprecia es una breve pausa en
el enlace de la comunicación, mientras que si el modem no tiene control de errores podría corromperse la
información que apareciese en pantalla, o habría que volver a transmitir esa parte del fichero.
Hay varios métodos de control y corrección de errores. El más simple y usado en muchas conexiones serie y
en las memorias de las computadoras, es la paridad. Por cada byte se agrega un bit de paridad que puede ser
un 0 o 1 según la cantidad de unos sea par o impar.
En algunos casos el método de control de errores está ligado a la técnica de modulación, que en algunos casos
es propia o exclusiva de una determinada marca. Otras dos técnicas para control de errores bastante
importantes son:
• Microcom Network Protocol (MNP) 1, 2, 3 y 4.
• Norma V.42 del CCITT, que incluye el protocolo MNP−4.
• Norma MNP 10, recomendada para comunicaciones a través de enlaces móviles.
2.6. Estándares de compresión de datos
La compresión de datos agrupa bloques repetitivos de datos y los envía al modem remoto en forma de
palabras codificadas. Cuando el otro modem recibe el paquete, lo decodifica y forma el bloque de datos
original. Hay dos protocolos muy extendidos:
◊ MNP−5, 7, que permite compresiones de dos a uno, es decir, podemos enviar el doble
de información utilizando la misma velocidad de modulación.
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◊ V.42 bis del CCITT, que consigue ratios de 4:1.
Estas tasas son las máximas que se pueden conseguir. Las mejores tasas se consiguen con ficheros de tipo
texto o gráficos generados por ordenador. Si la información está ya comprimida con alguna utilidad tipo *.arj
o *.zip, estos protocolos no pueden comprimir más la información, perdiéndose incluso capacidad.
2.7. Comunicación entre modems
Cuando se establece una comunicación entre modems se efectúan los siguientes pasos:
• Detección del tono de línea: el detector del tono de línea del MODEM se activa si dicho tono (energía
recibida por el modem) dura más de un segundo. De no ser así, sea porque ha pasado un segundo sin
detectar nada o no se ha mantenido activado ese tiempo el tono, se envía al ordenador el mensaje de sin
señal.
• Marcación del teléfono: si no se especifica, primero se intenta marcar con tonos y, si el detector de tono
sigue activado, se pasa a llamar por pulsos. En cada pausa entre dígitos −IDP, interdigit pause−, se continúa
atendiendo al detector de tono; si se activa la llamada se termina y se devuelve un mensaje de ocupado.
Terminada la marcación, se vuelve a atender al detector de tono para comprobar si hay conexión. En este
caso pueden suceder varias cosas:
• Se detectan y contabilizan los rings de espera y se comparan con el registro S0 del modem. Si se
excede del valor allí contenido se devuelve un mensaje de sin respuesta.
• Si hay respuesta se activa un detector de voz/señal. La detección de la respuesta de otro modem se
realiza a través del filtro de banda alta.
• Si se reciben más de siete rings en menos de cinco segundos se devuelve un mensaje de ocupado.
• Si el detector de tono fluctúa en un periodo de dos segundos, se devuelve un mensaje de voz.
• Establecer el enlace: implica una secuencia de procesos que dependen de si se está llamando o
recibiendo.
♦ Si se está llamando serán:
◊ Fijar la recepción de datos a 1.
◊ Seleccionar el modo de baja velocidad.
◊ Activar 0,6 seg. el tono de llamada y esperar señal de línea.
◊ Desactivar señal de tono.
◊ Seleccionar modo de alta velocidad.
◊ Esperar a recibir unos, transmitir unos y activar la transmisión.
◊ Analizar los datos recibidos. Si no se conecta en el tiempo límite fijado en el registro
S7, se da el mensaje de sin conexión; en caso contrario, se dejan de enviar unos, se
activa la señal de conexión, se desbloquea la recepción da datos y se devuelve el
mensaje de conectado. La velocidad del puerto se ajusta a la velocidad del modem
remoto.
⋅ Si se está recibiendo una llamada la secuencia será:
◊ Seleccionar el modo de respuesta.
◊ Desactivar el scrambler.
◊ Seleccionar modo de baja velocidad y activar tono de respuesta durante 3,3 seg.
◊ Esperar señal portadora; si no se recibe, se activa el transmisor, el modo de alta
velocidad y el tono a 1800 Hz.
◊ Esperar el tiempo indicado en S7; si no hay conexión, devuelve el mensaje de sin
conexión; si la hay, indica conectado, se activa el transmisor, el detector de portadora
y la señal de conexión.
Para sincronizar ambos modems se utiliza un conjunto de códigos bajo la denominación de
handshake. Los tres más significativos son:
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⋅ ENQ (pregunta) / ACK (reconocimiento): cuando un modem envía una
secuencia de datos, al final envía un código ENQ, de forma que no se enviará
otra secuencia hasta que el modem receptor le conteste con un código ACK.
⋅ XON / XOFF: cuando el buffer del modem receptor está saturado de datos,
envía un código XOFF al modem emisor para detener el envío. Una vez que
el buffer se vacíe, enviará un código XON que activará de nuevo al emisor.
⋅ CTS / RTS. Se suele utilizar sólo en modems de alta velocidad.
3. Tipos de modem
3.1. Modem interno
Es una tarjeta de expansión sobre la cual están dispuestos los diferentes componentes. Los
modems internos para conexiones RTB (Red de Telefonía Básica) de 56 Kbps, son los más
extendido del mercado. Se instalan sobre uno de los slots de expansión de la placa base. El de
la imagen, en concreto, se acopla sobre una ranura PSI.
Ventajas:
◊ No ocupan espacio sobre la mesa.
◊ Reciben la electricidad del propio ordenador.
◊ No ocupan salidas de serie, que siguen libres para otros periféricos.
◊ Son más baratos por carecer de carcasa y transformador.
◊ Al tener su propia UART (chip que se encarga de la recepción y transmisión de
señales) pueden ser utilizados en ordenadores algo antiguos sin merma de
rendimiento.
Desventajas:
◊ Ocupan un slot.
◊ Obligan a abrir el ordenador para cambiar la configuración.
◊ Al no estar visibles ni tener luces, sólo podemos saber su estado por software.
◊ Son algo más complejos de instalar.
3.2. Modem externo
Son similares a los anteriores pero están metidos en una carcasa que se coloca sobre la mesa o
el ordenador. La conexión con el ordenador se realiza mediante uno de los puertos de serie,
por lo que se usa la UART del ordenador, que deberá ser capaz de proporcionar la suficiente
velocidad de comunicación
Ventajas:
◊ Fácil transporte
◊ Fácil detección del estado mediante unas luces en el frontal.
Desventajas:
◊ Ocupan espacio en la mesa.
7
◊ Necesitan enchufe.
◊ Necesitan una UART 16550 o superior para un buen rendimiento.
◊ Son más caros.
◊
3.3. PC−Card
Se utilizan en ordenadores portátiles. Su tamaño es similar al de una tarjeta de crédito aunque
algo más grueso, pero sus capacidades pueden ser iguales o mayores que en los modems
normales.
3.4. HSP o Winmodems
Son módems internos en los que se han eliminado varias piezas electrónicas, principalmente
chips especializados como la UART y el chip de proceso, encargado de las instrucciones.
Estas funciones tendrá que suplirlas el microprocesador del ordenador mediante software.
Ventaja:
◊ A menor número de componentes, menor coste.
Desventajas:
◊ Necesitan microprocesadores muy potentes, como mínimo un Pentium a 133 MHz,
para que puedan suplir sus carencias sin una gran merma de velocidad.
◊ Su rendimiento depende del número de aplicaciones abiertas.
◊ Sólo funcionan con Windows 95 ó 98, de ahí el nombre. No sirven para Linux,
MS−DOS o, incluso, Windows NT, aunque algunos fabricantes han desarrollado
controladores para este entorno.
◊
4. Conexión e instalación
4.1. Modem externo
La conexión eléctrica y telefónica no tiene mayor problema. La conexión de datos se efectúa
actualmente en un puerto USB, que facilita la instalación y configuración del aparato. Antes
de la implantación de estos modelos, se conectaban al segundo puerto de serie del ordenador
−COM2− que suele ser un conector ancho de unos 38 mm. con 25 pines agrupados en dos
hileras:
4.2. Modem interno
Con el ordenador apagado y los cables desenchufados, abrimos la torre. Según el modelo del
modem, elegimos un slot libre y acoplamos en él el aparato, con firmeza pero sin
brusquedades. Hay que comprobar que no habrá obstáculos extraños en el espacio que
ocupará la tarjeta (cables, salientes de otras tarjetas, el ventilador del microprocesador, etc.) y
procurar no aplastar ninguno de los componentes electrónicos, algunos son muy delicados.
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Una vez introducida a tope por igual, sin quedar más elevada en el extremo, la aseguramos
con el tornillo correspondiente y, sin cerrar la caja aún, conectamos el cable del teléfono al
módem y efectuamos las primeras comprobaciones.
4.3. Drivers
Hay que instalar el software que venga con el módem, concretamente los drivers para
manejarlo. El proceso será distinto según su sistema operativo; en Windows puede que se
detecte automáticamente y sólo nos pida los disquetes y/o el CD−ROM del Windows. Si no
se detecta, podemos ir a Agregar nuevo hardware en el Panel de Control y seguir las
indicaciones. Existen muchas variantes en el proceso, pero casi siempre vendrá explicado en
el manual del módem o en algún archivo en los disquetes tipo readme.txt.
4.4. Velocidad PC−Modem
A falta de un nombre mejor, es como designaremos a la velocidad con que se comunican
entre sí el PC y el módem. Esta velocidad puede y debe ser mayor que la de comunicación
entre ambos modems. Cuanto mayor sea el flujo de información entre nuestro ordenador y
nuestro módem, más libre estará éste para ir dando la información que recibe del exterior y
mejor será el rendimiento.
Por ejemplo, imaginemos que ambas velocidades fueran de 28.800 baudios y que el MODEM
estuviera recibiendo un caudal constante igual a esos 28.800 baudios; para decirle que solicite
otra página al servidor remoto debería cedernos parte de esos 28.800 baudios, para que le
pudiéramos hablar, lo que causaría un desfase en la transmisión y una ralentización del
proceso. Y si por algún motivo tuviéramos la suerte de conectar unos instantes a más
velocidad de la normal (lo que se denomina un "pico" en la transmisión), no podríamos
aprovecharlo porque hemos puesto el tope en la velocidad nominal.
La velocidad interna ideal para un módem 55.600, 33.600 o 28.800 son 115.200 baudios,
mucho mayor que la nominal, mientras que para un módem 14.400 es 57.600 baudios. Sin
embargo, a veces resultan excesivamente difíciles de controlar estos valores y deben
seleccionarse valores inferiores, como por ejemplo 38.400 baudios para un módem 14.400.
En Windows se seleccionan como una opción más del módem, con el críptico nombre de
"velocidad máxima".
Quien limita estos valores, proporcionando o no soporte a estas velocidades, es la UART.
5. RDSI y ADSL
Hasta ahora nos hemos referido principalmente a las conexiones telefónicas que se hacen a
través de la Red de Telefonía Básica o Conmutada −RTB o RTC− o comunicación analógica.
Para enviar datos este tipo de línea presenta inconvenientes tanto de velocidad como de
calidad. Pero hay otras formas de comunicar un ordenador a través del teléfono que ofrecen
más velocidad y seguridad. Los modems utilizados en ellas son también externos o internos,
aunque al contratar la conexión las empresas ya incluyen un modem externo, que dan muchos
menos problemas de incompatibilidad con otros dispositivos que los internos. La instalación
de ambos sistemas parte de la configuración básica de una red telefónica analógica:
El PTR (Punto de Terminación de Red) es por donde entra la línea, de donde se continua con
una o más bifurcaciones hasta cada uno de los teléfonos.
9
5.1. RDSI (Red Digital de Servicios Integrados)
Del inglés ISDN, Integrated Services Digital Net. La conexión RDSI divide la línea
telefónica en tres canales:
◊ Dos canales B o portadores, por donde circula la información con una capacidad
máxima de transmisión de 64 kbps.
◊ Un canal D o de gestión de la conexión, de 16 kbps.
Se pueden utilizar los dos canales B de manera independiente o conjunta. Esta independencia
es su principal diferencia sobre la conexión analógica, ya que permite hablar por teléfono a la
vez que se transmiten datos por el ordenador. Y si se usan conjuntamente ambos canales,
permite una velocidad de transmisión de hasta 128 kbps.
Para conectar la línea RDSI hay que cambiar el PTR por un PTR mixto, que dispone de dos
salidas analógicas y dos digitales, y añadir un nuevo cable hasta el modem RDSI. No sirven
los cables telefónicos tradicionales, puesto que los cables RDSI tienen en su interior el doble
de filamentos para conectar los canales portadores.
5.2. ADSL (Línea de Abonado Digital Asimétrica)
Del inglés Asymetric Digital Suscriber Line. Se creó inicialmente para transmitir televisión y
vídeo a través el cable telefónico.
El fundamento técnico de la conexión ADSL es el uso de un abanico de gamas de frecuencia
mucho más elevadas que las convencionales, lo que posibilita un importante incremento de la
velocidad. El ADSL divide el ancho de banda de la línea telefónica en tres canales: uno para
voz, otro para enviar datos y un tercero para recibir datos.
Precisa la instalación de un discriminador o splitter, que sustituye al PTR y cuya función es
diferenciar las llamadas de voz y las de datos, es decir, las dos frecuencias según su velocidad
/ ancho de banda:
◊ Señales de baja frecuencia o de telefonía, que se transmite a una velocidad de 4 kHz
hasta 25 kHz.
◊ Señales de alta frecuencia o ADSL, que se transmite con un ancho de banda superior
a 25 kHz y hasta 150 kHz (correo eletrónico) ó 1,1 MHz (bajada de ficheros).
El splitter dispone de dos salidas: una que se conecta con la anterior línea telefónica y otra
que se une a un modem especial. Con esta conexión no hay que realizar llamadas telefónicas,
se está siempre conectado. En el caso de Telefónica SA, también se ofrece una instalación
que efectúa el propio usuario y en la que no se cambia el PTR, pero en este caso se acoplan
unos filtros a las conexiones de voz para diferencia su frecuencia de la de datos.
Su principal desventaja es la propia de la modulación de frecuencias, que acorta la distancia a
la que la señal llega con calidad suficiente; por ello, es necesario que la distancia entre el
usuario y la centralita telefónica no sea muy grande. A la hora de contratarlo, Telefónica SA
hace un estudio sobre la viabilidad de la conexión y la calidad de ésta, y de no ser la mínima
aceptable se rechaza la petición.
Con este tipo de líneas, las compañías suelen incluir un modem−router que pasa a ser
propiedad del usuario. Se trata de un modem que incorpora, además de la conexión RJ−11
necesaria para conectar el cable telefónico, otra serie conexiones RJ parecidas que sirven para
conectar más equipos informáticos.
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6. Introducción
Dentro de los dispositivos de entrada de un ordenador encontramos a los escáneres. Una
definición simplificada de lo que es un escáner sería: dispositivo de adquisición de imágenes
que convierte una señal luminosa en datos digitales interpretables por el ordenador.
Pero la manera de funcionar de un escáner es más compleja. Para generar la imagen que se
envía al equipo, ésta se va escaneando moviendo el carro del sensor, mediante un motor y un
mecanismo de tracción. Una lámpara o conjunto de lámparas (tecnología CCD), o una
combinación de diodos LED (tecnología CIS), proyectan luz sobre el original; ésta rebota,
transportando ya la información de la superficie, y llega hasta el sensor directamente en el
caso de los sensores CIS o mediante un juego de espejos y lentes de enfoque en los CCD.
Si queremos generar una imagen en color, antes tenemos que descomponer la luz reflejada en
canales primarios de color, rojo verde y azul, para después volver a generarla, esta vez en
formato digital. El proceso seguido por el escáner para lograrlo varía según el tipo de sensor.
7. Partes del escáner
Antes de analizar los tipos de sensores, veamos las partes principales de un escáner:
♦ Interruptor de encendido: incluido en pocos modelos, es muy útil para no tener que andar
enchufando y desenchufando el escáner o la fuente de alimentación externa.
♦ Mando de bloqueo del carro: se utiliza para inmovilizar el carro del escáner en los
desplazamientos, para evitar posibles averías.
♦ Lámpara para transparencias: incluida en el adaptador de transparencias para iluminar
posteriormente el original.
♦ Motor para desplazamiento del carro: mueve el carro horizontalmente a través del original.
♦ Marco para diapositivas y negativos: sirve para colocar el original en la posición adecuada
para realizar la adquisición con el adaptador de transparencias.
♦ Carro con lámpara óptica y sensores: es el elemento móvil de adquisición; en su interior se
encuentran los elementos ópticos y los sensores de digitalización.
♦ Pulsadores de acceso directo: activan un modo concreto de escaneo a la vez que abren la
aplicación correspondiente. Resultan muy útiles para ahorrar tiempo.
♦ Sensor: componente electrónico encargado de convertir la luz en señales eléctricas. Se verá en
profundidad más adelante.
♦ Lente de enfoque: utilizada en escáneres CCD, enfoca la luz para adaptarla al sensor.
♦ Espejos: igualmente en los modelos CCD, guían el haz de luz hasta la lente y el sensor.
♦ Lámpara: proporciona la luz necesaria que ilumina el original. En los modelos CIS es
sustituida por un conjunto de diodos LED.
♦ Fuente de alimentación: puede ser externa o interna, esta última mucho más cómoda para el
usuario.
⋅ Tipos de sensores
◊ Sensores CCD: Hay que distinguir entre dos formas de adquisición, de una pasada o
de tres pasadas. La primera es la que utilizan los modelos domésticos, mientras que la
de tres pasadas está reservada a equipos más profesionales debido al mayor realismo
que ofrece en los colores. La diferencia principal radica en que en la tecnología de
tres pasadas dispone de un único sensor que realiza la adquisición de la imagen
escaneando los tres colores principales por separado en tres pasadas. La
descomposición de la luz en este caso se realiza a través de tres filtros que dejan pasar
únicamente uno de los colores primarios en cada caso.
El modo de una única pasada utiliza tres sensores diferentes, uno para cada color. La luz es
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dividida a través de un prisma o directamente se utilizan tres lámparas: roja, verde y azul. El
prisma o las tres lámparas proyectan un haz de color primario en cada uno de los sensores a la
vez, por lo que la adquisición se puede realizar en una única pasada.
Una vez que la luz incide en el sensor CCD, éste genera unas tensiones analógicas que se
deben convertir en información digital. Para ello se utilizan unos conversores
analógico/digital, que interpretan el nivel de tensión de entrada devolviendo un valor digital.
Según el tipo de conversor utilizado, el valor de salida tendrá un número específico de bits
que serán los que indiquen la profundidad de color del escáner. Por ejemplo, si el conversor
soporta hasta 12 bits, la paleta de colores que podrá ofrecer el escáner será de 36 bits, 12
multiplicado por los tres canales de color primarios, ya que cada uno de los píxeles o puntos
que componen la imagen está compuesto por la mezcla de tres puntos (rojo, verde y azul).
◊ Sensores CIS: Son mucho más simples que los CCD; no tienen elementos ópticos, ni
espejos ni lentes. Una banda de sensores alineados ocupando todo el ancho del carro
del escáner recoge la luz directamente reflejada del original. Para generar los tres
canales de color primarios, en vez de lámpara, utiliza tres filas de diodos LED, rojos
verdes y azules. El sensor, en realidad, tiene que realizar tres adquisiciones distintas
cada vez, adquiriendo en cada una de ellas un canal de color. Esto lo hace, en teoría,
ser más lento que el CCD, ya que el carro tiene que estar parado más tiempo sobre
cada línea de la imagen.
El sistema de desplazamiento del carro es similar al de los modelos con tecnología CCD: un
motor va moviéndolo a través del original. Una pega de los sensores CIS es que la imagen es
discontinua, ya que se adquiere utilizando varios sensores en línea y entre cada sensor existe
una pequeña separación que provoca imperfecciones en las líneas oblicuas. Una vez que la
luz incide sobre el sensor CIS, éste genera señales eléctricas que son interpretadas y
convertidas en información digital. El número de bits a la salida del sensor, multiplicado por
tres, uno por cada canal de color, da como resultado la profundidad de color que es capaz de
proporcionar el escáner.
8. Características
8.1. Resolución y profundidad de color
Una de las características más importantes que hay que tener en cuenta en los escáneres es la
resolución que pueden llegar a alcanzar. Ésta se mide en dpi o ppp (dots per inch o puntos
por pulgada), que es la misma unidad de medida. En esto hay que hacer una matización,
puesto que hay resolución óptica y resolución por interpolación:
◊ Resolución óptica. Depende del número de detectores CCD de que disponga el
escáner y mide la máxima resolución real que puede alcanzar el mismo. La mayoría
de los escáneres que circulan por el mercado (los HP Scanjet, los Primax Mediastorm
Jewel, Genius ColorPage, Acerscan, ...) alcanzan 300x600 dpi pero modelos más
recientes pueden llegar a alcanzar los 600x1200 dpi, con lo que se consigue un
mayor realismo en la captura de las imágenes.
◊ Resolución interpolada. La interpolación es un tipo de algoritmo de cálculo numérico
que permite calcular los puntos adyacentes a uno dado. En el caso de los escáneres,
gracias a este algoritmo podemos simular una mayor resolución (aunque no tan fiable
como la real) para los trabajos que requieran mayor precisión. En el caso de los
escáneres domésticos esta interpolación suele llegar a los 4800 dpi, llegando al doble
en los modelos más altos de cada gama. El problema, es que como esta medida
depende mucho del fabricante (debido a la necesaria programación del algoritmo en
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el hardware del escáner o en el software que lo acompaña), no es muy fiable. Por
tanto, es recomendable fijarse más en la resolución óptica que será la más utilizada.
La profundidad de color indica en cuántos bits vamos a almacenar los datos sobre las
componentes que dan el color de cada punto de la imagen a escanear. Hasta hace poco las
imágenes se escaneaban usando 24 bis por cada punto (8 bits para rojo, 8 para verde y 8 para
azul) pero ahora se están imponiendo los 30 bits por punto (10 bits para cada color).
Un factor a tener en cuenta es que mientras más resolución y profundidad de color queramos,
más memoria RAM necesitaremos, llegando a no ser suficientes 32 Mb. En este caso, el
ordenador almacenará temporalmente parte de la imagen en el disco duro, ralentizándose así
el proceso de edición y retoque. Por esta razón, es aconsejable disponer de bastante memoria
RAM si queremos utilizar aplicaciones de diseño gráfico.
8.2. Tipos de Escáner
Físicamente existen varios tipos de escáner, cada uno con sus ventajas y sus inconvenientes:
◊ De sobremesa o planos: son los modelos más apreciados por su buena relación
precio/prestaciones, aunque también son de los periféricos más incómodos de ubicar
debido a su gran tamaño; un escáner para DIN−A4 plano puede ocupar casi 50x35
cm, más que muchas impresoras, con el añadido de que casi todo el espacio por
encima del mismo debe mantenerse vacío para poder abrir la tapa.
Sin embargo, son los modelos más versátiles, permitiendo escanear fotografías, hojas sueltas,
periódicos, libros encuadernados e incluso transparencias, diapositivas o negativos con los
adaptadores adecuados. Las resoluciones suelen ser elevadas, 300x600 ppp o más, y el precio
bastante ajustado. El tamaño de escaneado máximo más común es el DIN−A4, aunque existen
modelos para A3 o incluso mayores.
◊ De mano: son los escáners "portátiles". Actualmente los escáners de mano están casi
en vías de extinción debido a las limitaciones que presentan en cuanto a tamaño del
original a escanear (generalmente puede ser tan largo como se quiera, pero de poco
más de 10 cm de ancho máximo) y a su baja velocidad, así como a la carencia de
color en los modelos más económicos. Es más, casi todos ellos carecen de motor para
arrastrar la hoja, siendo el usuario el que debe pasar el escáner sobre la superficie a
escanear, con los problemas que ello conlleva. Sin embargo, resulta eficaz para
escanear rápidamente fotos de libros encuadernados, artículos periodísticos, facturas
y toda clase de pequeñas imágenes.
◊ De rodillo: se basan en un sistema muy similar al de los aparatos de fax: un rodillo
de goma motorizado arrastra a la hoja, haciéndola pasar por una rendija donde está
situado el elemento capturador de imagen. Este sistema implica que los originales
sean hojas sueltas, lo que limita mucho su uso al no poder escanear libros
encuadernados sin realizar antes una fotocopia. A su favor tienen el hecho de ocupar
muy poco espacio, incluso existen modelos que se integran en la parte superior del
teclado; en contra, que su resolución rara vez supera los 400x800 puntos, aunque esto
es más que suficiente para el tipo de trabajo con hojas sueltas al que van dirigidos.
◊ Escáner de transparencias: aunque los escáneres planos tienen la opción de utilizar
adaptadores de transparencias, existen aparatos especiales para este tipo de trabajos.
Estos escáneres permiten escanear varios formatos de película transparente, sea
negativa, positiva, color o blanco y negro. Su tamaño de escaneado va desde el 35
mm. hasta placas de 9x12 cm. Los hay especiales para 35 mm. y Escáneres
multiformato que abarcan todas las medidas
◊ Modelos especiales: aparte de los híbridos de rodillo y de mano, existen otros
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escáners destinados a aplicaciones concretas; por ejemplo, los destinados a escanear
exclusivamente fotos, negativos o diapositivas, aparatos con resoluciones reales del
orden de 3.000x3.000 ppp; o bien los bolígrafos−escáner, utensilios con forma y
tamaño de lápiz o marcador fluorescente que escanean el texto por encima del cual
los pasamos y a veces hasta lo traducen a otro idioma al instante; o
impresoras−escáner, similares a fotocopiadoras o más particulares como las Canon,
donde el lector del escáner se instala como un cartucho de tinta.
9. Conexiones / Instalación
La forma de conexión de un periférico al ordenador es siempre importante, ya que puede
afectar a su rendimiento, facilidad de uso, instalación y precio. Los escáner se pueden
conectar de dos formas: en puerto paralelo o SCSI, diferenciadas en prestaciones y precio.
Últimamente, con el auge de los puertos USB, se ha encontrado una relación calidad/precio
bastante ajustada.
9.1. Tipos de Conexión
◊ Puerto paralelo: es el método más común de conexión para escáneres domésticos,
entendiendo como tales aquellos de resolución intermedia−alta (hasta 600x1.200 ppp,
pero más comúnmente de 300x600 ó 400x800 ppp) en los que la velocidad no tiene
necesidad de ser muy elevada mientras que el precio es un factor muy importante.
El puerto paralelo, a veces denominado LPT1, es el que utilizan la mayor parte de las
impresoras; como generalmente el usuario tiene ya una conectada a su ordenador, el escáner
tendrá dos conectores, uno de entrada y otro de salida, de forma que quede conectado en
medio del ordenador y la impresora. Como primer problema de este tipo de conexión tenemos
el hecho de que, por lo general, no podremos imprimir y escanear a la vez (aunque para un
usuario doméstico esto no debería ser excesivo problema).
De cualquier modo, debemos tener presente el hecho de que para obtener una velocidad
razonable, el puerto debe estar configurado en los modos ECP o EPP (dependiendo del
escáner en concreto), lo cual se selecciona generalmente en la BIOS. El problema aparece
cuando el ordenador que queremos conectar es algo antiguo y no puede configurar el puerto
más que en el antiguo estándar, 10 veces más lento (como ocurre con los primeros 486 e
inferiores), o cuando surgen conflictos con otros dispositivos que tengamos conectados al
puerto paralelo, como unidades Zip o algunas impresoras modernas.
En estos casos se puede utilizar una tarjeta controladora nueva que sustituya al puerto actual o
bien que añada un segundo puerto (que será LPT2); estas tarjetas controladoras de
dispositivos, llamadas también de I/O son en ocasiones difíciles de encontrar por estar en la
actualidad integradas en la placa base.
◊ Conector SCSI: sin lugar a dudas, es la opción profesional, e incluso muchos
resultan más caros que modelos de mayor resolución pero que utilizan otro conector.
Debido a este sobreprecio no se fabrican en la actualidad escáners SCSI de resolución
menor de 300x600 ppp, siendo lo común los 600x1.200 ppp o más.
La utilidad de la conexión SCSI radica en dos apartados: velocidad y pocos requisitos de
microprocesador. Lo primero es fácil de entender: la interfaz SCSI puede transmitir de 5 a 80
MB/s, dependiendo del estándar SCSI en concreto, mientras que el puerto paralelo a duras
penas supera 1 MB/s. Por eso, un escáner SCSI es la opción a utilizar para escanear imágenes
grandes con una cierta resolución y calidad de color.
La otra cualidad de SCSI incide también en la velocidad, aunque de otra forma. No se trata
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sólo de que se puedan transmitir 10 ó 20 MB/s, sino que además dicha transferencia se realiza
sin que el microprocesador realice apenas trabajo; esto permite ir escaneando imágenes
mientras realizamos otras tareas, agilizando mucho el trabajo. En un escáner paralelo resulta
muy normal que mientras se realiza el escaneado el rendimiento del ordenador baje tanto que
no merezca la pena intentar hacer nada hasta que haya finalizado el proceso.
La desventaja en los escáners SCSI (y en general todos los dispositivos SCSI) es la habitual:
su precio elevado, justificable por el aumento de prestaciones que suponen y por la necesidad
de incluir una tarjeta controladora SCSI, ya que muy pocos ordenadores traen una
incorporada (mientras que todos tienen puerto paralelo). En muchas ocasiones dicha tarjeta es
un modelo de prestaciones reducidas, capaz de controlar únicamente el escáner y no los 7 ó
15 dispositivos que pueden manejar las tarjetas normales.
◊ Puertos USB: los puertos USB están presentes a partir de ordenadores Pentium II o
AMD K6−2, así como en algunos de los Pentium MMX más modernos. La velocidad
de transmisión ronda los 1,5 MB/s, algo más que el puerto paralelo pero bastante
menos que el SCSI; presenta una gran facilidad de instalación, ya que se basa en la
técnica Plug and Play ; Todos los ordenadores modernos tienen el puerto USB
incorporado y además, dejan el puerto paralelo libre para imprimir o conectar otros
dispositivos. Se trata, de una solución claramente enfocada al usuario doméstico u
oficinista.
9.2. Software
◊ La interfaz TWAIN: se trata de una norma que se definió para que cualquier escáner
pudiera ser usado por cualquier programa de una forma estandarizada e incluso con la
misma interfaz para la adquisición de la imagen.
Hoy en día se puede decir que todos los escáneres normales utilizan este protocolo, con lo que
los fabricantes sólo deben preocuparse de proporcionar el controlador TWAIN apropiado,
generalmente en versiones para Windows 9x, NT y a veces 3.x. Para otros sistemas
operativos como OS/2 o Linux, es más difícil encontrar este tipo de controlador e incluso en
ocasiones ni siquiera está disponible para Windows 3.x o NT.
Dejando aparte las librerías DLL y otros temas técnicos, la parte que el usuario ve del
estándar TWAIN es la interfaz de adquisición de imágenes. Se trata de un programa en el que
de una forma visual podemos controlar todos los parámetros del escaneado (resolución,
número de colores, brillo...), además de poder definir el tamaño de la zona que queremos
procesar.
◊ El OCR: Se trata de una de las aplicaciones más comunes de los escáners. OCR son
las siglas de Optical Character Recognition, reconocimiento óptico de caracteres, o
con una descripción más sencilla: cómo hacer para enseñar a leer al ordenador.
Si pensamos un poco en el proceso de escaneado que hemos descrito anteriormente, nos
damos cuenta de que al escanear un texto no se escanean letras, palabras y frases, sino
sencillamente los puntos que las forman, una especie de fotografía del texto. Evidentemente,
esto puede ser útil para archivar textos, pero en ocasiones es más deseable que podamos coger
todas esas referencias e incorporarlas a nuestro procesador de texto no como una imagen, sino
como texto editable.
Lo que desearíamos en definitiva sería que el ordenador supiera leer como nosotros. Bueno,
pues eso hace el OCR: es un programa que lee esas imágenes digitales y busca conjuntos de
puntos que se asemejen a letras, a caracteres. Dependiendo de la complejidad de dicho
programa entenderá más o menos tipos de letra, llegando en algunos casos a interpretar la
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escritura manual, mantener el formato original (columnas, fotos entre el texto...) o a aplicar
reglas gramaticales para aumentar la exactitud del proceso de reconocimiento.
Otro factor de importancia es la fidelidad del color ya que es uno de los parámetros que
probablemente pueda realizar estas tareas con una cierta fiabilidad, sin confundir "t" con "1",
por ejemplo, la imagen que le proporcionamos debe cumplir unas ciertas características.
Fundamentalmente debe tener una gran resolución, unos 300 ppp para textos con tipos de
letra claros o 600 ppp si se trata de tipos de letra pequeños u originales de poca calidad como
periódicos. Por contra, podemos ahorrar en el aspecto del color: casi siempre bastará con
blanco y negro (1 bit de color), o a lo sumo una escala de 256 grises (8 bits). Por este motivo
algunos escáners de rodillo (muy apropiados para este tipo de tareas) carecen de soporte para
color.
10. El equipo necesario
No podemos terminar esta explicación sobre los escáners sin dar unas nociones acerca del
hardware imprescindible para manejarlos.
Actualmente, gracias a los formatos de archivo con compresión el almacenaje de las imágenes
está totalmente solucionado, sobre todo con la llegada de los discos duros de 2 GB y más; el
problema irresoluble es la memoria RAM necesaria para presentar las imágenes en la
pantalla y tratarlas o imprimirlas.
Suele suceder comúnmente que una imagen pueda ocupar 25 MB o más; por tanto, en el
momento en que superemos la memoria físicamente instalada en el ordenador, el propio
ordenador hará uso de la memoria virtual, que no es sino memoria imitada gracias al disco
duro. El problema es que esta "memoria falsa" es bastante más lenta que la RAM, lo que
puede eternizar el proceso.
Por todo esto, para trabajar con un escáner resulta imprescindible tener al menos 16 MB de
RAM, siendo absolutamente necesario llegar hasta los 32 MB si vamos a trabajar
habitualmente con originales en color en formatos que superen los 10x15 cm. Y si nuestro
objetivo pasa por escanear imágenes A4 o mayores a altas resoluciones (600x600 ppp o más)
y luego tratarlas en el ordenador (por ejemplo para autoedición, trabajos de imprenta digitales
o pasar a formato electrónico planos de arquitectura o ingeniería), el mínimo absoluto son 64
MB.
Por lo demás, el ordenador no necesita unas prestaciones elevadas; puede bastar con un
microprocesador 486, aunque teniendo en cuenta que el tratamiento digital de imágenes es un
proceso que aprovecha bastante cualquier aumento de potencia en este sentido.
Componentes comerciales de un ordenador Modems y escáners
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Línea telefónica
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PTR
Línea telefónica
PTR mixto
El modem
El escáner
Modem
Línea telefónica
El modem
El escáner
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