1.Introducción. 2.Conceptos básicos. - ele

Telemática. Ver.0.1b
1.Introducción.
Desde el año 1973, el término telecomu­
nicación está definido por la Unión Internacio­
nal de Telecomunicaciones (ITU o UIT, indis­
tintamente) como "Toda transmisión, emisión o
recepción de signos, señales, escritos, imáge­
nes, sonidos o informaciones de cualquier natu­
raleza por hilo, radioelectricidad, medios ópti­
cos u otros sistemas electromagnéticos".
Las señales que se transmiten por los di­
versos medios de transmisión pueden ser de dis­
tinta naturaleza, según la fuente que las genera,
tener un formato síncrono o asincrono y viajar
en uno solo o en ambos sentidos. Estudiemos a
continuación cada uno de estos aspectos, resal­
tando aquellos que tienen una especial inciden­
cia en lo que se refiere a la transmisión de datos.
2.Conceptos básicos.
2.1. Características de una línea de transmisión.
impedancia dando lugar a perdidas de po­
tencia añadidas a la propia introducida por el
medio (atenuación del medio).La impedancia
tiene tantos valores como frecuencias de uso.
Podríamos decir que, de alguna manera, la re­
sistencia es la impedancia para una frecuen­
cia de 0 Hz, ya que los 0 Hz corresponden a
la corriente continua.
Las lineas de transmisión tienen una serie
de características que influyen en su comporta­
miento:
●
Ganancia. Es una característica propia de los
elementos activos y es la cantidad de dB que
aumenta la señal de salida respecto a la señal
de entrada.
●
Impedancia ­ Es una característica física del
medio de transmisión. Todo medio presenta
una impedancia que es la oposición que pre­
senta un elemento al paso de una corriente al­
terna. Cuando hay un cambio de dicha carac­
terística, en un medio de transporte, se dice
que se ha producido una desadaptación de
●
Atenuación ­ Es la característica que define
la energía invertida en moverse a través de un
medio. Es una característica propia de los
elementos pasivos y es la cantidad de dB´s
que dicho medio o elemento atenúa la señal
respecto a su entrada.
2.2. Efecto del ruido.
El ruido es una señal electromagnética ale­
atoria que puede enmascarar la señal de informa­
ción transmitida en el emisor. Existen diferentes
fuentes de ruido y las más importantes son la ge­
nerada por el movimiento aleatorio de los elec­
trones en el medio físico, cable o aire, en el cual
se transmite la señal y la generada por fuentes
"ruidosas": motores eléctricos, interruptores,
relés, perturbaciones eléctricas de la atmósfera,
etc.
Las señales digitales sufren las mismas
perturbaciones que las analógicas, pero presen­
tan la ventaja, en el momento de su regeneración,
de que la señal digital tiene un número de valo­
res de tensión finita, siendo mucho más sencillo
su tratamiento, ya que los regeneradores solo tie­
nen que detectar la presencia o ausencia de un
pulso digital binario en lugar de tener que de­
tectar la amplitud de una señal analógica.
Así, los sistemas digitales están sustitu­
yendo a los analógicos por las siguientes causas:
●
Con las técnicas digitales se superan muchas
de las limitaciones de transmisión, regenera­
ción de la señal y su almacenamiento, que
1
Telemática. Ver.0.1b
presenta la tecnología analógica.
●
●
todo tipo de información (voz, texto, datos y
vídeo) gracias a las técnicas de digitaliza­
ción.
Los dispositivos analógicos son en principio
más caros, menos fiables y robustos que los
digitales.
●
La tecnología digital sirve para transmitir
Los sistemas digitales ofrecen mayor calidad
final para el usuario.
2.2.1. El ruido en una señal analógica.
El ruido es el resultado de las interferencias que se introducen en la transmisión, a lo largo del
canal, que afectan a la amplitud de la seña.
Ruido a una señal al Analógica.
V
V
Canal de
transmisión
con ruido
t
t
En este caso la recuperación de la señal original es más difícil.
2.2.2. El ruido en una señal digital.
En el receptor se coloca un regenerador de la señal para restablecer los valores deseados, dis­
minuyendo los efectos que provoca el ruido, mas fácil de reconstruir en destino.
V
V
V
1
1
0
t
Canal de
transmisión
con ruido
0
t
Regenerador.
trigger
0
1
t
2.3. Modalidades de transmisión
El envío de una secuencia de datos entre
dos dispositivos se puede realizar de dos mane­
ras diferentes: en serie y en paralelo.
2.3.1. Transmisión en serie.
La transmisión serie es el modo más co­
mún de transmisión y consiste en que todos los
bits se transmiten secuencialmente por un único
canal de datos. Este tipo se emplea cuando la
2
Telemática. Ver.0.1b
distancia entre el emisor y el receptor es grande,
con objeto de economizar medios de transmi­
sión. Un ejemplo típico de utilización es en la
conexión de módems, mediante el interface
V.24.
2.3.2. Transmisión paralelo
La transmisión paralelo es un modo de
transmisión que envía un número determinado
de bits simultáneamente sobre líneas separadas
(por ejemplo 8 bits sobre 8 hilos), normalmente
unidireccional. Consigue una velocidad de
transferencia muy alta (multiplica la alcanzada
en modo serie por el número de circuitos que
utilice simultáneamente), aunque como contra­
partida tiene problemas específicos , como pue­
de ser el efecto crosstalk o interferencia induci­
da de símbolos. Por otro lado la limitación de la
distancia que alcanza y el coste de los circuitos
de enlace que es superior.
Un ejemplo típico de utilización es la co­
nexión de impresoras, mediante el interface
Centronics, con 36 patillas, que transmite 8 bits
de datos simultáneamente.
2.4. Transmisión asincrona y síncrona
La transmisión puede ser síncrona o asín­
crona. Para entender la diferencia es interesante
fijarse en la etimología de las palabras. Ambas
vienen del griego cronos = tiempo. Asíncrona
significa, por tanto, “sin tiempo” y síncrona lo
contrario, es decir, “con tiempo” (con señal de
reloj).
2.4.1. Transmisión asíncrona.
En la transmisión asíncrona se transmite
un único carácter (normalmente es un código
ASCII ) cuando esté disponible para su emisión
e independientemente del tiempo transcurrido
desde la transmisión del último carácter , no
siendo necesario que los relojes de cada disposi­
tivo sean exactamente iguales.
ciar el comienzo de la transmisión. Permite al
receptor sincronizar su base de tiempos con
la del emisor.
●
7 u 8 bits de datos. Contienen el carácter a
transmitir.
●
0 ó 1 bit de paridad. La paridad puede ser
par o impar, indicando el Nº de unos conteni­
dos en el carácter. Se utiliza como control de
errores.
●
1, 1.5 o 2 bits de STOP.
El carácter transmitido va acompañado de
una serie de bits, encargados de controlar la
transmisión. Estos bits son:
●
El bit de START utiliza, encargado de anun­
Dato
1
START
1
0
1
0
0
1
1
STOP
3
Telemática. Ver.0.1b
Como se puede comprobar, la eficiencia de
este tipo de transmisión es baja, ya que a cada
carácter de información se le añaden de dos a
tres bits de sincronismo que no llevan informa­
ción.
2.4.2. Transmisión síncrona.
La transmisión síncrona es un método de
comunicación en el que los datos se envían en
bloques, sin necesidad de los bits de inicio y fi­
nal entre cada byte. La sincronización se consi­
gue enviando una señal de reloj junto con los da­
tos, o bien enviando pautas de bit especiales (de
sincronismo) para denotar el inicio de cada blo­
que.
en bloques que están estructurados y suelen in­
cluir, como mínimo, cinco partes:
En este tipo de transmisión todas las seña­
les digitales se transmiten consecutivamente y
tienen la misma duración. Los datos fluyen del
emisor al receptor con una cadencia fija y cons­
tante, marcada por una base de tiempos común
para todos los elementos que intervienen en la
transmisión. En la recepción se reconstruye la
señal de reloj de origen a partir de la señal reci­
bida.
En la transmisión síncrona se suprimen los
bits de arranque y parada que acompañan a cada
carácter en la transmisión asíncrona. Sin embar­
go, la transmisión síncrona tiene unas señales
preliminares que se denominan bytes de sin­
cronización o banderas (flags) que, a veces, sue­
len ir duplicados para conseguir una certeza ab­
soluta, siendo su misión principal alertar al re­
ceptor de la llegada de los datos.
En el modo síncrono los bits se agrupan
●
Los bits de sincronismo o flags (banderas)
indican al receptor el comienzo y final de un
bloque (sincronismo de carácter y de bloque).
●
El campo de control indica una acción del
protocolo.
●
También suele contener un número de se­
cuencia de trama que sirve para que el recep­
tor pueda ordenar las tramas que forman el
mensaje (un mensaje largo se divide en va­
rias tramas).
●
El campo de dirección identifica a la esta­
ción emisora y/o receptora.
●
Los datos de usuario tienen un campo propio
y lo forman los caracteres del mensaje a
transmitir. Algunas tramas no incluyen este
campo (tramas de supervisión).
●
El campo de comprobación de errores per­
mite detectar si en la transmisión la trama ha
sufrido la alteración de alguno o algunos de
sus bits. La técnica más utiliza da para la de­
tección de errores en transmisión síncrona s
la conocida como CRC (Cyclic Redundancy
Check).
Sincronismo
Sincronismo
Datos
Control
La transmisión síncrona supone una mejor
utilización o eficiencia de la línea (existe una
mejor relación entre los bits de información y
Control de errores
los bits necesarios para el sincronismo) y permi­
te mayores velocidades .
4
Telemática. Ver.0.1b
2.5.Sentido de la transmisión.
Un canal de comunicación puede ser ges­
tionado de tres maneras: simplex, semi­duplex
(o half­duplex) y duplex (o full­duplex).
●
●
Simplex: La comunicación sólo es posible en
un sentido. Por ejemplo, las emisiones de ra­
dio o televisión gestionan el éter en modo
simplex.
Half­duplex: La comunicación es posible en
ambos sentidos pero de modo alternado, nun­
ca simultáneamente. Por ejemplo un walkie­
talkie gestiona el éter en modo half­duplex.
●
Full­duplex: La comunicación es posible en
ambos sentidos simultáneamente. Por ejem­
plo los teléfonos móviles utilizan el éter en
modo full­duplex.
Debe quedar claro que se trata de un modo
de gestión del canal, no de una propiedad de és­
te. En los ejemplos queda claro que un mismo
medio, el éter, puede ser gestionado de modos
distintos.
3.Estándar RS 232 (V24/V28)
Para comunicar dos terminales a través del
puerto serie necesitamos un circuito que adapte
la información que vamos a transmitir para que
ambas se puedan entender: a esto es a lo que de­
nominamos una interfaz.
de los circuitos de intercambio de informa­
ción entre los equipos terminales de datos.
●
V28. Define las características eléctricas de
las señales digitales que serán transmitidas.
Las asociaciones encargadas de estandari­
zar las interfaces de comunicaciones han genera­
do normas y recomendaciones para que las
empresas que se dedican a diseñar equipos de
comunicación garanticen que se puedan enten­
der con los equipos de otros fabricantes.
●
ISO 2110. Señala las especificaciones mecá­
nicas y la asignación del número de pines del
conector DB25.
Así, la EIA (Electronics Industries Asso­
ciation) definió el estándar de la interfaz RS­
232C, que se adoptó para las transmisiones en
modo serie de las señales digitales. Por ello, en
todos los ordenadores actuales la forma más
usual de realizar las transmisiones de datos a
través del puerto serie es el estándar RS­232C.
La norma RS232 fue originalmente dise­
ñada para conectar terminales de datos con dis­
positivos de comunicación (como los
modems). Desde un principio, fue también utili­
zada para conectar casi cualquier dispositivo
imaginable. Los usos de la RS232 en el entorno
doméstico son muchos y ampliamente conoci­
dos. Desde la conexión del ratón, el fax/mo­
dem, agendas electrónicas de bolsillo, impre­
soras serie, grabadores de memoria (tipo
EPROM), digitalizadores de vídeo, radios de
AM/FM, etc. La lista sólo está limitada por la
imaginación de los diseñadores.
Posteriormente, el CCITT (Comité Con­
sultivo Internacional para Telefonía y Telegra­
fía), actualmente denominado ITU (Internacio­
nal Telecomunications Union), dictó las siguien­
tes normas o recomendaciones:
●
V24. Establece las características y fundones
Las diferencias entre ellas son mínimas,
por lo que a veces se habla indistintamente de
V24 y de RS­232C, incluso sin el sufijo C.
3.1.Características mecánicas. ISO 2110.
La interconexión se efectúa mediante dos
conectores de 25 patillas, tipo Cannon DB25,
5
Telemática. Ver.0.1b
siendo macho el que incorpora el DTE (Equipo
Terminal de Datos, generalmente un ordenador)
y hembra el del DCE (Equipo de comunicación
de datos) , aunque también se puede encontrar la
versión de 9 patillas en un conector DB9, muy
extendida en cierto tipo de periféricos.
Mediante un cable, plano o redondo, se
conecta cada una de las patillas, constituyendo
cada conexión un circuito de enlace, identifica­
do por un número determinado.
Conector DB25:
3.2.Características eléctricas. V28.
Las características eléctricas se describen
con todo detalle en la recomendación V.28. El
circuito de enlace equivalente correspondiente
es el mostrado en la figura donde Vo y V2 son
las tensiones en circuito abierto, y V1 la tensión
en el punto de enlace, respecto a la tierra o retor­
no común.
Generad
or
Z0
Carga
Z2
V0
C0
V
1
●
Corriente en cortocircuito Icc inferior a 0,5
amperios.
●
Tipo de código de línea utilizado: NRZ­L
(Non Retum To Zero­Level, código de línea
sin retorno a cero, por nivel).
●
El nivel de tensión de trabajo (V1) es:
●
Para 1 lógico: ­3 V; ­15 V.
●
Para 0 lógico: +3 V; +15 V.
●
La zona umbral está entre +3 V y ­3 V.
●
Permite transmisiones asincronas y síncronas
en modo dúplex y full dúplex.
●
Velocidad máxima de transmisión: 20
Kbits/s.
C2
V2
Las principales limitaciones impuestas
son:
●
Vo máxima a ±25 voltios.
●
RL comprendido entre 3.000 y 7.000 oh­
mios.
●
CL inferior a 2.500 pF.
Debido a estas limitaciones, la distancia
máxima que soporta este interface, con un cable
estándar, se ve reducida a 15 metros (50 pies),
aunque para velocidades bajas, o si se emplea un
cable de baja capacidad y apantallado, puede su­
perarla ampliamente.
La limitación de corriente tiene por objeto
evitar que los drivers de entrada/salida puedan
6
Telemática. Ver.0.1b
romperse por un cortocircuito entre dos cuales­
quiera de los circuitos.
3.3.Características funcionales .V24.
Los circuitos necesarios para establecer el
diálogo entre los equipos se pueden clasificar en
cuatro clases diferentes (datos, tiempo, control y
tierra), siendo sus funciones y asignación de pa­
tillas las que se indican en las tablas.
Función
Nombre Circuito
Función
Nombre Circuito Patilla Sentido
DTE/DC
E
Conectar el modem a la
línea
DML
Terminal de datos prepara­ DTR
do
Función
Emisión da datos
TD
103
2
­> Recepción de datos
RD
104
3
<­
Reloj de transmisión
TC
114
15
<­
Reloj de recepción
RC
115
17
<­
Reloj transmisión externo
ETC
113
24
­>
Detección de portadora
DCD
109
8
<­
Selección de velocidad
SB
111
23
­>
Nombre Circuito Patilla Sentido
DTE/DCE
Circuitos para control de flujo
Petición de emisión
RTS
105
4
­>
Preparado para transmitir
CTS
106
5
<­
Función
Nombre Circuito Patilla Sentido
DTE/DC
E
Circuitos para establecimiento
DSR
Indicador de llamada
RI
108.2
­>
20
Nombre Circuito Patilla Sentido
DTE/DCE
Circuitos para supervisión
Equivalente a los circuitos (S)TD
103,104r105 10Sy 109
(S)RD
para el canal secundario
(S)RTS
118
14
­>
119
16
<­
120
19
­>
(S)CTS
121
13
<­
(S)DCD 122
12
<­
Función
Equipo de comunicación
preparado
­>
20
Patilla Sentido
DTE/DCE
Circuitos para transmisión
Función
108.1
<­
107
6
125
22
Nombre Circuito Patilla Sentido
DTE/DCE
Circuitos diversos
Tierra de protección
FG
101
1
­ ­
Tierra de señalización
SG
102
7
­ ­
Detector calidad señal re­
cibida
SQ
110
21
Elección de linea de reser­
va
116
9
Linea de reserva preparada
117
10
<­
Control de bucle 2 remoto
140
21
­>
Control de bucle 3 local
141
18
­>
Indicador da test
142
25
<­
<­
­>
<­
3.3.1.Circuitos de establecimiento de conexión.
Está formado por las líneas:
una llamada).
●
DTR (Data Terminal Ready). Terminal de
datos preparado. (El PC y su RS232 están lis­
tos).
El objetivo es que ambos PCs sepan que
se ha establecido un canal de comunicación
(normalmente a través de la línea telefónica).
●
DSR (Data Set Ready). Equipo de comunica­
ción preparado. (El modem está listo).
●
RI (Ring Indicator). Indicador de llamada.
(El modem indica a su PC que ha recibido
Las líneas DTR y DSR del equipo local y
del remoto deben estar activas durante todo el
proceso. (De hecho cuando un PC desea dar por
terminada una conexión basta con que, momen­
7
Telemática. Ver.0.1b
táneamente, desactive su DTR).
La conexión se inicia manualmente (el
usuario llama con el teléfono al modem remoto)
o automáticamente (el modem tiene capacidad
de marcar un número de teléfono) y se negocian,
de forma automática, los parámetros de transfe­
rencia como la velocidad, compresión, etc.
Se asume que el usuario del PC que llama
activará el proceso que va a utilizar la conexión
(un programa de transmisión de ficheros, por
ejemplo). En el PC llamado se asume que el
proceso homólogo está ya activo o se puede ac­
tivar automáticamente al recibir de su modem la
señal de RI. Sea como fuera, la conexión queda
establecida. A partir de este momento los PCs
pueden intercambiar información.
3.3.2.Circuitos de control de flujo.
Estas líneas tienen sentido en el caso de
que el canal de comunicación establecido tenga
una gestión half­duplex.
Si el canal está establecido, el protocolo
software de nivel de enlace de datos que se esté
utilizando (Xmodem, Ymodem, HDLC,...) fijará
cuál de los dos DTEs debe comenzar a
hablar/transmitir. Las líneas en este bloque son
usadas de la siguiente manera:
●
●
RTS (Request To Send). Petición de transmi­
sión. El PC indica a su modem que quiere
transmitir a la máquina remota.
CTS (Clear To Send). Canal libre para la
transmisión. El modem indica a su PC que
puede transmitir. Previamente habrá transmi­
tido una señal portadora por el canal de co­
municación para avisar al otro modem que
ocupa el canal.
●
DCD (Data Carrier Detected). Detectada por­
tadora. El modem indica a su PC que el canal
de comunicación está ocupado por el equipo
remoto.
El PC que quiere transmitir activa RTS,
entonces su modem manda una señal portadora
(sin modular, sin datos) para avisar al modem
remoto que se reserva el canal. Una vez reserva­
do el canal comunica a su DCE que ya puede
transmitir activando la línea CTS.
Cuando un PC haya terminado de transmi­
tir, desactivará RTS, el modem quitará la porta­
dora y desactivará CTS. Entonces el otro mo­
dem podrá reservar el canal si su PC desea
transmitir.
En caso de que la gestión del canal sea
full­duplex todo es más sencillo. Cuando un PC
quiere transmitir activa su RTS. Automática­
mente su modem le da paso activando CTS.
3.3.3.Circuitos de transmisión/recepción de datos.
El funcionamiento de las líneas de este
bloque es obvio. Cuando un PC puede transmi­
tir, lo hace por la línea:
●
TxD. Transmisión de datos.
●
RxD. Recepción de datos.
La transmisión serial de los datos, tal y
como se ha explicado, con el bit de START, de
STOP, etcétera, se produce en estas líneas.
...y si está recibiendo datos lo hace por
3.3.4. Tipos de cable serie.
Existen diferentes configuraciones de ca­
ble, para conectar distintos equipos por medio
del puerto serie. Se puede encontrar una descrip­
ción detallada de éstas en “The Hardware
Book”, que es una recopilación de todo tipo de
conectores y cables utilizados en electrónica.
8
Telemática. Ver.0.1b
Este libro se encuentra para consulta “on line”
en www.hardwarebook.net. También se puede
encontrar en formato .pdf.
3.3.5.Puertos de comunicaciones en el PC.
En un PC podemos tener hasta un máximo
de cuatro puertos serie y cada vez que se desea
utilizar uno de ellos es necesario configurarlo,
para arrancar nuestro programa y empezar a tra­
bajar; en muchas ocasiones los conflictos entre
tarjetas internas en los PC suceden por tener dos
de ellas asignadas los mismos parámetros.
Cada puerto se corresponde una dirección
(hexadecimal) y un número de interrupción, la
primera le dice al ordenador dónde tiene que po­
ner los datos destinados a ese puerto (registros
de la USART Universal Syncronous Asyncro­
nous Receiver Transmiter ) y la segunda cuándo
lo hace, según la tabla.
Puerto del PC
INTERRUPCIÓN
DIRECCIÓN
COM1
IRQ4
3F8
COM2
IRQ3
2F8
COM3
IRQ4
3E8
COM4
IRQ3
2E8
Figura 2.18. Interrupción y Dirección de
cada puerto de comunicación de un ordenador
personal (PC).
4.Puerto paralelo.
Los puertos paralelos fueron desarrollados
originalmente por IBM como una forma de co­
nectar una impresora la PC. Cuando IBM esta­
ba en el proceso de diseño delPC, la compañía
quería que la computadora trabajara con impre­
soras ofrecidas por Centronics, una empresa lí­
der en fabricante de impresoras en ese tiempo.
IBM decidió no usar el mismo puerto de inter­
fase que Centronics usaba en sus impresoras. En
lugar de eso, los ingenieros de IBM acoplaron
un conector de 25 pines, el DB­25, con un co­
nector Centronics de 36 pines para crear un ca­
ble especial que conectara la impresora con el
ordenador. Otros fabricantes de impresoras ter­
minaron adoptando la interfase centronics, ha­
ciendo de este extraño cable híbrido un impro­
bable estándar. 4.1. Modo de trabajo.
Cuando una PC manda datos a una impre­
sora u a otros dispositivos usando el puerto pa­
ralelo, esta manda 8 bits de datos (1 byte) a la
vez, de forma distinta al puerto serie el cual
manda los 8 bits uno detrás de otro por el mismo
cable. El puerto paralelo estándar es capaz de
mandar de 50 a 100 kilobytes de datos por
segundo. Al hacerse extensamente utilizado, el
puerto paralelo llegó a ser la respuesta para co­
nectar dispositivos más rápidos.
Echemos una mirada mas cercana a lo que
hace cada pin cuando utiliza una impresora:
B­
25
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Nº de pin
DB­36
Señal
Sentido
PC­PRN
1
STR

2
3
4
5
6
7
8
9
10
D0
D1
D2
D3
D4
D5
D6
D7
/ACK









Descripción
STROBE. Validación del
dato (activa a nivel bajo).
Un 0 indica a la impresora
que el dato es válido.
Bit 0 de datos.
Bit 1 de datos.
Bit 2 de datos.
Bit 3 de datos.
Bit 4 de datos.
Bit 5 de datos.
Bit 6 de datos.
Bit 7 de datos.
ACKNOWLEDGE.(Activa
a nivel bajo). Un 0 indica
que la impresora está en dis­
posición de recibir un nuevo
dato.
9
Telemática. Ver.0.1b
B­
25
11
Nº de pin
DB­36
Señal
Sentido
PC­PRN
11
BSY

12
12
PAP

13
13
OFON

14
14
/ALF

Descripción
BUSY. Ocupada. Un 1 indi­
ca que la impresora está
ocupada y no puede recibir
datos.
PAPER END. Sin papel.
Un 1 indica que la impreso­
ra se ha quedado sin papel.
ONLINE. Conectada. Un 1
indica que la impresora está
conectada y en línea.
AUTO LINE FEED. Avan­
ce de línea automático (acti­
va a nivel bajo). Un 0 indica
a la impresora que cuando
reciba un retorno de carro
debe hacer también un
avance de línea.
B­
25
15
Nº de pin
DB­36
Señal
Sentido
PC­PRN
32
/ERR

16
31
/INI

17
36
/DSL

18­
25
­
­
19­30
33
16
17
Masa
­
­
18
34,35
+Vcc
­
0V
Chasis
Descripción
ERROR. (Activa a nivel
bajo). Un 0 indica que se ha
producido un error en la im­
presora.
INITIALIZE PRINTER.
(Activa a nivel bajo). Un 0
provoca un reset en la im­
presora.
SELECT. (Activa a nivel
bajo). Un 0 pone online a la
impresora.
Referencia de tensión
para las señales.
­
Conexión al chasis del
equipo
Tensión de 5V.
No utilizadas.
4.2. Tipos de puerto paralelo.
La especificación original para el puerto
paralelo era unidireccional, esto quiere decir
que la información solamente puede viajar en
una dirección por cada pin.
4.2.1.Puerto SPP.
Con la introducción del PS/2 en 1987,
IBM ofreció un nuevo diseño de puerto paralelo
bidireccional. Este modo es comúnmente cono­
cido como Puerto paralelo estandar (SPP de
Standard Parallel Port) y ha reemplazado com­
pletamente el diseño original.
La comunicación bidireccional permite a
cada dispositivo recibir datos así como también
transmitir. Muchos dispositivos usan los 8 pines
(del 2 al 9) originalmente diseñados para datos.
Usando los mismos 8 pines limita la comunica­
ción a half­duplex, es decir que la información
solamente puede viajar en una dirección a la
vez. Pero los pines 18 al 25, originalmente utili­
zados como tierras, pueden ser usados como
pins de datos tambien. Esto permite la comuni­
cación full­duplex (ambas direcciones al mismo
tiempo).
4.2.2.Puerto EPP.
El Puerto Paralelo Mejorado (EPP de
Enhanced Parallel Port) fue creado por Intel,
Xircom y Zenith en 1991. El EPP permite trans­
mitir mas información cada segundo (500 ki­
lobytes a 2 megabytes). Este fue diseñado para
dispositivos que no son impresoras, que se co­
nectarían a este puerto, particularmente disposi­
tivos de almacenamiento, los cuales necesitan la
mas alta velocidad de transferencia.
4.2.3.Puerto ECP.
Casi al mismo tiempo de la introducción
del EPP, Microsoft y Hewlett Packard conjunta­
mente anunciaron una especificación llamada
Puerto Paralelo con capacidad de expansion
(ECP de Extended Capabilities Port) en 1992.
Mientras el EPP estaba siendo usado para otros
10
Telemática. Ver.0.1b
dispositivos, el ECP fue diseñado para mejorar
la velocidad y funcionalidad de las impresoras.
4.2.4.Estándar IEEE 1284.
En 1994, entro en vigencia el estándar
IEEE 1284. Este incluye las 2 especificaciones
para los dispositivos para puerto paralelo, EPP
y ECP. Para que estos funcionen, tanto el siste­
ma operativo como el dispositivo deben soportar
la especificación requerida. Esto ya no es un
problema en estos días, ya que la mayoría de las
computadoras soportan SPP, ECP y EPP y de­
tectan que modo necesita ser utilizado, depen­
diendo del dispositivo conectado. Si es necesa­
rio cambiarlo manualmente, se puede hacer uti­
lizando la utilidad BIOS­SETUP, soportada por
la mayoria de placas.
4.2.5.Tabla resumen y Conectores.
SPP
PS/2
EPP
ECP
Fecha de
Introducción
1981
1987
1994
1994
Fabricante
IBM
IBM
Intel,
Xircom y Zenith
Data Systems
Hewlett
Packard y
Microsoft
Bidireccional No Si
Si
Si
DMA
No
No
No
Si
Velocidad
150
150
2 Mbytes/seg.
Kbyte/s Kbytes/
eg.
seg.
2 Mbytes/seg
5.USB (Universal Serial Bus.
Los avances tecnológicos nos sorprenden
por la evolución tan rápida que presentan y algo
que gusta es que cada vez son más fáciles de
usar para cualquier persona, es decir, no es ne­
cesario ser un experto para poder comprender su
funcionamiento, usarlos o instalarlos, este es el
caso de Universal Serial Bus, mejor conocido
como USB.
Lo mejor de todo es el tipo de cosas que
se pueden conectar a él. Éstas incluyen discos
duros, DVD­ROMs y CD­ROMs de alta veloci­
dad, impresoras, escáneres, cámaras de fotos di­
gitales, videocámaras DV, televisiones... tecla­
dos, mouses y un sin fin de dispositivos. De he­
cho, ya hay disponibles muchos elementos. 5.1Un poco de historia.
En un principio teníamos la interfaz serie
y paralelo, pero era necesario unificar todos los
conectores creando uno más sencillo y de mayo­
res prestaciones. Así nació el USB (Universal
Serial Bus) con una velocidad de 12Mb/seg. y
como su evolución, USB 2.0, apodado USB de
alta velocidad, con velocidades en este momento
de hasta 480Mb/seg., es decir, 40 veces más rá­
pido que las conexiones mediante cables USB
1.1.
Un puerto USB 1.1 puede llegar a trans­
mitir a velocidades entre 1,5 Mb/segundo y 12
Mbps; un puerto paralelo entre 600 Kb/s a 1,5
Mb/s y un puerto serial puede llegar hasta 112
Kb/s.
USB es una nueva arquitectura de bus o
11
Telemática. Ver.0.1b
un nuevo tipo de bus desarrollado por un grupo
de siete empresas (Compaq, Digital Equipment
Corp, IBM PC Co., Intel, Microsoft, NEC y
Northern Telecom) que forma parte de los avan­
ces plug­and­play y permite instalar periféricos
sin tener que abrir la máquina para instalarle
hardware, es decir, basta con que conectes dicho
periférico en la parte posterior de tu computador
y listo.
5.2.Funcionamiento.
Trabaja como interfaz para transmisión de
datos y distribución de energía. Esta interfaz de
4 hilos que distribuye 5V para alimentación,
transmite y recibe datos.
Es un bus basado en el paso de un testi­
go, semejante a otros buses como los de las re­
des locales en anillo con paso de testigo. El dis­
positivo cuya dirección coincide con la que por­
ta el testigo responde aceptando o enviando da­
tos al controlador. Este también gestiona la dis­
tribución de energía a los periféricos que lo re­
quieran.
Emplea una topología de estrellas apiladas
que permite el funcionamiento simultáneo de
127 dispositivos a la vez. En la raíz o vértice de
las capas, está el controlador anfitrión o host
que controla todo el tráfico que circula por el
bus. Esta topología permite a muchos dispositi­
vos conectarse a un único bus lógico sin que los
dispositivos que se encuentran más abajo en la
pirámide sufran retardo. A diferencia de otras
arquitecturas, USB no es un bus de almacena­
miento y envío, de forma que no se produce re­
tardo en el envío de un paquete de datos hacia
capas inferiores.
Como detalle sorprendente es que cada
puerto utiliza una única solicitud de interrupción
(IRQ) independientemente de los periféricos que
tenga conectados (sea 1 ó 127) por lo tanto no
hay riesgo de conflictos entre una cantidad de
dispositivos que de otra forma no podrían ser
conectados por falta de recursos; de la misma
manera tampoco utilizan DMA (asignación de
memoria).
5.2.Componentes de USB.
El sistema de bus serie universal USB
consta de tres componentes: ●
●
Hubs o Concentradores. ●
Periféricos.
Controlador.
5.2.1.Controlador.
El controlador reside dentro del PC y es
responsable de las comunicaciones entre los pe­
riféricos USB y la CPU del PC. Es también res­
ponsable de la admisión de los periféricos den­
tro del bus, tanto si se detecta una conexión
como una desconexión. Para cada periférico
añadido, el controlador determina su tipo y le
asigna una dirección lógica para utilizarla siem­
pre en las comunicaciones con el mismo. Si se
producen errores durante la conexión, el contro­
lador lo comunica a la CPU, que, a su vez, lo
transmite al usuario. Una vez se ha producido la
conexión correctamente, el controlador asigna al
periférico los recursos del sistema que éste pre­
cise para su funcionamiento.
A mediados del 2001 se presentó la nueva
maravilla de los puertos, USB 2.0. Con una ve­
locidad de transferencia de 480 Mbps, sobrepa­
só al estándar 1394. La poderosa firma Intel no
se demoró mucho en subirse al carro de la victo­
ria y decir que sus chips vendrían integrados con
esta nueva versión, que entre sus gracias está
12
Telemática. Ver.0.1b
que es absolutamente compatible con la versión
anterior. Si se tienen dispositivos USB 1.1, no
hay problema en conectarlos al puerto USB 2.0.
5.2.2.Concentradores o hubs.
Son concentradores inteligentes de datos y
alimentación, y hacen posible la conexión a un
único puerto USB de 127 dispositivos. De una
forma selectiva reparten datos y alimentación
hacia sus puertas descendentes y permiten la co­
municación hacia su puerta de retorno o ascen­
dente. Un hub de 4 puertos, por ejemplo, acepta
datos del PC para un periférico por su puerta de
retorno o ascendente y los distribuye a las 4
puertas descendentes si fuera necesario. Los concentradores también permiten las
comunicaciones desde el periférico hacia el PC,
aceptando datos en las 4 puertas descendentes y
enviándolos hacia el PC por la puerta de retor­
no. Nivel 0
HOST
Root HUB
Nivel 1
HUB 1
Nivel 2
HUB 2
Nivel 3
HUB 3
Nivel 4
Conector USB
Además del controlador, el PC también
contiene el concentrador raíz. Este es el pri­
mer concentrador de toda la cadena que permite
a los datos y a la energía pasar a uno o dos co­
nectores USB del PC, y de allí a los 127 perifé­
ricos que, como máximo, puede soportar el sis­
tema. Esto es posible añadiendo concentradores
adicionales. La mayoría de los concentradores se en­
contrarán incorporados en los periféricos. Por
ejemplo, un monitor USB puede contener un
concentrador de 7 puertas incluido dentro de su
chasis. El monitor utilizará una de ellas para sus
datos y control y le quedarán 6 para conectar allí
otros periféricos. Los niveles 0 y 1 suelen estar
integrados en el PC.
Con esta estructura se puede
llegar hasta 127 puertos.
Conector USB
HUB 4
Conector USB
Conector USB
Conector USB
Conector USB
Conector USB
Conector USB
5.2.3.Cables, conectores y periféricos.
USB transfiere señales y energía a los pe­
riféricos utilizando un cable de 4 hilos. Los con­
ductores utilizados son dos para alimentación y
los otros dos para señal, debiendo estos últimos
ser trenzados o no según la velocidad de trans­
misión. La longitud máxima de los cables es de
5 metros.
13
Telemática. Ver.0.1b
Por lo que respecta a los conectores hay
que decir que son del tipo conector y receptácu­
lo, y son de dos tipos: serie A y serie B . Los de
serie A presentan las cuatro patillas correspon­
dientes a los cuatro conductores alineadas en un
plano. Los conectores de la serie B presentan los
contactos distribuidos en dos planos paralelos,
dos en cada plano, y se emplean en los dispositi­
vos que deban tener un receptáculo al que poder
conectar un cable USB. Por ejemplo impresoras,
scanner, y módems . En las placas que se venden actualmente,
especialmente si son en formato ATX, el conec­
tor del bus USB está presente como un estándar,
a veces hasta 8 conectores .
Aplicaciones actuales y posibilidades a fu­
●
Discos duros de estado sólido portátiles.
●
Discos duros de gran capacidad.
●
Ratones.
●
Tabletas digitalizadoras.
●
Adaptadores de video para monitores de PC.
●
Grabadores de audio y video sobre bus USB.
●
Conexiones de PC a PC a través de puertos
USB.
●
Sintonizadores de TV.
●
Tarjetas de sonido.
●
Cualquier tipo de dispositivo que, tradicio­
nalmente, se conectaban a los puertos serie y
paralelo.
turo:
6.Firewire.
Nuevos estándares comenzaron a aparecer
y USB 1.1 quedó medio obsoleto, pues no esta­
ba acorde a las velocidades de transferencia del
momento. Así, el puerto IEEE­1394 conocido
en el ambiente Mac como FireWire y en los PC
como iLink, sobrepasó en velocidad al USB, y
bastante: 400 mbps.
El estándar FireWire soporta elevados an­
chos de banda, que comentamos a continuación.
La primera versión, denominada FireWire 400,
contemporánea a USB 1.1, conecta dispositivos
a distancias no superiores a 4,5 metros con un
ancho de banda de 400 Mb/s. La nueva versión
FireWire 800, denominada IEEE 1394b, pro­
porciona hasta 800 Mb/s y alcanza los 100 me­
tros de distancia con enlaces de fibra óptica. La
14
Telemática. Ver.0.1b
superior velocidad de FireWire 800 frente a
USB 2.0 convierte al primero en un medio mu­
cho más propicio para aplicaciones que necesi­
ten mucho ancho de banda, como las aplicacio­
nes de gráfico y vídeo.
La arquitectura altamente eficiente IEEE
1394b reduce los retrasos en la negociación.
Utiliza el protocolo 8B10B (8 bits se codifican
en 10 bits), un código desarrollado por IBM que
tiene varias ventajas: permite transacciones de
reloj, la codificación de señales de control, la
Permite conectar hasta 63 ordenadores y
dispositivos a un único bus. Incluso podemos
compartir una cámara entre dos PCs.
En lo que respecta a la alimentación por el
bus, a diferencia de USB 2.0, que permite la ali­
mentación de dispositivos sencillos y lentos que
consumen un máximo de 2,5 W, los dispositivos
FireWire pueden proporcionar hasta 45 W.
La implementarión de la IEEE 1394 se
detección de errores y, además, reduce la distor­
sión de señal y aumenta la velocidad de transfe­
rencia.
Muchos fabricantes han adoptado FireWi­
re para una amplia gama de dispositivos: video­
cámaras digitales, discos duros, cámaras foto­
gráficas digitales, audio profesional, impresoras,
escáneres y electrodomésticos para el ocio.
Los cables adaptadores para el conector de
9 contactos del FireWire 800 permiten utilizar
productos FireWire 400.
llama iLink S400; y la de IEEE 1394b, iLink
S800.
Es cierto que para muchos periféricos esta
velocidad es demasiada, no es necesaria, pero
para algunos dispositivos es una cosa fundamen­
tal. Por ejemplo, los discos duros, los copiadores
de CD, o las videocámaras digitales. La cantidad
de información que necesitan transferir en poco
tiempo es mucha FireWire es el adecuado para
estos productos.
15
Telemática. Ver.0.1b
7.Modulación.
La modulación es el proceso por el cual
una propiedad o un parámetro de cualquier señal
se hace variar en forma proporcional a una
segunda señal. El hecho de modular una señal es
montarla sobre otra que se transmite mejor para
transportarla sobre un determinado medio. La
modulación permite transportar la señal a tra­
vés de un medio físico (aire, cable coaxial, fibra
óptica, ...) a larga distancia. Permite enviar va­
rias señales de forma simultanea. Existen dos ti­
pos de modulaciones principalmente:
●
De señales analógicas (AM, FM).
●
De señales digitales (QPSK, QAM, OFDM).
Es necesario modular la señal al emitirla.
Después hay que demodular la señal en recep­
ción.
7.1.Moduladión de señales analógicas.
La transmisión de señales analógicas con­
sumen mucho ancho de banda, por tener canti­
dad de valores infinito.
7.1.1.Amplitud Modulada (AM).
La amplitud modulada quiere decir que
modulamos las señal en amplitud, es decir, ha­
cemos que la amplitud de la onda portadora va­
ríe de acuerdo con la amplitud de la señal modu­
ladora.
7.1.2. Frecuencia Modulada (FM).
La frecuencia modulada es cuando modu­
lamos una señal en frecuencia para su transmi­
sión por un medio, es decir, hacemos que la fre­
cuencia de la onda portadora varíe de acuerdo
16
Telemática. Ver.0.1b
con la amplitud de la señal moduladora. Es mas
inmune al ruido que la AM aunque requiera mas
ancho de banda que AM para transmitir la mis­
ma información.
7.2.Modulación de señales digitales.
Si utilizásemos las técnicas anteriores para
modular señales digitales, estaríamos infrautili­
zando el ancho de banda, puesto que la señal di­
gital posee un numero finito de valores.
moduladora
Portadora
Como se puede observar, en los dos tipos
de modulación solo se utilizan dos, de los infini­
tos valores posibles.
17
Telemática. Ver.0.1b
7.2.1.Representación vectorial.
Para comprender las siguientes técnicas de
modulación, se hace necesario recordar la repre­
sentación vectorial de señales senoidales.
C
omo se observa en la figura, se trata de
asignar un vector a cada valor instantáneo de la
señal. Este vector tiene un módulo igual al valor
máximo de la señal y su argumento corresponde
al ángulo de fase en cada instante. Nos podemos
imaginar que una señal senoidal es un vector de
valor Vmax. que gira a una velocidad ω (2Пf).
7.2.2.Modulación ASK.
La modulación ASK ( Amplitude Shift ke­
ying) es una variación de la modulación de am­
plitud, que permite transmitir varios bits de in­
formación digital por cada ciclo de portadora.
En el siguiente ejemplo se muestra una se­
ñal modulada en ASK, para transmitir dos bits
por ciclo.
En este caso se asigna un valor de ampli­
tud para cada grupo de bits, hay por lo tanto 2n
valores, siendo n el número de bits a transmitir
en un ciclo. En nuestro caso 22 = 4 valores de
amplitud. La cantidad de bits que se puede
transmitir depende de las condiciones del medio
de transmisión (relación señal/ruido, atenuación,
etc..) y de la calidad de los equipos para diferen­
ciar los valores cercanos de amplitud.
18
Telemática. Ver.0.1b
7.2.3.Modulación FSK.
La modulación FSK ( Frecuency Shift ke­
ying) es una variación de la frecuencia modu­
lada, que permite transmitir varios bits de infor­
mación digital por cada ciclo de portadora.
El funcionamiento es similar al anterior,
solo que en este caso se asigna una frecuencia
distinta para cada grupo de bits. Es necesario,
por lo tanto, diferenciar 2n frecuencias, siendo n
el número de bits a transmitir con cada ciclo de
la señal portadora. Es más inmune al ruido que
ASK, pero el ancho de banda necesario es ma­
yor.
7.2.4.Modulación PSK.
La modulación PSK (Phase Shift Keying)
o modulación por desplazamiento de fase, es
una técnica orientada totalmente a la transmi­
sión de señales digitales. Se trata de asignar un
desplazamiento de fase para cada grupo de bits.
En la figura se representa la señal resul­
tante de modular la cadena de bits 00011011,
utilizando FSK. Se puede observar que cada
desplazamiento de fase determinado( 45º, 135º,
225º y 315º), .se corresponde con una pareja de
bits ( 01, 00, 10 y 11). Se puede aumentar el nú­
mero de ángulos de fase utilizados, para conse­
guir transmitir más de dos bits por ciclo, limita­
do por la posibilidad de reconocer diferencias de
fase cercanas.
7.2.5.Modulación QAM.
La modulación QAM Quadrature Ampli­
tude Modulation) o modulación de amplitud
en cuadratura, es una combinación de ASK y
PSK, por lo tanto se basa en una combinación
de fases y amplitudes. Se actúa sobre la fase y
la amplitud de la portadora. Dependiendo del
número de niveles se consigue una mayor tasa
de transferencia (distintas niveles de amplitud y
fase de la señal).
Ejemplo de modulación 16 QAM. Si tene­
mos un dato igual a 1000 0101 1010 0010, la se­
ñal transmitida en QAM será:
19
Telemática. Ver.0.1b
El dato se dividirá en cuatro grupos de
cuatro bits (cuatro baudios), dando lugar a cua­
tro variaciones de fase y amplitud.
La modulación QAM (constelaciones)
permite transmitir más o menos bits en un mis­
mo período de tiempo, según el tipo de constela­
ción utilizado. Cuanto mayor sea el número de
bits a transmitir ( tasa de transferencia), mayor
será la sensibilidad al ruido, debido a que dismi­
nuirá el margen de amplitud y fase entre los po­
sibles estados.
7.2.6.Representación de constelaciones.
Una manera sencilla de representar la mo­
dulación QAM es mediante las llamadas conste­
laciones, en las que cada punto se corresponde
con una fase y una amplitud determinada. Por lo
tanto cada punto corresponde con un grupo de
bits determinado.
16­
QAM
En estos dibujos se puede apreciar la dife­
rencia de niveles eléctricos aplicados para poder
representar los distintos símbolos de las distin­
tas modulaciones.
20
Telemática. Ver.0.1b
7.2.7.Distinción entre bit y baudio.
Vistas las técnicas de modulación anterio­
res, se puede deducir que existen dos parámetros
que pueden definir la velocidad en una transmi­
sión. Por un lado está la velocidad a la que se
puede modular la información, esto es la veloci­
dad de modulación. Depende de las caracterís­
ticas del medio de transmisión. Esta velocidad
se mide en baudios que representa las veces por
segundo que puede modificarse la señal para
transmitir la información.
Por otro lado, como hemos estudiado ante­
riormente, por cada cambio en el estado de la lí­
nea de transmisión, se pueden codificar varios
bits. Esto nos permite una velocidad de trans­
misión superior a la de modulación. Esta veloci­
dad se mide en bits por segundo y es la veloci­
dad efectiva de la transmisión.
La relación existente entre estas dos mag­
nitudes es:
Vt=Vm*b
o
Vt ­> velocidad de transmisión.
Vm ­> velocidad de modulación.
b ­> Nº de bits codificados.
n ­> Nº de estados de la línea.
La cantidad de bits transmitidos por bau­
dio depende de cuantos valores diferentes pueda
tener la señal transmitida. Con cuatro posibles
niveles se podrían transmitir dos bits por baudio.
Veamos los distintos valores, para una veloci­
dad de modulación de 1000 baudios, dependien­
do de la técnica de modulación utilizada:
●
FSK, cuatro estados posibles, Vt= 1000 * Lg2
4 = 2000 b/s.
●
16­QAM, 16 estados posibles, Vt = 1000 *
Lg2 16 = 4000 b/s.
●
64­QAM, 64 estados posibles, Vt = 1000 *
Lg2 64 = 6000 b/s.
Se puede comprobar que para la misma
velocidad de modulación existen varias veloci­
dades de transmisión, estando limitadas por el
ancho de banda de la línea. Vt=Vm*Lg2 n
Siendo:
8.Modems.
De manera genérica, y con la incorpora­
ción en estos últimos años de nuevos sistemas
de comunicación, podemos decir que un módem
es un sistema que permite la conexión entre or­
denadores a través de la línea telefónica o RTB
(red telefónica básica, que tiene un ancho de
banda de 4 KHz), aunque ya veremos que este
concepto se ha ampliado.
Como se muestra en la figura, el ordena­
dor envía al módem una señal digital, que el
módem convierte en una señal analógica. Esta
señal analógica es la que se transmitirá sobre la
red telefónica. En el equipo receptor se realiza el
proceso contrario. Es decir, el módem MOdula
en emisión y DEModula en recepción.
Los módems se denominan también DCE
(Data Communications Equipment). Sus carac­
terísticas son:
●
La interfaz de comunicación que utili­
zan es serie.
21
Telemática. Ver.0.1b
●
Necesitan una conexión RJ­11 para
conectarse a la línea telefónica.
Las señales intercambiadas entre el orde­
nador (DTE) y el módem (DCE) son:
●
Si es un fax­módem, podrá enviar y
recibir fax.
Podemos establecer muchas clasificacio­
nes de los módems:
●
Datos.
●
Según su rango: vocal, banda ancha...
●
Señales de sincronismo.
●
●
Señales relativas al establecimiento y
corte de llamada.
Según la línea sobre la que operan sea
pública o privada.
●
Según el modo de comunicación: sím­
plex, semidúplex o dúplex.
●
Según su sincronización: asincronos o
síncronos.
●
Según la modulación que utilizan:
ASK, PSK...
Se puede utilizar un módem para:
●
Realizar una conexión a Internet.
●
Realizar una conexión a otro equipo
(directamente o a través de línea tele­
fónica).
8.1.Extensión del término módem.
Las demandas de los sistemas de comuni­
cación, como son el mayor ancho de banda, el
aumento de velocidad de comunicación y la ma­
yor movilidad, han requerido el desarrollo de
nuevos tipos de módem.
8.1.2.Tecnología cable­modem.
Se basa en la infraestructura que tienen
implantada las empresas que distribuyen señal
de TV por cable, facilitando también la cone­
xión de datos para el acceso a Internet y a ser­
vicios de telefonía. Suelen ser sistemas asimé­
tricos.
Se pueden considerar básicamente dos ti­
pos de cable­módem:
●
HFC (Hybrid Fiber­Coa­xial), que
ofrecen velocidades de entre 3 y 10
Mbps descendentes (downstream) y
de entre 128 Kbps y 10 Mbps ascen­
dentes (upstream).
●
Cable­módem coaxial, que proporcio­
nan una velocidad de alrededor de 2
Mbps, y que necesitan de un enlace
telefónico como canal de retorno.
En la imagen se muestra un esquema sim­
plificado de una conexión cable­modem.
8.1.3.Módem RDSI.
22
Telemática. Ver.0.1b
El módem en la Red Digital de Servicios
Integrados es una interfaz digital, sin que exis­
ta conversión de analógico a digital en ningún
punto de la comunicación. Los módems RDSI
(o ISDN modem, del inglés Integrated Servi­
ces Digital Network), realizan conexiones so­
bre dos canales B de datos de 64 Kbps cada
uno, precisando cada canal una conexión telefó­
nica. Se facturan por tanto como dos llamadas si
se utilizan ambos canales. En los módems RDSI
se pueden asociar los dos canales B, consiguien­
do 128 Kbps. Esta técnica se denomina MLPPP
(Muttilink Point to Point Protocol) o protocolo
punto a punto multienlace.
8.1.4.Módem XDSL.
El que más potencian las operadoras es
ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line),
en el que los módems conectados al par de cobre
pueden transmitir desde 1,5 Mbps a 9 Mbps en
sentido downstream (hacia el abonado o baja­
da) y desde 16 Kbps a unos 800 Kbps upstre­
am (hacia la central o subida), dependiendo es­
tos parámetros de la distanda.
En VDSL (Very high data rate Digital
Subscriber Line), el módem puede alcanzar de
12,9 a 52,8 Mbps, dependiendo de la distanda y
de la conexión de que se disponga.
amplio: desde los 24 hasta unos 1104 kHz.
ADSL es un sistema asimétrico que utili­
za la red de telefonía analógica o básica, trans­
mitiendo por el par de cobre voz en banda base
(sin modular), y datos digitales modulados por
el módem. En ADSL no se requiere del estable­
cimiento de llamada.
La Figura muestra el principio de cone­
xión y funcionamiento de ADSL.
Los módems DSL están diseñados para
que tengan un BER (Bit Error Rate) de 1 en 107
o menor. Para reducir errores en estos sistemas
debe cuidarse:
●
Estructura de la red.
●
Interferencias debidas a otros conduc­
tores.
●
Emisiones de RF.
●
Ruido impulsivo.
●
Problemas de interferencias electro­
magnéticas.
●
Retardos en la propagación.
●
Adaptaciones de líneas.
Una diferencia crucial entre ADSL y los
módems que trabajan en la banda vocal (V.21 a
V.90) es que éstos últimos sólo transmiten en la
banda de frecuendas usada en telefonía (300 Hz
a 3 400 Hz), mientras que los módems ADSL
trabajan en un margen de frecuendas mucho más
El splitter es el elemento que separa (con
los filtros) las señales de voz y de datos. Ambas
se transmiten conjuntamente a través del par de
cobre que llega a la instalación del usuario. El
módem instalado en casa del usuario suele lla­
marse ATU­R (ADSL Terminal Unit­Remote);
y el que hay en la central, ATU­C {ADSL Ter­
minal Unit­Central). En ADSL se utilizan múlti­
ples portadoras. Cada portadora (denominadas
subportadoras, y que están separadas entre sí
4,3125 kHz), es modulada en cuadratura en mo­
dulación QAM.
23
Telemática. Ver.0.1b
8.1.5.Módem sobre red eléctrica.
Como técnica de acceso en banda ancha,
cabe destacar la conexión sobre PLC (Power
Line Carrier o Communications, transmisión
sobre la línea de distribución en baja y media
tensión). En algunas ciudades ya se han implan­
tando estas redes, que una vez superada la fase
experimental se están explotando comercial­
mente.
con la red eléctrica de 230 VCA: una para abas­
tecer de energía al ordenador y otra por la que se
realiza el acceso a Internet en banda ancha. Sue­
len ser sistemas simétricos.
En la figura, se muestra un diagrama sim­
plificado de este tipo de conexiones, donde des­
tacamos que el ordenador tendrá dos conexiones
8.2.Normas V.
La ITU­T (International Telecomunica­
tions Union­Telecoms) se encarga en la actuali­
dad de establecer las recomendaciones para los
fabricantes de módems. Las recomendaciones
de la serie V de ITU­T, definen la comunicación
de datos a través de la red telefónica.
Norma
Descripción
V.32 Transmisiones a 9.600 bps, con un protocolo que adecúa
automáticamente la velocidad a las características de la lí­
nea.
V.32bis Transmisiones a 14.400 bps en modo dúplex.
V.42 Es un método de corrección de errores creado por CCITT,
ahora ITU­T.
Norma
Descripción
V.42bis Método de compresión. Un módem que cumpla la norma
V.42bis contiene también el control de errores V.42
V.17
Transmisiones por FAX a 14.400 bps.
V.34 Es la norma para las transmisiones a 28.800 bps.
V.21
Transmisiones a 300 bps.
V.34 +
Alcanza ios 33.600 bps.
V.22
Transmisiones a 1.200 bps.
V.90 V.22bis
Transmisiones a 2.400 bps.
Llega hasta 56 Kbps. V.90 también se denomina V.PCM
(Pulse CodedModulation).
V.23
Transmisiones a 1.200 bps en un sentido y a 75 bps en el
otro.
V.24 Se trata junto con V.28 de la norma que define RS­232C.
V.25 Establece protocolos de llamadas automáticas.
V.27ter
4.800/2.400 en semiduplex, se utiliza como fallback de
V.90, en caso de mala calidad de la línea.
V.29 Transmisiones por FAX a 9.600 bps del tipo semidúplex.
En la tabla se muestra un resumen de las
recomendaciones V más usuales. Los sufijos
­bis y ­ter indican que son revisiones.
Se debe tener presente que estas recomen­
daciones indican todos los parámetros para que
se establezca una comunicación de manera efi­
caz.
8.2.1.Velocidad.
Si en una conexión no se cumplen los re­
quisitos para comunicarse con un protocolo de­
terminado, el módem adoptará el siguiente pro­
tocolo más rápido.
Por ejemplo, un módem V.90 de 56 Kbps
utilizará el protocolo V.34+ a 33,6 Kbps si no
puede realizar una conexión V.90. Sin embargo,
en la práctica, y debido a problemas de cone­
xión, longitud de las líneas, cargas inductivas en
las mismas y otros, los sistemas que utilizan
V.90 desarrollan velocidades de transmisión re­
ales de en torno a los 50 Kbps.
24
Telemática. Ver.0.1b
8.2.2.Técnicas de compresión de datos.
La compresión de datos permite que la in­
formación se transmita a una velocidad superior
a la que se lograría si no se empleasen estas téc­
nicas. Simplificándolo, podemos decir que las
técnicas de compresión eliminan aquellos datos
que se repiten en una transmisión.
La efectividad de la compresión varia en
función de los datos. Como ejemplo típico suele
emplearse el caso de una transmisión de vídeo
en la cual el encuadre no cambia frecuentemen­
te, como por ejemplo en los noticiarios.
La empresa Microcom desarrolló sistemas
de compresión de datos y para la corrección de
errores que se conocen como MNP (Microcom
Network Protocol). Algunos métodos de com­
presión de datos son MNP3, MNP4 y MNP5
(protocolo de corrección y compresión de datos
que llega a un ratio de compresión de 2:1).
Por ejemplo, la recomendación V.42bis
trata los datos comprimidos de manera eficaz.
Esta técnica en ocasiones es capaz de mejorar el
rendimiento de la transmisión hasta en un factor
de 4:1, por lo que, por ejemplo, un módem
V.32bis puede llegar hasta 57.600 bit/s. En la
práctica, se alcanzan factores de incremento de
dos o tres, dependiendo del ruido en la línea,
del tipo de fichero y de la capacidad del terminal
para soportarlo.
Por su importancia en el desarrollo de es­
tándares para la codificación de audio y vídeo
digitales, destacamos los denominados MPEG
(Moving Pidure Experts Group). MPEG es un
grupo de trabajo que depende de ISO/IEC
(JTC1/SC29/WG11), y que desde su inicio, en
1988, ha desarrollado varios estándares.
Por ejemplo, el MPEG­1, que sirvió de
base al desarrollo del sistema MP3.
Los diversos estándares MPEG cubren di­
ferentes áreas: así, MPEG­7 se encarga de los
contenidos multimedia, y MPEG­21 trata sobre
La producción y distribución de todas las crea­
ciones electrónicas.
8.2.3.Técnicas de corrección de errores.
En una comunicación a través de un me­
dio real existe una cierta probabilidad, mayor o
menor, de que ocurran errores (alteración de la
información transmitida) por diversas causas,
normalmente debidas interferencias electromag­
néticas que producen ruido en el medio físico.
La calidad del canal se suele medir en
base a la tasa de error (BER/Bit Error Rate), y
que se calcula como el resultado de dividir el
número de bits recibidos erróneos entre el total
de bits transmitidos.
La detección y corrección de errores se re­
aliza gracias a un protocolo que establece un
conjunto de normas para ordenar y sincronizar
las tramas de datos, a la vez que define procedi­
mientos para determinar cuándo se ha producido
un error de transmisión y como debe corregirse.
8.2.3.1.Códigos CRC.
Los códigos CRC (Cyclic Redundancy
Code o Cyclic Redundancy Check) son códi­
gos de redundancia cíclica utilizados para la de­
tección y corrección de errores. La redundancia
aquí consiste en añadir una serie de bits al men­
saje original, y enviarlos de manera conjunta
con este. Cuando llegan al destino se vuelve a
realizar el cálculo de estos bits de redundancia y
se comprueba si son iguales. En caso de no ser­
lo, se indicará al emisor que se ha producido un
error y que debe transmitirlos de nuevo. Se ge­
neran a partir de divisiones de polinomios, y su
utilización viene especificada en distintas reco­
mendaciones. Por ejemplo, en el libro rojo del
CCITT (ahora ITU­T), volumen VIII, Intenatio­
nal Telecommunications Union, Ginebra 1986 o
en la recomendación V.41, Sistemas de control
de errores independiente de código, donde se
25
Telemática. Ver.0.1b
recoge el polinomio generador: x16+ x12+ x5 + 1.
●
MNP5: Protocolo de corrección y
compresión, para módems asincronos,
utilizando un algoritmo de repetición
de caracteres, consiguiendo una efica­
cia de 2:1.
●
MNP7: Nivel de compresión hasta
3:1, aunque está obsoleto.
●
MNP9: Servicios extendidos; por
ejemplo, para simular líneas dúplex
sobre enlaces semidúplex.
●
MNP10: Es, como MNP9, una exten­
sión de los anteriores que está espe­
cialmente indicado para transmisiones
rurales, celulares y de larga distancia,
en donde hace un uso óptimo de las
líneas con mala calidad.
8.2.3.2.Protocolos MNP.
El principal impulso dado a las técnicas de
detección y corrección de errores en módems lo
dio la empresa Microcom, con el desarrollo del
protocolo MNP (Microcom Net­working Pro­
tocol) para su incorporación a los módems
como parte del software básico del equipo. Sola­
mente es válido para transmisiones asincronas.
En esencia, la manera de funcionar de
MNP es que toma los n bits de datos correspon­
dientes a un carácter (sin el bit de Start ni el de
Stop) y los empaqueta en una trama síncrona.
Las distintas versiones que se han venido
sucediendo se han denominado niveles, englo­
bando cada una de las ventajas y opciones de las
anteriores. Veamos algunos de ellos:
●
MNP3: Protocolo de corrección a ni­
vel de bit. El terminal transmite en
asíncrono hacia el módem y éstos tra­
bajan en síncrono.
●
MNP4: Protocolo de corrección de
errores, de mayor difusión, a nivel de
paquete. El CCITT ha definido la normas V.42
para el control y detección de errores. Emplea el
protocolo LAP M (Link Access Procotol M), de­
rivado del HDLC, consistente en un cálculo po­
linomial, para prever los detalles de estableci­
miento de la comunicación, corrección de erro­
res, notificación de anomalías, etc. Contempla
los protocolos MNP, niveles 2 y 4, como un ane­
xo, por lo que los módems funcionando según
esta norma ha de ser compatibles con los MNP4.
8.3.Control de flujo.
El control de flujo es la función propia de
los protocolos de nivel de enlace. Tiene por fi­
nalidad adecuar las velocidades de transferencia
de datos entre los equipos que intervienen en la
comunicación. En una conexión dúplex por mó­
dem hay implicados seis vínculos para estable­
cer una comunicación:
●
Del equipo de transmisión al módem
de transmisión.
●
Del módem de transmisión al módem
de recepción.
Cada uno de los elementos que interviene
puede tener distintas velocidades de transmi­
sión. Cuando el módem de recepción no puede
aceptar datos temporalmente, necesita comuni­
carse con el módem de transmisión para indicar­
le que vaya más despacio o que espere.
El control de flujo es el método de diálogo
por el que un módem controla la velocidad a la
que otros módems se comunican con él.
Los protocolos de control de flujo pueden
ser:
●
Del módem de recepción al equipo de
recepción.
●
De envío y espera (usados en comuni­
caciones semidúplex).
●
Los tres vínculos de retorno.
●
De superposición (empleados en dú­
26
Telemática. Ver.0.1b
plex).
trolar el flujo de datos.
●
De ventana deslizante.
●
Protocolos ARQ (Automatic Request­
for Repeat). Algunos protocolos ARQ
son XMODEM, YMODEM, ZMO­
DEM y Kermit.
●
El control de flujo por hardware
(RTS/CTS, Request to Send/Clear to
Send) depende del módem para con­
●
El control de flujo por software (lla­
mado también XON/XOFF) usa ca­
racteres de datos para indicar que el
flujo de datos comience o pare.
El control de flujo por software se utiliza
sólo para transmitir texto, y es lento. Se aconse­
ja utilizar XON/XOFF sólo cuando no se admita
el control por hardware, ya que XON/XOFF
quzá no funcione en algunos casos.
8.4.Comandos Hayes.
La empresa Hayes Microcomputer Pro­
ducts desarrolló un módem al que llamó Hayes
Smartmodem. Era 1980 y estos módems trabaja­
ban a 300 bps. El Smartmodem se convirtió en
un estándar defacto y se extendió el término
módem compatible Hayes. Muchos fabricantes
adoptaron dicho estándar. Su sistema de comu­
nicación está basado en el uso de comandos Ha­
yes, que son órdenes que se envían al módem y
permiten comunicarse con él.
La Tabla muestra varios comandos Hayes.
Su formato general es: AT comando <CR>,
siendo <CR> (Carriage Return) el comando que
representa un retorno de carro. Se pueden enca­
denar consecutivamente. El módem acepta o re­
chaza los comandos emitiendo mensajes alfanu­
méricos que nos informan de qué resultado ha
tenido el comando sobre el módem.
AT
Prefijo de comando. Inicio de
una línea de comandos
E
Activación (1) / Desactivación (0)
del eco en modo comando.
H
Cuelgue (O)/Descuelgue (1) del
módem.
L
Controla volumen del altavoz­tres
niveles
M
Control del altavoz:
MO: altavoz desactivado
MI: activado hasta portadora
M2: altavoz activado siempre
P
Marcación por pulsos
T
Marcación por tonos.
Sr=n Asignación del valor "n" al re­
gistro "r" seleccionado.
Sr? Muestra el valor del registro
"r".
Z
Inicialización del módem y asig­
na valores por defecto.
j &C0
Presume la señal portadora siem­
pre siempre.
| &C1
Sigue la presencia de la señal por­
tadora
| &D0
Ignora la señal DTR
AT
Prefijo de comando. Inicio de
una línea de comandos
<CR>
Retorno de carro­ Terminación
de una línea de comandos.
i &O1
A
Activación del modo respuesta­
Intenta la conexión.
Asume el estado de comandos
cuando cae la señal DTR
&D2
Reejecución del último coman­
do; no usa AT ni <CR>
Cuelga y pasa a estado de coman­
dos cuando cae la señal DTR
&D3
Inicializa al caer la señal DTR
&F
Establece como activa la configu­
ración de fábrica.
&K0
Desactivación del control de flujo
&K3
Control de flujo RTS/CTS
&K4
Control de flujo XON/XOFF
A/
B
Selección de norma
BO: norma CCITT
B1: norma BELL.
D
Activa modo origen; marca nú­
mero e intenta la conexión.
DS = n Marca un número almacenado
en el directorio.
Estos comandos suele denominarse co­
mandos AT estándar, o simplemente comandos
27
Telemática. Ver.0.1b
AT.
Un comando consiste en un conjunto de
caracteres enviados desde el terminal (Hyperter­
minal de Windows u otros programas al efecto),
precedidos siempre por los caracteres AT y se­
guidos de los caracteres que componen el co­
mando, acabando con el carácter CR (enter). La
línea de comandos puede estar compuesta de
uno o varios comandos, excepto para los coman­
do ATD, ATA y ATZ.
El formato general de un comando HA­
YES es el siguiente: AT COMANDO <CR> en
donde <CR> es Retorno de Carro.
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