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Transmisi贸n de Dat贸s Revista Digital

Eduardo Mejias Avila 19.591.303

Técnico Superior en Electrónica Instituto Universitario de “Tecnología Antonio José de Sucre” Estudiante del 8 Semestre de Ingeniería en Telecomunicaciones Universidad Fermín Toro

Introducción Las redes están cambiando las formas de comercio y las formas de vida en general las decisiones comerciales se toman cada vez más rápidamente y los que las toman requieren acceso inmediato a información exacta. Pero antes de preguntar lo rápido que podemos conectarnos, es necesario saber cómo funcionan las rede, que tipo de tecnología está disponible y que diseño se ajusta mejor a cada conjunto de necesidades. Cuando una empresa añade una nueva división, la tecnología debe ser lo suficientemente flexible para reflejar los cambios de configuración.

El desarrollo de la computadora personal ha significado cambios extraordinarios para los negocios, la industria, la ciencia y la educación. La tecnología de procesamiento de la información, antaño bajo el dominio de técnicos altamente entrenados, se ha convertido en algo suficientemente amigable para poder ser utilizado por trabajadores no técnicos. Pronto los vendedores, contables, profesores, investigadores, secretarias y gestores comenzaron a diseñar sus propias hojas suficientemente amigable para poder ser utilizado por trabajadores no técnicos. Pronto los vendedores, contables, profesores, investigadores, secretarias y gestores comenzaron a diseñar sus propias hojas de cálculo, presentaciones y bases de datos. Las empresas y las universidades comenzaron a construir microcomputadoras para facilitar la gestión de la información.

A medida que se instalaron estas microcomputadoras, los terminales tradicionales, que habían proporcionado transmisiones pasivas con las grandes computadoras centrales, quedaron eliminados. Se sustituyeron por emuladores de terminales de PC, que proporcionaron una nueva conexión inteligente a un servidor central.

En el nuevo mundo de los PC y las estaciones de trabajo, los datos se podían copiar en un disquete y cargarse físicamente en otro PC incluso, aunque estuviera justo en la mesa de al lado o ser impresos; enviados por correo, o por fax o enviados por mensajero a su destino; allí se podían cargar en una computadora remota. Esto no solo era una pérdida de tiempo, sino que también creaba otros inconvenientes. Teclear de nuevo los datos podía generar errores humanos, y los problemas asociados con la transferencia de los disquetes eran a veces peores.

Además de las limitaciones de capacidad, que a menudo hacían necesario la utilización de múltiples secuencias de disquetes cuidadosamente ordenados para llevar a cabo una transmisión, los disquetes se convirtieron en una forma terrorífica de transmisión de virus que podían saltar de una computadora a otra.

Una evolución similar está ocurriendo en la red de telecomunicaciones. Los avances tecnológicos están haciendo posible que los enlaces de comunicaciones puedan transmitir señales más rápidamente y con más capacidad. Como resultado, los servicios están evolucionando para permitir el uso de nuevas capacidades, incluyendo ampliaciones a servicios telefónicos ya existentes, como conferencias múltiples, llamada en espera, correo a través de web e identificación de llamadas; los nuevos servicios digitales incluyen video conferencias y recuperación de información.

Transmisión de Datos Antes de empezar a hablar de transmisión de Datos hablaremos de algunos conceptos que son necesarios conocer previo conocimiento del tema, como lo son comunicación, telecomunicación, teleinformática.

La comunicación es la actividad asociada con el intercambio o distribución de información. Puede ser unidireccional (por ejemplo, alguien habla, pero no podemos contestarle) o bidireccional (una conversación entre dos o más personas: todas pueden hablar).

La telecomunicación es la acción de comunicarse a distancia. Proviene del griego tele y del latín comunicare. Aunque las cartas y los periódicos son formas de telecomunicación, en nuestro contexto nos referimos a telecomunicación cuando es una comunicación por teléfono, fax, radio, televisión...

Las telecomunicaciones no son una actividad, sino la tecnología que permite la comunicación a distancia (es decir, la telecomunicación).

La Teleinformática o Telemática están constituidas por la contracción de las palabras telecomunicaciones e informática. Se puede decir que en ella se reúnen los aspectos técnicos que caracterizan a ambas especialidades. La telemática es la Ciencia que estudia el conjunto de técnicas que es necesario usar para poder transmitir datos dentro de un sistema informático o entre puntos de él situados en lugares remotos usando redes de telecomunicación. Puede verse como el logro de que un sistema informático (ordenador, teléfono,...) pueda dialogar con equipos situados geográficamente distantes usando redes de telecomunicaciones.

La información es lo que se distribuye o intercambia con la (tele)comunicación. Si asociamos este término a las comunicaciones electrónicas, podemos ver la información como datos procesados o/y organizados de una determinada forma. Como tales los datos no son información, ésta se logra al organizarlos. Otra forma de definir la información es asociarla al intercambio de símbolos y darla como la probabilidad del símbolo que se quiere transmitir (teoremas de Shannon). Esta última forma es la más utilizada.

Definición de transmisión de datos La ITU-T (antes CCITT) en su norma X.15, define la transmisión de datos como la acción de cursar datos, a través de un medio de telecomunicaciones, desde un lugar en que son originados hasta otro en el que son recibidos.

Una de las definiciones más comunes de transmisión de datos: Parte de la transmisión de información que consiste en el movimiento de información codificada, de un punto a uno o más puntos, mediante señales eléctricas, ópticas, electrópticas o electromagnéticas.

Objetivos de la transmisión de datos Los principales objetivos que debe satisfacer un sistema de transmisión de datos son: Reducir tiempo y esfuerzo.

Aumentar la velocidad de entrega de la información.

Reducir costos de operación.

Aumentar la capacidad de las organizaciones a un costo incremental razonable.

Aumentar la calidad y cantidad de la información.

Comunicaciones locales y remotas Ya hemos visto que la transmisión de datos consiste en el movimiento de información de un punto a otro. El destinatario puede encontrarse cerca o lejos del emisor.

Según la ubicación geográfica se puede hablar de dos tipos de transmisión de datos:

Transmisión de datos local. También denominada "en planta". Las distancias son pequeñas. En este caso es la propia organización (empresa, universidad, factoría...) la que construye las líneas de comunicaciones.

Ej: un ordenador central al que se quiere conectar varias terminales en distintos puntos de un edificio.

Transmisión de datos remota. La distancia entre los equipos que se quieren comunicar es mucho mayor. Es necesario acceder a las líneas de telecomunicaciones para que se realice. Normalmente se accede a las líneas proporcionadas por el servicio telefónico.

Componentes de la transmisión de datos Un sistema de comunicación de datos tiene como objetivo el transmitir información desde una fuente a un destinatario a través de una canal.

El esquema básico con el que podemos representar este concepto es: El emisor o transmisor debe convertir la señal a un formato que sea reconocible por el canal.

El canal conecta al emisor (E) y receptor (R) y puede ser cualquier medio de transmisión (fibra óptica, cable coaxial, aire...).

El receptor acepta la señal del canal y la procesa para permitir que el usuario final la comprenda.

Este planteamiento presenta varias limitaciones: Es unidireccional, aunque esto serviría para representar adecuadamente la televisión por cable. Se puede extender fácilmente al caso bidireccional, de esta forma se permite el diálogo.

La extensión natural es pasar a un esquema bidireccional donde ambos extremos tengan capacidad de envío y recepción:

Los esquemas que nos definen los bloques necesarios para realizar una comunicación pueden complicarse tanto como queramos. En Redes de 3º se verá un desarrollo más orientado a lo que son las redes de ordenadores. A continuación se muestra de forma un poco más detallada lo que se pretende con un sistema de transmisión de datos: (Schweber, 5)

El último esquema que vamos a ver es el que se muestra los elementos que aparecen son: La fuente de la señal puede ser un micrófono, un dispositivo de medida de un dispositivo de monitorización, un teclado de ordenador, ... La salida es una forma de onda normalmente eléctrica.

El codificador de fuente opera sobre una o más señales para producir una salida compatible con el canal de comunicación. Puede ser desde un filtro pasa-baja en un sistema de transmisión analógico o algo más complejo como un convertidor que acepta señales analógicas y produce un tren periódico de símbolos de salida (0 ó 1 ó más). Puede contener un multiplexor cuando se trata de comunicar señales de más de una fuente.

Los mecanismos de encriptación sirven para que la señal sólo pueda ser entendida por el receptor. En los sistemas analógicos la seguridad la proporcionan los sistemas Scrambling cono en la televisión privada o telefonía privada (Canal+).

El codificador del canal da una seguridad diferente. Aumenta la eficiencia y/o decremento los efectos de los errores de transmisión. Para disminuir los errores en los sistemas analógicos se puede distorsionar la señal para hacer la menos sensible a los ruidos sensibles a la frecuencia (sistemas Dolby). En los sistemas digitales se usa la corrección hacia delante (permite que se realice la corrección sin que el receptor tenga que pedir información adicional).

La salida puede ser una señal analógica o digital.

El modulador genera una onda analógica que se transmite.

Spread-spectrum produce inmunidad a ciertos efectos de frecuencia selectiva tales como las interferencias y la atenuación. La señal expande sobre un amplio rango de frecuencias de tal forma que las interferencias de tono único afectan sólo a una pequeña parte de la señal. Entre las ventajas cabe enumerar la compartición del canal e inmunidad a las escuchas (se puede llegar a confundir con ruido de un sistema de banda ancha).

En el receptor aparece el sincronizador de símbolos que sólo es necesario en los sistemas digitales. Se trata de obtener la señal digital a partir de la analógica.

Los distintos tipos de transmisión de un canal de comunicaciones pueden ser de tres clases: Símplex.

Semidúplex o Half-Duplex Dúplex.

Método Símplex.

Es aquel en el que una estación siempre actúa como fuente y la otra siempre como colector. este método permite la transmisión de información en un único sentido.

Método Semidúplex.

Es aquel en el que una estación A en un momento de tiempo, actúa como fuente y otra estación corresponsal B actúa como colector, y en el momento siguiente, la estación B actuará como fuente y la A como colector. Permite la transmisión en ambas direcciones, aunque en momentos diferentes. Un ejemplo es la conversación entre dos radioaficionados, pero donde uno espera que el otro termine de hablar para continuar el diálogo.

Método Dúplex.

En el que dos estaciones A y B, actúan como fuente y colector, transmitiendo y recibiendo información simultáneamente. permite la transmisión en ambas direcciones y de forma simultánea. Por ejemplo una conversación telefónica.

Comunicaciones Half-Duplex y Full duplex Cuando dos equipos se comunican en una LAN, la información viaja normalmente en una sola dirección a la vez, dado que las redes en base usadas por las redes LAN admiten solo una señal. Esto de denomina comunicación half-duplex. En cambio dos sistemas que se pueden comunicar simultáneamente en dos direcciones están operando en modo full-duplex. El ejemplo más común de una red full-duplex es, una vez mas, el sistema telefónico. Ambas parte pueden hablar simultáneamente durante una llamada telefónica y cada parte puede oír a la otra a la vez. Un ejemplo de un sistema de comunicación halfduplex es la radio, como ser los radiotransmisores, en los que solo una parte puede transmitir a la vez, y cada parte debe decir “cambio”, para indicar que ha terminado de transmitir y está pasando de modo transmisión a modo recepción.

Modos de transmisión de datos Según el sentido de la transmisión podemos encontrarnos con tres tipos diferentes: Simplex: Este modo de transmisión permite que la información discurra en un solo sentido y de forma permanente, con esta formula es difícil la corrección de errores causados por deficiencias de línea. Como ejemplos de la vida diaria tenemos, la televisión y la radio.

Half Duplex En este modo, la transmisión fluye como en el anterior, o sea, en un único sentido de la transmisión de dato, pero no de una manera permanente, pues el sentido puede cambiar. Como ejemplo tenemos los Walkis Talkis. Full Duplex.

Es el método de comunicación más aconsejable, puesto que en todo momento la comunicación puede ser en dos sentidos posibles y así pueden corregir los errores de manera instantánea y permanente. El ejemplo típico sería el teléfono.

Sentidos de transmisión en una línea de comunicaciones Una línea de comunicación tiene dos sentidos de transmisión que pueden existir simultáneamente o no. Por este motivo, existen los siguientes modos de transmisión: Simplex La línea transmite en un solo sentido sin posibilidad de hacerlo en el otro. Esta modalidad se usa exclusivamente en casos de captura de datos en localizaciones lejanas o envío de datos a un dispositivo de visualización desde una computadora lejana. Dos ejemplos pueden ser los de captura de datos en estaciones meteorológicas y la transmisión de información a los señalizadores luminosos en las carreteras.

Half Duplex La línea trasmite en los dos sentidos pero no simultáneamente.

Full Duplex La línea transmite simultáneamente.

en

los

dos

sentidos

Modos de Transmisión Un método de caracterizar líneas, dispositivos terminales, computadoras y modems es por su modo de transmisión o de comunicación. Las tres clases de modos de transmisión son simplex, half-duplex y full-duplex.

Transmisión simplex La transmisión simplex (sx) o unidireccional es aquella que ocurre en una dirección solamente, deshabilitando al receptor de responder al transmisor.

Normalmente la transmisión simplex no se utiliza donde se requiere interacción humano-máquina. Ejemplos de transmisión simplex son: La radiodifusión (broadcast) de TV y radio, el paging unidireccional, etc.

Transmisión half-duplex La transmisión half-duplex (hdx) permite transmitir en ambas direcciones; sin embargo, la transmisión puede ocurrir solamente en una dirección a la vez. Tanto transmisor y receptor comparten una sola frecuencia. Un ejemplo típico de halfduplex es el radio de banda civil (CB) donde el operador puede transmitir o recibir, no pero puede realizar ambas funciones simultáneamente por el mismo canal.

Cuando el operador ha completado la transmisión, la otra parte debe ser avisada que puede empezar a transmitir (e.g. diciendo “cambio”).

Transmisión full-duplex La transmisión full-duplex (fdx) permite transmitir en ambas dirección, pero simultáneamente por el mismo canal. Existen dos frecuencias una para transmitir y otra para recibir. Ejemplos de este tipo abundan en el terreno de las telecomunicaciones, el caso más típico es la telefonía, donde el transmisor y el receptor se comunican simultáneamente utilizando el mismo canal, pero usando dos frecuencias.

TIPOS DE TRANSMISIÓN Se denomina canal de comunicación al recorrido físico que es necesario establecer para que una señal eléctrica, óptica, electro óptica, se pueda desplazar entre dos puntos.

Los distintos tipos de transmisión de una canal de comunicaciones son de tres clases diferentes:

Simplex.

Semi duplex (half-duplex).

Duplex (full-duplex).

Simplex.- Se denomina Simplex al método de transmisión en que una estación siempre actúa como fuente y la otra siempre actúa como colector. Este método permite la transmisión de información, en un único sentido. Un ejemplo de servicio Simplex, es el que brindan las agencias de noticias a sus asociados.

Semi dúplex (half-dúplex).- Se denomina Semi dúplex (half-dúplex) al método de transmisión en que una estación A en un momento de tiempo, actúa como fuente y otra estación corresponsal B actúa como colector; y en el momento siguiente, la estación B actuará como fuente y la A como colector. Este método permite la transmisión en las dos direcciones, aunque en momentos diferentes, es decir que nunca pueden hablar ambas partes simultáneamente.

Dúplex (full-dúplex).- Se denomina dúplex (full-dúplex) al método de transmisión en que dos estaciones A y B, actúan como fuente y colector, transmitiendo y recibiendo información simultáneamente. Este método permite la transmisión en las dos direcciones, en forma simultánea.

Detección y control de errores Detección de errores Cuanto mayor es la trama que se transmite, mayor es la probabilidad de que contenga algún error. Para detectar errores, se añade un código en función de los bits de la trama de forma que este código señale si se ha cambiado algún bit en el camino. Este código debe de ser conocido e interpretado tanto por el emisor como por el receptor.

Comprobación de paridad Se añade un bit de paridad al bloque de datos (por ejemplo, si hay un número par de bits 1, se le añade un bit 0 de paridad y si son impares, se le añade un bit 1 de paridad). Pero puede ocurrir que el propio bit de paridad sea cambiado por el ruido o incluso que más de un bit de datos sea cambiado, con lo que el sistema de detección fallará.

Comprobación de redundancia cíclica (CRC)

Dado un bloque de n bits a transmitir, el emisor le sumará los k bits necesarios para que n+k sea divisible (resto 0) por algún número conocido tanto por el emisor como por el receptor. Este proceso se puede hacer bien por software o bien por un circuito hardware (más rápido).

Control de errores Se trata en este caso de detectar y corregir errores aparecidos en las transmisiones. Puede haber dos tipos de errores: Tramas perdidas: cuando una trama enviada no llega a su destino.

Tramas dañadas: cuando llega una trama con algunos bits erróneos.

Hay varias técnicas para corregir estos errores: 1. Detección de errores: discutida antes.

2. Confirmaciones positivas: el receptor devuelve una confirmación de cada trama recibida correctamente.

3. Retransmisión después de la expiración de un intervalo de tiempo: cuando ha pasado un cierto tiempo, si el emisor no recibe confirmación del receptor, reenvía otra vez la trama.

4. Confirmación negativa y retransmisión: el receptor sólo confirma las tramas recibidas erróneamente, y el emisor las reenvía. Todos estos métodos se llaman ARQ (solicitud de repetición automática).