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Ingeniería en Sistemas Computacionales Semana 9 4.1 Modem, estándares y protocolos 4.2 Circuitos: Red telefónica pública. (POTS)
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Índice Pág.
Competencia…………………………………………………………….
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Actividades de aprendizaje…………………………………………...
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Modem, estándares y protocolos……………………………………
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Estándares de comunicación………………………………………...
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Protocolos de comprobación de errores…………………………..
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Protocolos de transferencia de archivos…………………………..
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Telefonía PSTN………………………………………………………….
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Práctica………………………………………………………………….
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Fuentes de información………………………………………………
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Competencia específica a desarrollar Analizar las diferentes técnicas de modulación para evaluar su efecto en el proceso de transmisión de datos.
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Actividades de Aprendizaje Investigar las diferentes técnicas de modulación analógica y digital de datos. Analizar el proceso en la conversión de señal analógica a digital y viceversa. Graficar las diferentes formas de codificación de señales. Instalar y configurar diferentes parámetros de operación de un modem. Investigar los estándares y protocolos que utiliza el modem para la modulación y demodulación de señales.
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Modem, estándares y protocolos. Un módem (Modulador Demodulador) es un dispositivo que sirve para enviar una señal llamada moduladora mediante otra señal llamada portadora. Se han usado módems desde los años 60, principalmente debido a que la transmisión directa de las señales electrónicas inteligibles, a largas distancias, no es eficiente, por ejemplo, para transmitir señales de audio por el aire, se requerirían antenas de gran tamaño (del orden de cientos de metros) para su correcta recepción. Es habitual encontrar en muchos módems de red conmutada la facilidad de respuesta y marcación automática, que les permiten conectarse cuando reciben una llamada de la RTPC (Red Telefónica Pública Conmutada) y proceder a la marcación de cualquier número previamente grabado por el usuario. Gracias a estas funciones se pueden realizar automáticamente todas las operaciones de establecimiento de la comunicación. Por lo tanto, un módem modula información digital en ondas analógicas. En la dirección opuesta, demodula datos analógicos para convertirlos en datos digitales. La palabra "módem" es la sigla de "MOdulador/DEModulador".
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Estándares de comunicación. Al proliferar los módem, aumentó la necesidad de protocolos estandarizados para la comunicación por módem, para que todos los protocolos pudieran utilizar un lenguaje en común. Ésta es la razón por la que dos organizaciones desarrollaron estándares de comunicación: Los laboratorios BELL, precursores en el área de las telecomunicaciones. El Comité Consultivo Internacional Telefónico y Telegráfico (CCITT), conocido desde 1990 como la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT). El objetivo de la ITU es definir estándares internacionales para las comunicaciones. Los estándares para módem pueden dividirse en 3 categorías: Estándares de modulación (por ejemplo CCITT V.21) Estándares de corrección de error (por ejemplo CCITT V.42) Estándares de compresión de datos (por ejemplo CCITT V.42bis)
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A continuación, encontrará una lista de los principales estándares de módem: Estándar de modulación
Ancho de banda teórico
Modo
Bell 103
300 bps
Full dúplex
CCITT V.21
300 bps
Full dúplex
Bell 212ª
1.200 bps
Full dúplex
ITU V.22
1.200 bps
Half dúplex
ITU V.22bis
2.400 bps
Full dúplex
ITU V.23
1.200 bps
Half dúplex
ITU V.23
1.200 bps/75 bps
Full dúplex
ITU V.29
9.600 bps
Half dúplex
ITU V.32
9.600 bps
Full dúplex
ITU V.32bis
14.400 bps
Full dúplex
ITU V.32fast
28.800 bps
Full dúplex
ITU V.34
28.800 bps
Full dúplex
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Descripción
Un estándar americano y canadiense que utiliza modulación por desplazamiento de frecuencia de audio para codificar datos. Esto permite enviar un bit por baudio. Un estándar internacional similar al estándar Bell 103. Un estándar americano y canadiense que utiliza modulación por desplazamiento diferencial para codificar datos. Esto permite el envío de 2 bits por baudio. Un estándar internacional similar al estándar Bell 212A. Un estándar internacional que es una versión mejorada del estándar V.22 (de allí el nombre V.22bis). Un estándar internacional que transmite datos en modo half dúplex, es decir, los datos se transmiten en una dirección por vez. Canal de retorno opcional de 75 baudios. Un estándar internacional que brinda full dúplex asimétrico, es decir, permite la transmisión de datos en una dirección a 1.220 bps y a 75 bps en la otra dirección. Un estándar internacional que transmite datos en modo half dúplex, es decir, los datos se transmiten en una dirección por vez. Este estándar fue desarrollado especialmente para el fax. Un estándar internacional que transmite en modo full dúplex e incorpora estándares de corrección de errores. La transmisión de datos tiene lugar de acuerdo con una técnica de corrección de error llamada modulación de amplitud en cuadratura con codificación Trellis. Esta técnica consiste en enviar un bit adicional para cada grupo de 4 bits que se envían en la línea de transmisión. Un estándar internacional que mejora el estándar v.32 al enviar 6 bits por baudio y permitir una velocidad de transmisión de hasta 14.400 bps. Un estándar internacional a veces denominado V.FC (Fast Class) que permite la transmisión de datos a una velocidad de 28.800 bps. Un estándar internacional que permite la transferencia de datos a 28.800 bps. Gracias a un procesador DSP (Procesador de señal digital), los módem que utilizan este estándar pueden alcanzar
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ITU V.29
56.000 bps
Full dúplex
una velocidad de hasta 33.600 bps. Un estándar internacional que permite velocidades de transmisión de hasta 56.000 bps.
Protocolos de comprobación de errores. El control de errores: son varias técnicas mediante las cuales se chequea la fiabilidad de los bloques de datos o de los caracteres. Paridad: función donde el transmisor añade otro bit a los que codifican un símbolo. Es paridad par, cuando el símbolo tenga un número par de bits y es impar en caso contrario. El receptor recalcula el número de par de bits con valor uno, y si el valor recalculado coincide con el bit de paridad enviado, acepta el paquete. De esta forma se detectan errores de un solo bit en los símbolos transmitidos, pero no errores múltiples. CRC: (Cyclic Redundancy Check, prueba de redundancia cíclica). Esta técnica de detección de error consiste en un algoritmo cíclico en el cual cada bloque o trama de datos es chequeada por el módem que envía y por el que recibe. El módem que está enviando inserta el resultado de su cálculo en cada bloque en forma de código CRC. Por su parte, el módem que está recibiendo compara el resultado con el código CRC recibido y responde con un reconocimiento positivo o negativo dependiendo del resultado. MNP: (Microcom Networking Protocol, protocolo de red Microcom). Es un control de error desarrollado por Microcom, Inc. Este protocolo asegura transmisiones libres de error por medio de una detección de error, (CRC) y retransmisión de tramas equivocadas.
Protocolos de transferencia de archivos. Xmodem: es el protocolo más popular, pero lentamente está siendo reemplazado por protocolos más fiables y más rápidos. Xmodem envía archivos en bloques de 128 caracteres al mismo tiempo. Cuando el computador que está recibiendo comprueba que el bloque ha llegado intacto, lo señala así y espera el bloque siguiente. El chequeo de error es un checksum o un chequeo más sofisticado de redundancia cíclica. Algunas comunicaciones por software soportan ambas y podrían automáticamente usar la más indicada para un momento dado. Durante una descarga, el software tiende a usar el CRC, pero se cambiará a checksum si se detecta que el host no soporta el CRC. El protocolo de
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Xmodem también necesita tener declarado en su configuración: no paridad, ocho bits de datos y un bit de parada.
Xmodem-1k: es una pequeña variante del anteriormente mencionado, que usa bloques que posen un kilobyte (1.024 bytes) de tamaño. Este protocolo es todavía mal llamado ‘Ymodem’ por algunos programas, pero la gente gradualmente se inclina a llamarlo correctamente. Xmodem-1k-g: es una variante del anterior para canales libres de error tales como corrección de errores por hardware o líneas de cable nullmódem entre dos computadoras. Logra mayor velocidad enviando bloques uno tras otro sin tener que esperar el reconocimiento desde el receptor. Sin embargo, no puede retransmitir los bloques en caso de errores. En caso de que un error sea detectado en el receptor, la transferencia será abortada. Al igual que el anterior, muchas veces es mal llamado ‘Ymodem-g’. Zmodem: este avanzado protocolo es muy rápido al igual que garantiza una buena fiabilidad y ofrece varias características. Zmodem usa paquetes de 1 kb en una línea limpia, pero puede reducir el tamaño del paquete según si la calidad de la línea va deteriorándose. Una vez que la calidad de la línea es recuperada el tamaño del paquete se incrementa nuevamente. Zmodem puede transferir un grupo de archivos en un lote (batch) y guardar exactamente el tamaño y la fecha de los archivos. También puede detectar y recuperar rápidamente errores, y puede resumir e interrumpir transferencias en un período más tarde. Igualmente es muy bueno para enlaces satelitales y redes de paquetes conmutadas. ASCII: en una transferencia ASCII, es como que si el que envía estuviera actualmente digitando los caracteres y el receptor grabándolos ahora. No se utiliza ninguna forma de detección de error. Usualmente, solo los archivos ASCII pueden ser enviados de esta forma, es decir, como archivos binarios que contienen caracteres. Ymodem: este protocolo es una variante del Xmodem, el cual permite que múltiples archivos sean enviados en una transferencia. A lo largo de ella, se guarda el nombre correcto, tamaño, y fecha del archivo. Puede usar 128 o (más comúnmente), 1.024 bytes para los bloques.
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Ymodem-g: este protocolo es una variante del anterior, el cual alcanza una tasa de transferencia muy alta, enviando bloques uno tras otro sin esperar por un reconocimiento. Esto, sin embargo, significa que si un error es detectado por el receptor, la transferencia será abortada. Telink: este protocolo es principalmente encontrado en Fido Bulletin Board Systems. Es básicamente el protocolo Xmodem usando CRC para chequear y un bloque extra enviado como cabecera del archivo diciendo su nombre, tamaño y fecha. Por su parte, también permite que más de un archivo sea enviado al mismo tiempo (Fido es una BBS muy popular, que es usada en todo el mundo). Kermit: Este protocolo fue desarrollado para hacer más fácil que los diferentes tipos de computadoras intercambiasen archivos entre ellas. Casi ninguna computadora que usa Kermit puede ser configurada para enviar archivos a otra computadora que también use Kermit. Kermit usa pequeños paquetes (usualmente de 94 bytes) y aunque es fiable, es lento porque la relación del protocolo de datos para usarlos es más alta que en muchos otros protocolos.
Telefonía PSTN. La red telefónica pública conmutada (PSTN, Public Switched Telephone Network) es una red con conmutación de circuitos tradicional optimizada para comunicaciones de voz en tiempo real. Cuando llama a alguien, cierra un conmutador al marcar y establece así un circuito con el receptor de la llamada. PSTN garantiza la calidad del servicio (QoS) al dedicar el circuito a la llamada hasta que se cuelga el teléfono. Independientemente de si los participantes en la llamada están hablando o en silencio, seguirán utilizando el mismo circuito hasta que la persona que llama cuelgue. La Interfaz de programación de aplicaciones de telefonía (TAPI, Telephony Application Programming Interface) permite a los programas comunicarse fácilmente a través de la red de telefonía tradicional. TAPI permite la conexión directa con una red PSTN y marcado telefónico automático, y proporciona interfaces para llamadas de conferencia, correo de voz e identificador de la persona que llama.
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En un entorno cliente-servidor, la telefonía se puede administrar como cualquier otro servicio de red. Puede especificar las líneas y los teléfonos disponibles para usuarios concretos y utilizar la seguridad del dominio para controlar el acceso a los recursos de telefonía. Los proveedores de servicios de telefonía y todos los parámetros almacenados se puede actualizar en una LAN para facilitar la configuración, el uso y la administración de recursos, independientemente de la ubicación física.
Conectividad analógica La misma red que utiliza nuestro teléfono está disponible para los equipos. El nombre de esta red mundial es la Red telefónica pública conmutada (PSTN). En el marco de la informática, podemos pensar en PSTN como un gran enlace WAN que ofrece líneas telefónicas de llamada de grado de voz.
Líneas de llamada El hecho de que PSTN fuese diseñada principalmente para la comunicación de voz hace que sea lenta. Las líneas analógicas de llamada requieren módems que pueden incluso hacerlas más lentas todavía. Por otro lado, la calidad de la conexión es inconsistente debido a que PSTN es una red de circuitos conmutados. Cualquier sesión de comunicación única será tan buena como los circuitos enlazados para esta sesión determinada. Sobre largas distancias, por ejemplo, país a país, pueden resultar considerablemente inconsistentes en los circuitos de una sesión a la siguiente.
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Líneas analógicas dedicadas A diferencia de las líneas de llamada que deben volver a abrir la sesión cada vez que se utilizan, las líneas analógicas dedicadas (o alquiladas) se mantienen abiertas en todo momento. Una línea analógica alquilada es más rápida y fiable que una conexión de llamada. Sin embargo, es relativamente cara puesto que el proveedor de servicio está dedicando recursos a la conexión alquilada, independientemente de si se está utilizando la línea o no. Ningún tipo de servicio es el mejor para todos los usuarios. La mejor opción dependerá de un número de factores destacando: La cantidad de tiempo de conexión que se utilizará. El coste del servicio. La importancia de tener tasas de transferencia de datos superiores y más fiables que una línea condicionada. La necesidad de tener una conexión 24 horas al día. Si no es frecuente la necesidad de establecer la conectividad, pueden resultar más adecuadas las líneas de llamada. Si es necesario una conexión de alto nivel de fiabilidad y de utilización continua, entonces no resulta adecuada la calidad del servicio que proporciona una línea de llamada.
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Configuración IP de telefonía básica Instrucciones. Realice la siguiente práctica utilizando el simulador Packet Tracer.
Procedimiento: Configurar el Administrador de llamadas ExpressTM en un router 2811, Utilice varios dispositivos de telefonía Conecte los teléfonos IP CiscoTM, así como teléfono analógico en la red. Diagrama de la red
Nota: Conecte sólo un teléfono IP en el inicio del laboratorio. Teléfono IP 2 debe ser desconectado.
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Paso 1: Configurar la interfaz FastEthernet 0 / 0 y servidor DHCP en RouterA (2811) RouterA>enable RouterA#configure terminal RouterA(config)#interface FastEthernet0/0 RouterA(config-if)#ip address 192.168.10.1 255.255.255.0 RouterA(config-if)#no shutdown
El servidor DHCP es necesario para obtener una dirección IP y la ubicación del servidor TFTP para cada teléfono IP conectado a la red. RouterA(config)#ip dhcp pool VOICE #crear el nombre del pool DHCP# RouterA(dhcp-config)#network 192.168.10.0 255.255.255.0 #ip 192.168.10.0 with /24 mask# RouterA(dhcp-config)#default-router 192.168.10.1 #La dirección IP del router por defecto # RouterA(dhcp-config)#option 150 ip 192.168.10.1
# Obligatorio para la configuración de VoIP#
Paso 2: Configurar el Administrador de llamadas de servicio expreso de telefonía en Router A Ahora debe configurar el Call Manager Express servicio de telefonía en RouterA habilitar VoIP en su red. RouterA(config)#telephony-service
#Configuración del router para servicios de telefonía #
RouterA(config-telephony)#max-dn 5
# Definir el número máximo de números de la guía #
RouterA(config-telephony)#max-ephones 5
#Define el maximo nu mero de telefonos#
RouterA(config-telephony)#ip source-address 192.168.10.1 port 2000 RouterA(config-telephony)#auto assign 4 to 6
#IP Address source#
# La asignación automática de números de extensión
a los botones #
RouterA(config-telephony)#auto assign 1 to 5
# La asignación automática de números de extensión
a los botones #
Paso 3: Configuración de una VLAN de voz en Switch A
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Aplicar la siguiente configuración en las interfaz SwitchA. Esta configuración separará tráfico de voz y datos en VLANs diferentes en el SwitchA. Los paquetes de datos se realizará en la VLAN de acceso. SwitchA(config)#interface FastEthernet0/1 SwitchA(config)#interface range fa0/1 – 5 SwitchA(config-if-range)#switchport mode access SwitchA(config-if-range)#switchport voice vlan 1
#Configura el rango de la interface# # Definir la VLAN en la que los
paquetes de voz serán manejados#
Paso 4: Configuración de la guía telefónica de un teléfono IP Aunque 'teléfono IP 1' ya está conectado a SwitchA,se necesita configuración suplementaria antes de ser capaces de comunicarse. Es necesario configurar RouterA CME para asignar un número de teléfono para este teléfono IP. RouterA(config)#ephone-dn 1 RouterA(config-ephone-dn)#number 2856044
# Definición de la entrada del directorio# # Asigne el número de teléfono a esta entrada #
Paso 5: Compruebe la configuración
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Paso 6: Configurar el directorio de teléfono para teléfono IP de dos Conecte el teléfono IP de 2 a SwitchA y apagar el teléfono utilizando el adaptador de corriente (ficha Física). RouterA(config)#ephone-dn 2 RouterA(config-ephone-dn)#number 2856282
# Definición de la entrada del directorio# # Asigne el número de teléfono a esta
entrada #
Paso 7: Verifique la configuración Asegúrese de que el teléfono IP 2 recibe una dirección IP y un número de teléfono al 2856282 de RouterA (esto puede tardar unos segundos). Marque 2856044 y comprobar si el teléfono IP recibe de forma correcta la llamada. El pc configurado en la red es pa verificar que el Router A si está enviando dhcp ya que en esa altura de la configuración aun no es posible verificarlo en el teléfono, por lo tanto la tarjeta de red del pc hay que configurarla en modo dhcp como lo muestra la gráfica.
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Fuentes de información. Cisco Networking Academy, CCNA Exloration 5.0 Aspectos bàsicos de Networking. http://mx.kalipedia.com/informatica/tema/modulacionamplitud.html?x=20070 821klpinginf_50.Kes&ap=6 http://es.scribd.com/doc/63546793/MODULACION-ANALOGICA http://www.analfatecnicos.net/imprimir.php?id=15&campo=preguntas http://www.textoscientificos.com/redes/modulacion/ask Edward Rivier, Transmission numérique multimédia, Los medios digitales de transmisión, Eyrolles, mars 1998 Eyrolles, marzo de 1998 http://www.evehttp://www.asifunciona.com/electronica/af_conv_ad/conv_ad _5.htm http://translate.google.com.mx/translate?hl=es&langpair=en%7Ces&u=http:/ /www.andreasschwope.de/ASIC_s/Schnittstellen/Data_Lines/line_codes.htmlliux.com/mx/ conversion-analogico-digital-adc.php http://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%B3dem http://www.tecnotopia.com.mx/mecatronica/modemprotocolos.htm http://es.kioskea.net/contents/pc/modem.php3
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