Modos de transmisión de señal

Redes. Internet. Señal analógica. Señal digital. Dúplex. Semidúplex. Símplex

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  • Idioma: castellano
  • País: España España
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Indice

Analógico o Digital.................................................Pág. 3

Paralelo o Serie.....................................................Pág. 4

Duplex, Símplex y Semiduplex..............................Pág. 4 y 5

Sincronización de la comunicación........................Pág. 5,6,7 y 8

Bibliografia.............................................................Pág.9



Modos de transmisión

Analógica o Digital

La transmisión de datos se basa en la existencia de una línea que une el terminal emisor con el receptor. Dicha línea puede ser desde un simple cable que une dos ordenadores cercanos hasta un medio de transmisión público, como puede ser la red telefónica o los circuitos alquilados punto a punto.

Antiguamente, todos los medios de transmisión eran analógicos; quiere eso decir que estaban pensados para enviar señales analógicas. Lo que caracteriza a un medio de transmisión analógico (independientemente de otras consideraciones) es su capacidad para transmitir frecuencias, la capacidad de un medio de transmisión analógico se mide con la unidad ancho de banda. Una línea telefónica, la cual es un medio de transmisión analógico, es capaz de transmitir cualquier frecuencia entre 300 y 3400 Hz, por lo tanto su ancho de banda es 3100 Hz (3400-300).

'Modos de transmisin de seal'

En la actualidad, aunque todavía existen medios de transmisión analógicos, todos los nuevos sistemas de transmisión que se instalan son medios digitales. Un medio de transmisión digital se caracteriza porque recibe información digital binaria (0 o 1) en un extremo y la transmite al otro extremo. El típico medio que siempre se pone de ejemplo de transmisión digital es la fibra óptica, sin embargo también existe la transmisión digital vía radio, cable o satélite. La capacidad de un medio de transmisión digital se mide en bits por segundo. En caso de la fibra óptica, son muy normales capacidades de 140 o 512 Mbps.

'Modos de transmisin de seal'

Para ver la equivalencia entre los medios de transmisión analógico y digital se utiliza la Ley de Shannon, que nos dice lo siguiente:

C=W*LOG2(1+S/R)

Donde C es la capacidad máxima es bps, W es el ancho de banda en Hz, S es la relación de potencia de la señal y R la potencia del ruido de la línea utilizada. La relación S/R se suele dar completa.

Paralelo o Serie

En el interior de la computadora e incluso con algunos periféricos próximos, la transmisión de información se realiza en paralelo, es decir, se transmite simultáneamente una palabra de información, utilizando para ello tantos hilos de comunicación como bits componen la palabra. Todos los medios de transmisión que envían señales a largas distancias utilizan equipos especiales de transmisión para asegurar que las señales introducidas por un extremo lleguen al otro en buenas condiciones pero la utilización del sistema paralelo no es rentable ni fiable ya 'Modos de transmisin de seal'
que aumenta considerablemente la complejidad y el coste de los circuitos; por ello se utiliza la transmisión en serie, enviándose un bit tras otro mediante un único circuito.

plex, Símplex y Semidúplex

Hablando de comunicación en general, no sólo de transmisión de datos, podemos decir que existe tres formas de llevar a cabo una comunicación:

'Modos de transmisin de seal'
Símplex: En la que la comunicación de información se realiza en un solo sentido. A este tipo de comunicación se le conoce como unidireccional. Un ejemplo de comunicación símplex son las emisiones de los canales de televisión, las cuales se producen siempre en el sentido estudio de TV-televidente. En telemática tenemos el ejemplo de los sistemas de telecontrol o telemedida.

'Modos de transmisin de seal'
Semidúplex (half-duplex): En la que la comunicación de la información se lleva a cabo en ambos sentidos, pero no simultáneamente. Esto es, se trata de una comunicación bidireccional, donde no hay cruce de información en la línea. La infromación circula en un sentido o en otro, pero no en los dos a la vez. El ejemplo típico de una comunicación semidúplex son las comunicaciones de radioaficionados o con walkie-talkie. En transmisión de datos es utilizado corrientemente el modo semidúplex, incluso sobre circuitos que permiten el modo dúplex.

'Modos de transmisin de seal'
Dúplex: En la que la comunicación se puede producir en ambos sentidos simultáneamente. El ejemplo típico de una comunicación dúplex son las comunicaciones telefónicas, donde las dos personas que intervienen en la comunicación pueden hablar en cualquier momento, incluso simultaneamente.

Sincronización de la comunicación

Como hemos visto anteriormente, dos ordenadores pueden ponerse en comunicación bien en modo serie o bien en modo paralelo. El modo paralelo es utilizado exclusivamente cuando los ordenadores están próximos el uno al otro, siendo el modo serie el adecuado para comunicaciones donde interviene algún tipo de red pública; esto es, para las grandes distancias.

Pues bien, uno de los procesos más importantes que intervienen en la transmisión de datos en modo serie es la coordinación de la transmisión y la recepción de los datos. Son tres los factores a tener en cuenta:

  • Que los bits son enviados por el terminal origen de forma secuencial y con cierta cadencia. Si el terminal de destino tiene un mínimo error en la cadencia de lectura, puede llegar a leer un mismo bit dos veces o saltarse algún bit sin leer.

  • Que el terminal receptor recibe los bits uno tras otro, por lo que tiene que tener algún procedimiento para diferenciar cada uno de los caracteres o bytes que componen la información transmitida. Este problema no lo tiene la transmisión en paralelo, donde los bits son transmitidos de ocho en ocho, no quedando dudas de la asociación de dichos bits para formar cada carácter.

  • Por último, cuando se tienen que transmitir grandes volúmenes de información, ésta no se transmite de una vez, ya que eso provocaría que de haber un error se tendría que retransmitir todo desde un principio. Para evitar eso, la información no se transmite de golpe, sino que se divide en secciones más pequeñas (grupos de, por ejemplo, 512 o 1024 caracteres), llamadas tramas, bloques o paquetes. Eso quiere decir que hay que establecer un procedimiento que nos permita identificar qué carácter, de todos los recibidos, es el primero de cada trama.

  • Según lo visto, una comunicación entre ordenadores debe de contar con procedimientos que le permitan segregar los bits, los caracteres (bytes) y las tramas. La técnica que nos permite llevar a cabo esta segregación se conoce con el nombre de sincronismo, existiendo el sincronismo de bit (segregación de bit), sincronismo de carácter (segregación de carácter) y sincronismo de trama (segregación de tramas). El sincronismo de bit es responsabilidad del módem, mientras que el sincronismo de carácter y de trama es responsabilidad del protocolo de comunicaciones utilizado (el software). Existen dos métodos para llevar a cabo el sincronismo de bit: el método asíncrono (también llamado de arranque y parada o start-stop) y el método síncrono.

    Transmisión asíncrona

    El método de transmisión asíncrona fue establecido para los terminales TTY (teleimpresoras o Teletypewriters) usados en los años cincuenta y sesenta. Estos terminales utilizaban sistemas electromecánicos, por lo que su mayor problema era el de ajustar la velocidad de los terminales emisor y receptor de la información. Para solucionar ese problema la transmisión asíncrona utilizaba un bit de arranque (start bit), bit 0, que ponía en funcionamiento a los dos motores simultáneamente. A continuación eran emitidos los bits de información, limitando esos bits a cinco (código baudot). La idea era que por mucho desajuste de velocidad que tuviesen ambos motores, no se notaría con tan sólo cinco bits. Hay que tener en cuenta que a mayor número de bits por carácter, más tiempo están girando los dos motores de forma autónoma, y por tanto, más probabilidad hay de desajuste. Después de los bits de información se transmitía un de parada (stop bit), bit 1, para a continuación poder volver a comenzar el ciclo con otro bit de arranque del nuevo carácter. Como puede ver, el bit de parada no es un bit normal de información, sino que es un estado que debe permanecer a 1 durante un tiempo equivalente a entre 1,5 y 2 veces el tiempo de un bit para asegurar que el teleimpresor le diese tiempo de volver a la posición inicial.

    Hoy en día, aunque los terminales utilizados para transmitir datos son mucho más potentes que los antiguos teleimpresores, se sigue utilizando el sencillo método asíncrono por razones históricas y de compatibilidad. Lo único que se ha actualizado ha sido el código, ya que se ha sustituido el código baudot, de 5 bits por carácter, por el código ASCII, de 7 u 8 bits por carácter.

    En una transmisión asíncrona tenemos, por tanto, que para cada carácter emitido se necesita transmitir un bit de arranque (bit 0) seguido por 7 u 8 bits de información que identifica al carácter de acuerdo con el código ASCII, y termina con el bit de parada (bit1).

    Con el sistema asíncrono de transmisión, se resuelve simultáneamente el problema de la sincronización de bit y de la sincronización de carácter. Cada bit se identifica sin problemas debido a que el bit de arranque sirve de ajuste de la base de tiempos. Por su lado, el primer bit de cada carácter es siempre el bit siguiente al de arranque.

    El inconveniente del sistema asíncrono es que por cada carácter enviado, por cada 7 u 8 bits de información, se necesitan 2,5 o 3 bits de control. Por lo tanto, el sistema asíncrono desperdicia entre el 23,8% y el 30% del tiempo en enviar caracteres de control de sincronismo de bit.

    Antes de la aparición de los ordenadores personales de tipo PC, la teleinformática era practicada con terminales tontos que se comunicaban con los ordenadores mainframe mediante este sistema asíncrono TTY. Con la aparición de los ordenadores personales, éstos también se conectaron a los mismos ordenadores mainframe utilizando el mismo sistema de comunicación. Por ese motivo, el software utilizado en los PC para comunicarse en modo asíncrono recibe el nombre de programa emulador TTY (TTY emulator program). Hoy en día, esos programas de comunicaciones son los más comúnmente utilizados en los ordenadores personales.

    Transmisión síncrona

    La búsqueda de mayores velocidades de transmisión llevó a los diseñadores de sistemas de comunicaciones de datos a idear un sistema que aprovechase mejor el tiempo de lo que lo hace el sistema asíncrono. La idea es producir dispositivos que envíen el máximo posible de bits por unidad de tiempo utilizando un mismo canal de comunicación. El resultado fue el sistema síncrono.

    Recordemos que el problema que se pretende resolver es cómo hacer que la base de tiempos (señal del reloj) utilizada por el terminal receptor para fijar la cadencia con la que debe leer los datos, sea lo suficientemente parecida a la base de tiempos del terminal emisor como para que no se produzcan errores de lectura. Al utilizar los terminales origen y destino distintas bases de tiempos, distintas señales de reloj, y dado que los circuitos electrónicos no son perfectos, una pequeñisima desviación puede producir, como se ha indicado anteriormente, una doble lectura de un bit o el salto de un bit sin leer.

    Con el sistema asíncrono, los terminales emisor y receptor utilizaban sus propias bases de tiempo, sincronizando éstas al comienza de cada carácter mediante el bit de arranque. Con el sistema síncrono, la base de tiempo que genera el terminal emisor para transmitir los datos es recogida por el terminal receptor a partir de los propios cambios de estado de los datos recibidos. Por lo tanto, la sincronización se lleva a cabo utilizando para ello los mismos cambios de estado de las señales transmitidas.

    Para asegurar la sincronización, antes de empezar a transmitir los datos de información, el terminal emisor transmite uno o más caracteres de sincronización llamados SYN. Estos caracteres están formados por una combinación de 0 y 1 alternos (0101010). Por otro lado, los bytes de información son enviados agrupados en tramas, de forma que después de cada trama se envían de nuevo el carácter SYN.

    La ventaja de los sistemas síncronos es no se desperdicia tiempo en realizar el sincronismo, como ocurre en los asíncronos. Los modems síncronos son equipos más complejos que los asíncronos, pero supone una mejor utilización de la línea y permite mayores velocidades, por ser menos sensible al ruido e imperfecciones de los medios de transmisión. Este sistema de transmisión es utilizado para velocidades de transmisón de datos iguales o superiores a los 2400 bits por segundo.

    Bibliografia

    “Informática básica”

    “Libro de las Comunicaciones del PC” Ed. Ra-Ma, José A. Carballar

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