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Modems - Monografía



 
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Telecomunicaciones. Redes. Internet. Modulación: Amplitud, frecuencia, fase. Ancho de banda. Señales. RDSI (Red Digital de Servicios Integrados). ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line). Cable. Puertos. Interfaces. Serie V. Sistema síncrono y asíncrono. Simplex. Half y full duplex. Ruidos. Protocolos. Comandos




¿QUÉ ES UN MODEM?



Un módem es un dispositivo colocado entre un equipo terminal de datos (DTE),por ejemplo un ordenador, y el medio de transmisión, radio, cable de fibra, cable telefónico, etc. y se encarga de convertir la información binaria utilizada en los ordenadores, en señales sonoras que hagan posible su transmisión sobre las líneas telefónicas ordinarias mediante una portadora.

La limitación del ancho de banda (capacidad de transportar información. Su unidad es el Hercio (Hz), y su misión es definir el rango de frecuencias que pueden alcanzarse sin dañar a la señal. A mayor ancho de banda, mayor capacidad de transportar datos tiene el modem) y la primitiva mala calidad de las centralitas telefónicas y sus medios de intercomunicación, limitaron durante algún tiempo las transmisiones a 2400 bps, unos 240 cps y que ya fueron un gran adelanto sobre los primitivos modems de 300 y 1200 bps con rendimientos entre 30 y 120 cps, no tan raro hoy día al usar Internet pero por otros motivos diferentes.

El gran salto a los modems de alta velocidad a precio asequible fue una realidad al final de los años 80 en que los modems 9.600 y 14.400 empezaron a ser vendidos por el “asequible” precio en aquellos años de unas 100.000 pts.

Hay que hacer especial mención a la empresa US Robotics que con su protocolo HST half duplex consiguió sobre aquellas líneas ruidosas con centralitas pentacontac de selección mecánica y los viejos relevadores, de discutible eficiencia y con una baja relación señal/ruido, y que a pesar de las dificultades lograban ratios de 1600 cps de forma mantenida gracias a su sistema analizador de línea que posicionaba, dentro del espectro útil, la zona menos ruidosa para trasmitir los datos a base de una modulación en fase que permitía trasmitir mas información respetando el ancho de banda.

Los 14.400 full duplex (V32B) los  actuales 28800 (V34) y 33600 (V34+) y el mas moderno 57600  asimétrico (V90), han agotado las posibilidades incluso en las actuales líneas ‘limpias’ de las centralitas digitales ya que rara vez se consigue una conexión sostenida a esa velocidad incluso en los V90 que exigen que la comunicación desde la centralita hasta el proveedor de servicios sea digital.

Para orientarnos sobre la velocidad de un modem podemos poner como ejemplo que  a 300 bps. el módem recibe o transmite cerca de 30 caracteres por segundo, es decir transmite una hoja completa DIN-A4 en un minuto aproximadamente.


Señal portadora:


Al entablar comunicación dos modems, lo que hacen es intercambiar sonidos que se llaman “señal portadora”. Esta señal portadora tiene una frecuencia determinada que es reconocida por el otro módem de tal modo que si el módem recibe una llamada y no encuentra la portadora, inmediatamente corta la transmisión y envía un mensaje  al usuario.
Se transmite, la señal portadora, como una onda senoidal que empieza con un voltaje cero y va aumentando hasta cierto valor, a continuación desciende a cero y decrece hasta el mismo valor pero negativo.
La frecuencia de la señal se mide por el número de ciclos en un tiempo determinado.

NUEVAS TECNOLOGÍAS



RDSI (Red Digital de Servicios Integrados):



Hay maneras más rápidas de transmitir datos usando una red RDSI, que son tipos especiales de conexiones de alta velocidad que no emplean módems. En vez de eso, requieren equipos especiales y una línea de teléfono con una conexión especial que les permita mandar y recibir señales digitales. Somos nosotros los que debemos llegar a un acuerdo con nuestra compañía telefónica para que nos instalen una de esas líneas. En muchas ciudades una línea RDSI puede no ser más cara que una línea telefónica normal.

Una línea RDSI tiene una velocidad de transferencia de datos de 57,600 bits por segundo, que es el doble de la velocidad de un módem de 28.8. Las ‘líneas arrendadas’ pueden ser de dos configuraciones: T1 y T3. Una línea T1 ofrece una transferencia de datos de 1.54 millones de bits por segundo. Una línea T3 es significativamente más rápida, a 45 millones de bits por segundo. El esqueleto de la red está compuesto por líneas T3.

Las líneas arrendadas son muy caras y son generalmente usadas por compañías cuyo negocio se basa en Internet. La RDSI, por otro lado, está disponible en algunas ciudades a precios muy razonables. No todas las compañías telefónicas ofrecen servicio de RDSI. La mejor solución es preguntar a nuestra compañía telefónica sobre la disponibilidad del servicio en nuestra área.

ADSL (LÍNEA DIGITAL DE CONEXIÓN ASIMÉTRICA):



Es Asimétrica porque en la mayoría de los casos se deben enviar más datos al usuario que los enviados por él a la red. Así, haciendo click en las páginas de Internet sólo se comunica a la red la dirección deseada, por ejemplo, mientras que el contenido completo (textos e imágenes) debe ser enviado al usuario. En la llamada “Vídeo on Demand” (solicitud de películas mediante un circuito de datos), este desequilibrio llama poderosamente la atención.

Por esto, el sistema ADSL puede enviar datos a una velocidad de entre 1´5 y 8 mega bits por segundo, aunque el canal de retorno (del cliente al proveedor) es claramente más lento: de 16 hasta 640 kilobits por segundo. Las mayores velocidades se ofrecen en el ámbito comercial, mientras que los hogares particulares tienen conexiones algo más lentas, pero también más baratas.

Los módems de ADSL convierten los datos en multitud de frecuencias altas (imperceptibles para el oído humano) transmitidas al mismo tiempo, en lugar de convertirlos en unos pocos tonos perceptibles (como en el módem normal). En este caso, el módem ADSL se adapta a la calidad de la conexión. Si la línea mide más de 2´5 kilómetros, las frecuencias más altas no se pueden utilizar, al perderse en el camino. Por esta razón, el módem ADSL conecta la “marcha atrás” en estos casos. Con una longitud de línea de aproximadamente 6 kilómetros, esto se acabo. Mejor no vivir demasiado lejos del centro de transmisiones. Este límite se aplica también en las conexiones RDSI.

Ya que ADSL trabaja con frecuencias por encima del umbral de audición, el funcionamiento normal del teléfono no queda perturbado. Así, la conexión ADSL de una línea telefónica normal puede quedar sencillamente “tapada”:

Se puede transmitir datos y llamar por teléfono al mismo tiempo. Incluso estando el módem estropeado, el teléfono funciona sin problemas. La ADSL también se puede combinar bien con RDSI haciendo unas pequeñas modificaciones.

Esta tecnología proporciona hasta 9 mega bites por segundo. Esto supone hasta 150 veces más velocidad que los módems más rápidos disponibles hoy en día, sin que por ello cuesten 150 veces más.

En contraste con las líneas telefónicas, la conexión ADSL es continua y los datos se transmiten en pequeños “paquetes”. De esta forma, son posibles las conexiones de datos entre varios usuarios al mismo tiempo, o una “línea permanente” con las cotizaciones de la Bolsa. Asimismo, ya no tendría que conectarse cada vez a su proveedor de Internet para ver si tiene correo electrónico. Este aparecería en su ordenador de modo automático.

Para ciertos usos, como la videoconferencia, al ser similar el flujo de datos de entrada y de salida, no es tan recomendable este sistema. Seguramente no podrá comprar ningún módem ADSL en la tienda, sino que el proveedor con el que contrate el servicio de ADSL lo incluirá junto con la conexión.

CABLE MODEM:


En pocas palabras, CableModem es internet por cable a máxima velocidad. Es un servicio que permite el acceso a contenidos digitales a velocidades superiores a los accesos telefónicos tradicionales. Su instalación no interfiere el servicio de televisión por cable. Su gran ventaja es la Alta velocidad , que dependiendo del servicio contratado, puedes tener una velocidad desde 64 Kbps hasta 512 Kbps. Pero su gran inconveniente es que solo puedes acceder a el si el lugar donde vives dispone de red de cable.

Para conectarte a este servicio,si ya tienes TV por cable lo que hacen es dividir el cable que llega al televisor en dos partes: una para el PC y otra para la TV, pudiendo navegar y ver la televisión al mismo tiempo.


CARACTERÍSTICAS Y BENEFICIOS:


El cable modem puede llegar a tener hasta una velocidad de 10Mbps. Esto es 180 veces mas rápido que un modem telefónico de 56K. Aunque las velocidades típicas que un usuario llega a experimentar oscilan de 1 a 3 Mbps. Estas velocidades van a depender de varios factores, pero los más importantes son:
La capacidad de la red
El sitio en internet que se visite
Tráfico de la red local y de la Web.

Se deja de usar la línea Telefónica con la que usualmente el
cliente se conectaba ya que el cablemodem utiliza la red de T.V. aunque son compatibles las dos tecnologías.

Se puede observar T.V. Al mismo tiempo que se esta conectado a Internet, ya que lo único que hay que hacer es instalar un splitter para hacer la derivación para el Cablemodem.
Además se puede instalar más de un ordenador por Cablemodem, lo que permite un ahorro de dinero. Y también permite un ahorro de dinero en la factura telefónica.

INTERFACES



Los ordenadores tienen al menos un puerto paralelo y otro serial:

Por el puerto paralelo los datos se envían mediante una línea adicional denominada reloj o de sincronía, y mediante el cual el dispositivo receptor sincroniza los datos que se le envían en paralelo.

La interface serial envía un bit tras otro.Este puerto puede tener distintos formatos, pero los ordenadores utilizan solo la interface asíncrona, por la cual los bits se transfieren por un solo canal de datos en forma consecutiva.
Este es el puerto que más se utiliza para conectar el módem al PC.

Si están conectados dos ordenadores por un modem y escribimos un texto, este se transmite carácter a carácter, es decir, cuando pulsamos una tecla se envía un bit de inicio, los bits de carácter, bit de paridad y el bit de parada. Pero  el bit de parada. Sin embargo, cuando queremos mandar grandes cantidades de texto se utiliza un buffer, en el cual primero se agrupan los caracteres para luego transmitirlos todos de manera ininterrumpida, el tamaño del buffer permite enviar en un sólo paquete desde 8 hasta varios millones de bits, lo cual ofrece múltiples ventajas, como prescindir del bit de paridad para verificar los datos.


SERIE V


Los modems se fabrican cumpliendo las recomendaciones del CCITT (Comité Consultivo Internacional de Telegrafía y Telefonía). Dichas recomendaciones se plasman en la organización determinada por la misma y conocida por la Serie V,que empieza con el V-21 y termina con el V-90.

V.21- 300 BIT/S en duplex. Casi no se utiliza. Su ventaja es la rápida velocidad de establecimiento de la conexión.
V.22- 1.200/600 bit/s en duplex. Es utilizada en los viejos portátiles.
V.22bis- 2.400/1.200/600 bit/s en duplex. Aún se utiliza.
V.23- 1.300/75 bit/s en dúplex. Se utiliza en el vidiotex.
V.26- 2.400/1.200. No se ha utilizado mucho debido al empleo del  V.22bis.
V.27ter- 4.800/2.400 bit en semidúplex. Se utiliza como railback del V.29 en faxes.
V.29- 9.600 bit/s en semidúplex. Se utiliza sobre todo en comunicaciones por fax.
V.32- 9.600/7.200/4.800 bit/s en dúplex. Consigue una gran velocidad en líneas telefónicas. Se ha utilizado mucho.
V.32bis- 14.400 bit/s en dúplex, con bajada a 12.000 bit/s como back-up.
V.32terbo- 19.200 en dúplex. No está ratificado por UIT.
V.34- 28.800 bit/s en dúplex sobre líneas analógicas a dos hilos. Está muy extendido.
V.34bis- Alcanza los 33.600 bis/s. También está muy extendido.
V.90- Funciona hasta los 56 Kbit/s en sentido descendente y 33.6 Kbit/s en sentido ascendente.


FUNCIONAMIENTO DEL MODEM



Las líneas telefónicas son dispositivos analógicos que envían señales como una corriente continua. El módem tiene que unir el espacio entre estos dos tipos de dispositivos. Debe enviar los datos digitales del ordenador a través de líneas telefónicas analógicas.

Logramos esto modulando los datos digitales para convertirlos en una señal analógica; es decir, el módem varía la frecuencia de la señal digital para formar una señal analógica continua. Y cuando el módem recibe señales analógicas a través de la línea telefónica, hace el opuesto: demodula, o quita las frecuencias variadas de, la onda analógica para convertirlas en impulsos digitales. De estas dos funciones, MODulación y DEModulación, surgió el nombre del módem.

TECNICAS DE MODULACION



La modulación transforma la señal digital binaria en analógica. La demodulación transforma la señal analógica en digital binaria.

El mensaje de datos (bits), codificado según un alfabeto (ASCII,EBCD) que pasa del ETTD al ETCD debe ser transcodificado por este último para acomodarse a la línea de comunicación. A cada símbolo (estados de la señal que representa la información binaria) que se envía por la línea se le llama nivel. Estos no tienen porqué corresponderse uno a uno con cada bit, ni tampoco la decodificación de un símbolo depende sólo de su valor. Pueden asociarse varios bits y decodificarse cada símbolo en función del precedente. Al enviar los bytes, se suele empezar por los bits de mayor peso.El ETCD emisor recibe el mensaje de datos del ETTD, lo aleatoriza, modula, mientras que el ETCD receptor lo demodula y decodifica.

La señal digital se caracteriza por el periodo de bit (T) y por el tiempo entre dos transiciones eléctricas (t). La velocidad de la señal en Bits por segundo (bps) es el inverso de T (1/T), y la velocidad en baudios es el inverso de t (1/t). La transcodificación digital pretende enviar el número máximo de bits por estado; compactar la banda de frecuencias de la señal; y facilitar la sincronización, detección de errores, etc.

Como hemos visto, la señal analógica es manipulable en tres variables; la amplitud, la frecuencia y la fase. Cuando enviamos información digital binaria (0 y 1), existirá una correspondencia entre ésta y los valores de la señal analógica. Hay varios modos de transmitir información, actuando sobre los parámetros de la señal analógica:

Modulación en amplitud (ASK):

Es el método más usado, por ejemplo, en la radio de A.M. (mod. En amplitud). Se utiliza en los modems en combinación con otros de modulación.

Modulación en frecuencia (FSK):

En este caso, al 0 y al 1 se les asignan unas frecuencias específicas y distintas.  Es utilizada por modems de 300 a 4000 baudios.

Modulación en Fase (PSK):

Distintas diferencias de fase (ángulos), representan los valores de 0 y 1. Este sistema es utilizado por los modems de velocidad de 1200 bps. En este caso, la información es de dos en dos bits, asignándole a cada combinación (00, 01, 10, 11) una diferencia de fase determinada.

Además de estos modos individuales, se pueden combinar los mismos y aumentar de esta forma el número de bits transmitidos por segundo. En el caso de los modems de 2400 bps, se utiliza de forma combinada con modulación de amplitud y fase, siendo capaz de enviar grupos de 4 bits (0000, 1110, 1111, 0011, etc) en cada estado de la señal modulada (símbolo).

Para aumentar la cantidad de información transmitida por la línea de comunicación se puede:

Aumentar los estados (valencia) de la señal, de forma que cada estado represente un mayor número de bits. Conlleva el problema de reconocimiento de los estados. La capacidad de una línea está limitada por la relación señal a ruido. En las líneas telefónicas suelen utilizarse 16 estados (4 bits por estado).

Aumentar el ancho de banda de modulación (estados/segundo), que está limitado por el ancho de banda de la línea. Una línea por lo general permite soportar como velocidad máxima el doble de su ancho de banda.

SISTEMAS SINCRONO - ASINCRONO.


Los sistemas síncronos y asíncronos pueden ser tanto serie como paralelo. La mayoría de los modems, por utilizar la línea telefónica conmutada, emplean un sistema asíncrono de comunicación. En estos sistemas cada dato se envía secuencialmente, precedido por un bit de arranque  y después los bits de datos, control de paridad (errores) y finalizando con un bit de stop. El bit de arranque tiene por misión activar en el equipo receptor la lectura de los datos enviados. El bit de stop deja al receptor en un estado de espera.

Además del sistema asíncrono está el sistema síncrono, cuya diferencia del anterior radica en que tanto el ordenador emisor como  el receptor quedan sincronizados, es decir, sus ciclos de lectura/escritura de datos (bits) son coincidentes. Además los bits son transmitidos en grupos llamados tramas.

Por ejemplo, en un sistema síncrono, donde cada bit se corresponde con un ciclo de reloj, se llama frecuencia de bit al inverso del periodo de la señal de reloj. De esta forma, en una transmisión de serie síncrona, el tiempo de un bit incluido en un caracter es múltiplo entero del periodo de la señal.

La sincronización a nivel de bit se realiza reconstituyendo la base de tiempos de la señal a partir de las transiciones  (1-0,0-1). A nivel de caracter  se utilizan códigos especiales. Para que las transiciones sean frecuentes, el mensaje de datos a enviar se aleatoriza y en recepción se aplica el mismo algoritmo aleatorio para recuperarlo.

En las transmisiones asíncronas cada ‘palabra’ enviada o recibida está constituida por: Bit de arranque (Start), el dato (byte) (de 5 a 8 bits), bit de paridad (se utiliza para el control de errores) y 1 ó 2 bits de stop.

Hay que tener presente que dentro de la palabra, los bits se transmiten de forma síncrona. La sincronización entre emisor y receptor es fundamental para que estos puedan intercambiar información. Esta se produce tanto a nivel de los bits (por coincidencia de la frecuencia nominal de los relojes de emisor y receptor) como a nivel de los caracteres (diferenciar un caracter  de otro por la secuencia Start-Stop). De no producirse la sincronización, el receptor obtendría de la señal recibida datos distintos de los realmente enviados.

TIPOS DE TRANSMISIÓN DE DATOS: SIMPLEX, HALF Y FULL DUPLEX.



Simplex: Viajan los datos SOLO de un lado a otro y no pueden regresar, ej. la televisión.
Emisor ——-> Receptor

Half Duplex: Puede transmitir en ambos lados, pero uno a la vez, ej. los “Walkie Talkies”.
Emisor <------ o -------> Receptor

Full Duplex: Puede transmitir en ambos lados y al mismo tiempo, ej. teléfonos. Emisor <------------> Receptor

TASA DE ERRORES Y PROTECCION CONTRA LOS MISMOS.



En toda transmisión pueden aparecer errores. Se determina la tasa de error por la relación entre el número de bits erróneos y los bits totales. Lo mismo que con los bits puede hacerse para caracteres y bloques.

Se denomina error residual al número de bits erróneos no corregidos en relación con el total de bits enviados. Las señales emitidas suelen sufrir dos tipos de deformación; atenuación (en reducción de amplitud); y desfase, siendo ésta última la que más afecta a la transmisión.

Otros factores que afectan a la señal son: ruido blanco, impulsivo, ecos, diafonías, etc. . Las distorsiones físicas de la señal las trata el ETCD y los problemas a nivel de bit los trata el ETTD.

A los datos enviados se les asocian bits de control (se le añade redundancia de mensaje). Estos se pueden calcular para cada bloque de datos, o en función de bloques precedentes (recurrentes).

Los modems suelen incluir ecualizadores (filtros) para reducir la interferencia entre símbolos (interferencia debida al efecto de otros símbolos adyacentes sobre el que se está recibiendo).
Los ecualizadores adaptativos modifican su funcionamiento, de acuerdo a las condiciones de la línea de transmisión. Es fundamental un adecuado muestreo de la señal recibida.

Ejemplos de factores que afectan a la señal:


Ruidos:

los ruidos en las líneas telefónicas son el problema más grave para la transmisión de datos. Existen diferentes fuentes de ruidos, como los producidos por el uso en la central telefónica de equipos viejos que generan picos de voltaje de baja frecuencia, y que pueden ser captados incluso directamente al escuchar la línea como un chasquido. Otro tipo es el ruido de fondo, el cual puede causar problemas si se incrementa hasta el nivel del de nuestra portadora.

Tiene un sonido similar al de un radio sin sintonizar, y aunque siempre está presente en cualquier circuito, generalmente al filtrarlo se convierte en inofensivo.

Ruido de cuantificación:

cuando una señal analógica es cuantificada (digitalizada), se pierde alguna precisión en la conversión continua desde un nivel simple hasta 256 posibles. Este error de conversión es considerado como una forma de ruido, porque tiene un efecto similar sobre la calidad de la señal.
Durante la transmisión desde el usuario origen al destino, sólo se utiliza un conversor analógico/digital (ADC), por lo que la calidad de ésta es de un alto estándar.

El ruido de cuantificación se minimiza tanto como la señal de salida del ADC se parezca al valor requerido.

Como el ADC y el conversor digital/analógico (DAC) son ambos de 8-bits, no es difícil elegir el punto correcto de referencia. Cuando el nivel de entrada del pulso de datos es igual a uno de los pasos del conversor se elige una muestra. Esto asegura que el error de muestreo, y por eso, el ruido de cuantificación, es mínimo. Si también se tienen en cuenta las características de la línea medida, es puesta en orden seleccionado el punto de referencia.

Una vez minimizado el ruido de cuantificación, debemos prestar atención a otras fuentes de ruido. Como estas fuentes no residen en el módem, no es fácil tomar medidas adecuadas para anularlas o, al menos, minimizarlas. El uso de un compresor permite, normalmente, que el efecto de tales fuentes se reduzca drásticamente.

Ecos:

el eco o reflexión, es una irregularidad eléctrica de la línea en la que una parte de la energía de la señal de transmisión se refleja hacia el aparato emisor.

ESTÁNDARES NO COMPATIBLES:       

                   ( X2 y K56flex)

Existe en el mercado dos estándares no compatibles, que son el US- ROBOTICS (Con un sistema X2) y el LUCENT y ROCKWELL que usan el estándar K56flex.

Uno de los problemas que tuvieron al principio los modems rápidos fue la interferencia entre símbolos (ISI). Si los símbolos eran transmitidos a través de un canal, se encadenaban en el tiempo. Lo que producía esto era que el final de un símbolo se pegara al principio del otro, y esto probocaba que los datos se deterioraran. Y si la velocidad de transmisión fuere próxima a la máxima permitida por el ancho de banda, este fenómeno se acentuaba.

Para solucionar el problema, lo que se hace es emplear una velocidad de 8.000 pulsos/s. Cada pulso contiene 8 bits de datos, lo que significa que tenemos un ancho de banda de 64 Kbit/s. Sin embargo sistema usa una técnica diferente para acercarse a este valor teórico tanto como sea posible.

Todo esto es consecuencia de la necesidad de minimizar cualquier interferencia. El solape de símbolos es una interferencia que solo ocurre en pulsos contiguos. Con el cálculo anterior se determina qué pulso está afectado y el sistema, atento a lo ocurrido, emplea medidas para combatirlo. Con esta técnica se asegura el total aprovechamiento del ancho de banda. Todo esto se resuelve con un poco más de dinero y un procesador digital de señales.

Los dos sistemas utilizan un control de símbolos,pero su técnica de codificación es diferente, y por eso lo hace totalmente incompatibles.

Estándar K56flex:



En el K56flex estándar, los bits son transmitidos en paquetes de ocho. De ellos, siete son transmitidos de forma que la interferencia se produce en el tiempo reservado al octavo bit. Por lo tanto, la transmisión del bit octavo no tiene mucho sentido porque sería dañado y produciría una interferencia sobre él mismo. Esto significa que sólo tenemos 7/8 de la capacidad máxima.

Las dos ondas representan los dos primeros bits de un grupo de ocho. De esta forma los impulsos no se interfieren entre ellos, excepto el octavo bit, que no ha sido enviado.
Al saber que la velocidad de muestreo es de 8 KHz y se codifican 8 bits por pulso, se pude calcular que el ancho de banda digital es de 64 Kbit/s. Y de ellos, sólo se utilizan 7, y esto quiere decir, 56 Kbit/s.

Estándar X2:



En el estándar X2 (X2 es una recomendación del CCITT que cubre las necesidades de las redes de datos pública), se utiliza toda la capacidad disponible, por lo que no hay pausa entre las cadenas de datos. Este efecto nos da pulsos adyacentes dañados. Los datos son extraídos de esta cadena dañada utilizando un ecualizador Viterbi, que analiza la calidad de la línea telefónica antes de que los datos sean transmitidos. Para hacer esto, uno de los dos módems envía una señal de prueba que es analizada por el otro y viceversa.

Cualquier distorsión o ruido pueden ser determinados desde este análisis. El resultado de este análisis es procesado por el algoritmo de Viterbi y de esta manera la distorsión se puede anticipar y así tenerla en cuenta el receptor. Esta técnica se utiliza el modems modernos.

PROTOCOLOS DE COMUNICACIÓN


Para que dos equipos puedan comunicarse es necesario establecer ciertas reglas. Resulta evidente este hecho si analizamos una comunicación entre seres humanos. Cuando uno habla, el otro escucha o debiera escuchar; cuando se va a ceder la palabra se suele realizar pausas y gestos que advierten a nuestro interlocutor de tal hecho. De igual forma, tanto el ordenador-modem, como ambos modems, deben seguir unas reglas para realizar su intercambio de datos sin riesgo de interferencias.

El protocolo de transmisión de datos es el programa que controla la comunicación de principio a fin, y asegura la correcta transferencia, ya que definen los procedimientos para intercambiar datos junto con las instrucciones que coordinan el proceso.

Muchos de los software para transferencia de datos ofrece cerca de una docena de protocolos de comunicación y algunos de los más utilizados y mejor resultado han dado son:

Xmodem



Es uno de los primeros protocolos que ofreció un sistema para verificar errores, por esta razón es uno de los más estendidos, pero su utilización se ha limitado con la aparición de nuevos y mejores protocolos.

Su forma de operar es dividiendo y encapsulando archivos en bloques de 128 caracteres, adicionando caracteres de empaquetado que indican el principio y final del bloque, el número y la suma de verificación del bloque de datos.

Cada vez que el emisor termina de transmitir un bloque, espera la señal del receptor, si ésta indica que el bloque ha llegado intacto, el emisor continúa con el siguiente bloque, en caso contrario retransmite el mismo bloque hasta que el receptor confirma que lo ha recibido completo. Su limitante es que no se puede utilizar con grandes computadoras, y no transmite hora y fecha del archivo. Su ventaja es que puede entablar buena comunicación entre equipos muy dispares.

Kermit


Su funcionamiento es muy similar al Xmodem. envía bloques encapsulados y espera confirmación para continuar; aunque es más complejo, mejora la transmisión.
Funciona básicamente como Xmodem: envía bloques encapsulados y espera confirmación para continuar; aunque es más complejo, mejora la transmisión. Y además puede usarse con buenos ordenadores. Incluye con respecto al anterior, un verificador de errores (CRC por sus siglas en inglés) de 2 bytes, en lugar de la suma de un byte, y después el cambio automático de verificación CRC a verificación de suma cuando el ordenador remoto sólo puede usar este método.


Ymodem



Introduce muchas mejoras ,como utilizar paquetes de 1 k en vez de 128 bytes de Xmodem, lo cual reduce en una octava parte el uso de caracteres para empaque. Sus ventajas radican en la posibilidad de conexión, si esta es buena se puede transmitir hasta 60 a 100% más rápido que con Xmodem; sin embargo, el ruido en la línea le afecta a tal grado que en ocasiones es imposible transmitir un bloque sin errores. Existe un protocolo llamado Ymodem G, que transmite bloques sin esperar verificación, y debe de usarse sólo en conexiones intrínsecamente libres de error.

Zmodem


Es con casi toda seguridad el más utilizado en la  actualidad, sobre todo en transmisiones de archivos de gran tamaño. Es el primer protocolo que incluyó la recuperación de conexiones perdidas, ya que tiene la capacidad de reiniciar una transferencia en el punto donde fue suspendida. El protocolo verifica primero la fecha y el tamaño del archivo transmitido en la ordenador receptor, si el archivo se encuentra ahí con la misma fecha que el del emisor, pero con un tamaño menor, el protocolo lo informa al emisor, y este comienza la transmisión  en el punto donde se interrumpió.

Este Zmodem envía envía un flujo constante de datos e intercala entre estos algunos códigos de verificación, y sólo interrumpe para verificar hasta el final del archivo transmitido, si existen errores manda nuevamente el bloque solicitado.

Hyper Protocol



Sirve para modems de alta velocidad. Integra un compresor de archivos sobre la marcha que se desactiva automáticamente cuando los archivos ya están comprimidos, pero puede transmitir más de 10,000 bps utilizando modems de 2,400 bps. Trabaja con flujo continuo, al igual que Zmodem, pero verifica hasta que termina de enviar el último archivo.

Blast


Es un protocolo de transferencia bidireccional, y al igual que los anteriores transmite y espera verificación.


LOS COMANDOS HAYES PARA MODEMS



Comando A 

  El comando A (Answer: contestar) permite responder manualmente a una llamada. Este comando indica al módem que abra la línea telefónica, responda a la llamada y se comunique con el módem remoto. Se debe ejecutar cuando aparece en pantalla el mensaje RING, que indica que se está llamando a nuestro módem, y se desea contestar. Advierta que el comando A no se utiliza para poner el módem en modo respuesta automática, sino en modo respuesta manual, pues al ejecutar la orden AT A, inmediatamente se abre la línea telefónica (es decir, se descuelga el teléfono) esperando la llamada. Si se recibe la llamada aparecerá el mensaje CONNECT, y en caso contrario el mensaje NO CARRIER. Si desea establecer el módem en modo respuesta automático (tener la línea cerrada y sólo cuando se llama, abrirla y recibir la llamada).

Orden A/  La orden A/ es el único comando que no necesita estar precedido por el habitual código AT que precede a todos los comandos. Cuando usted ejecuta la orden A/ se ejecuta de nuevo el comando AT anteriormente introducido.

Comando B 

  Define el estándar de comunicaciones del módem según la velocidad. Principalmente, se utiliza para definir el protocolo Bell (utilizado en Estados Unidos) o el protocolo CCITT (utilizado en el resto del mundo) cuando se trabaja a las velocidades de 300 bps o 1200 bps.

Comando D 

  El comando D (dial) permite llamar interactivamente a un determinado número telefónico. Detrás del comando D se introducen los dígitos del número al que se desea llamar. Además, el comando D acepta varios modificadores muy útiles que permiten especificar ciertas características de la llamada a realizar. Los modificadores P y T indican si la llamada se realiza mediante Pulsos o mediante Tonos. En España, normalmente se utilizan los pulsos, pero Telefónica está implementando líneas que permiten tonos, mucho más rápidos de marcar. Normalmente, por defecto se asumen los tonos, por tanto, para llamar en España hay que incluir siempre la p, por ejemplo, AT DP5493322.

Otro modificador interesante es el carácter coma (,) que obliga al módem a insertar una pausa antes de procesar el siguiente carácter. El modificador W también resulta útil cuando se está llamando desde un teléfono conectado a una centralita, donde es necesario marcar primero un número, esperar el tono y luego marcar el número al que se desea llamar. La ventaja del modificar W frente al modificador coma (,) reside en que W tarda justo el tiempo hasta que aparece el tono, mientras que el modificador coma (,) siempre tarda un tiempo fijo.

Comando E

   El comando E (Echo) define el estado del eco de los caracteres. Algunos ordenadores no escriben en la pantalla los caracteres que usted teclea, sólo los transmiten al módem remoto a través del puerto serie. En este caso, usted debe activar el eco para poder ver los caracteres en pantalla, mediante el comando AT E1.

Comando H  

El comando H se utiliza de dos formas: AT H0 (AT H) sirve para cerrar la línea (colgar el teléfono) y AT H1 para abrir la línea (descolgar el teléfono).

Comando I 

  Ejecuta varios test del módem y muestra características relativas a dicho módem. No está soportado en algunos módems. Se puede ejecutar de cuatro formas: AT 10, AT11, AT12 y AT14. La orden AT10 muestra un número de 3 dígitos que inca el tipo de módem: 300( módem de 300 bps), 120 (módem de 1.200 bps), 240 (módem de 2400 bps) y 960 (módem de 9.600 bps). La orden AT I1 visualiza un número de tres dígitos con el checksum de la ROM del módem, pero no realiza por sí mismo el checksum (simplemente visualiza el valor del checksum). La orden AT I2 realiza ese checksum, mostrando el mensaje OK si es correcto o ERROR si es incorrecto. Por último, la orden AT I4 visualiza un número que se interpreta a nivel de bits.

Comando L  

Controla el volumen del altavoz del módem (o el altavoz del ordenador). La orden AT L0 o AT L1 define un volumen bajo; la orden AT L2 un volumen medio y la orden AT L3 un volumen alto.


Comando M  

Activa o desactiva el altavoz del módem (o el altavoz del ordenador mientras se utiliza el módem). Existen cuatro posibilidades:

M0   Desactiva permanentemente el altavoz.
M1   Activa el altavoz hasta que se establece la comunicación.
M2   Activa permanentemente el altavoz.
M3   Es igual que M1 pero desactivando el altavoz cuando se marcan los dígitos.

Lo más aconsejable es utilizar M1. De esta forma, usted oirá cómo se marca el teléfono y si está o no ocupado, desapareciendo el ruido cuando se establece la comunicación.

Comandos Q, V, X y \V  

Estos cuatro comandos se utilizan para gestionar los códigos de salida que devuelve el módem al efectuar sus operaciones, tal como OK, CONNECT, RING, etc. El comando Q sirve para determinar si se desea que aparezcan estos códigos de salida en pantalla. Cada uno de los códigos tiene un número (código verbal). El comando V indica si se desea visualizar el código numérico, o el código verbal. Lógicamente, lo más conveniente es activar la visualización de los códigos y,  además, como códigos verbales para que sean fácilmente identificables.

El comando X define qué códigos reconoce el módem. En el caso de que trabaje con un módem MNP debe especificar AT/V1 para que aparezcan los códigos que terminan en REL, que indican comunicación MNP.

Comando S  

El comando S es uno de los más importantes, pues sirve para modificar y visualizar el valor de los registros S de módem. Un registro S es un área de memoria RAM no volátil (memoria de lectura y escritura pero que no pierde su contenido al apagar el ordenador).


TIPOS DE MODEM:



EL MODEM INTERNO


En este tipo de configuración normalmente encontramos modelos de gama baja y prestaciones recortadas, como ocurre en el caso de los “Winmodem”, también llamados “softmodem” o HSP. Sin embargo esto no es más que una estrategia de los fabricantes  debido a que este tipo de modem suelen resultar más económicos que los externos.
Aquí igualmente podremos hacer una segunda distinción dependiendo del tipo de bus al que vayan conectados. Encontraremos modelos para ranura ISA, para  PCI o para las más novedosas  AMR. Debido a que el  primero está tendiendo a desaparecer, cada vez es más dificil encontrar modelos para él, siendo lo habitual los dispositivos PCI, que además tienen la ventaja del Plug and Play (PnP) que siempre es una ayuda en el momento de su instalación.
Los modelos basados en AMR sólo podremos utilizarlos en las placas   más modernas como las que utilizan el chipset i810, y están orientados al mercado de gama baja, debido a que la mayor parte de la  funcionalidad del dispositivo está ya implementada en la propia placa base y al igual que ocurre en el caso de los Winmodem su funcionamiento está más basado en el software que en el hardware, lo que repercute en un menor precio de coste pero por el contrario su
utilización consume ciclos de CPU y su portabilidad está limitada ya que no todos los sistemas operativos disponen del soporte software adecuado para hacerlos funcionar.

Ventajas:



No necesitan una fuente de alimentación externa y no ocupan lugar en nuestro escritorio, lo que normalmente es de agradecer…

No ocupan ninguno de los puertos serie existentes en nuestra máquina. En máquina muy antiguas no hay que preocuparse de  posibles problemas en la velocidad de transferencia por causa de un puerto serie lento debido a la utilización de algún chip UART anticuado.

Inconvenientes:


Ocupan una ranura de expansión, lo que puede ser contraproducente cuando disponemos de pocas en el interior de nuestra máquina.

Utilizan recursos que muchas veces son preciosos si el número de dispositivos que tenemos instalado es muy elevado como suele ser el caso de las IRQ. Esto también puede llevar a problemas de conflictos que nos pueden producir más de un quebradero de cabeza aún en el caso de dispositivos PnP.

No tienen “lucecitas” que nos informen del estado de la conexión y del propio modem. Tampoco se pueden “reiniciar” cuando tenemos algún problema con él, aunque esto último suele ser hoy día bastante raro…

Por último, algunos modelos externos implementan botoncitos
adicionales para subir o bajar el volumen del altavoz o para activar las funciones de contestador o incluso implementan un micrófono o un altavoz, que en los modelos internos difícilmente podremos encontrar.


EL MODEM EXTERNO



Este es el modem “clásico” por antonomasia y posiblemente aún el más utilizado, a pesar de que la competencia de los modelos basados en USB es cada vez más fuerte. Por tanto, los mejores modelos se suelen encontrar aún en este formato y es ya habitual encontrarse en ellos funciones de contestador automático, fax y centralita telefónica, actuando incluso en el caso de que nuestro ordenador esté apagado, gracias a la memoria que incorporan. Algunos modelos también integran un altavoz y un micrófono, por lo que se convierten en plenamente autónomos…

En éste tipo de dispositivos es muy importante utilizar un puerto serie que implemente una UART del tipo 16550 o alguna de sus variaciones como la 16550AF que nos permitirá un flujo de datos con el ordenador de 115.000 bps. UART más antiguas como las 16540 o peor aún las 8250 son hoy día inaceptables por su baja velocidad.

La forma más sencilla de conocer qué UART implementan nuestros
puertos serie es mediante el programa MSD que viene con casi todas las versiones de MS-DOS y Windows (si no está en tu disco duro busca en el CD o los disquetes de instalación)

Hay que tener en cuenta que la velocidad de comunicación del modem con el puerto serie debe ser bastante mayor de la que éste es capaz de transmitir a través de la línea telefónica, entre otros motivos por la compresión hardware que es capaz de realizar a los datos que le llegan.


Ventajas:



- No ocupan ninguna ranura de expansión, lo que es adecuado para ordenadores con nulas o pocas posibilidades de ampliación.
- Sólo utilizan los recursos del propio puerto serie al que están conectados.
- Disponen de indicadores luminosos que nos informan del estado de la conexión y del propio modem.
- Se pueden “reiniciar” sin necesidad de hacerle un “reset” al ordenador o simplemente apagar cuando no lo utilizamos.

Por último, algunos modelos externos implementan botoncitos adicionales para subir o bajar el volumen del altavoz o para activar las funciones de contestador o incluso implementan un micrófono o un altavoz, que en los modelos internos difícilmente podremos encontrar.

Inconvenientes:



- En máquinas muy antiguas nos podemos encontrar con que la velocidad de transferencia del puerto serie limitará la velocidad del modem, por lo que será necesario sustituir nuestra tarjeta I/O por una más moderna.
- Necesitan de una fuente de alimentación externa y ocupan lugar en nuestro escritorio.
- Necesitan un puerto serie libre.

EL MODEM USB



Este tipo de configuración es la más reciente dentro del mundo de los modem. La principal ventaja la tenemos en el propio método de conexión, por lo que os remitimos a nuestra sección dedicada a este puerto.

Respecto del modelo externo para puerto serie tiene la ventaja de que no hay que preocuparse por la velocidad de conexión de éste con el ordenador, pues en este caso el caudal proporcionado es más que suficiente. Tampoco es problema el contar con pocos puertos USB, pues siempre podremos adquirir un hub para interconectar más dispositivos. De todas formas para evitar este gasto sería interesante que el propio modem incorporara como mínimo dos conectores, aunque no suele ser lo habitual.


Ventajas:



- No ocupan ninguna ranura de expansión, lo que es adecuado para ordenadores con nulas o pocas posibilidades de ampliación, incluso para ordenadores portátiles, aunque hay que tener en cuenta que su consumo normalmente será mayor que el de un dispositivo de tipo PC-Card.
- Sólo utilizan los recursos del propio USB al que están conectados. Suelen dispone de indicadores luminosos que nos informan del estado de la conexión y del propio aparato.
- Algunos modelos disponen de un interruptor para apagarlo cuando no lo utilizamos. En todo caso, al igual que ocurre con cualquier otro dispositivo USB, siempre se puede desconectar (y por supuesto conectar) “en caliente”, es decir, con el ordenador en marcha.
- Una ventaja sobre los modem externos serie es que no precisan de ninguna alimentación externa.

Inconvenientes:



- Ocupan lugar en nuestro escritorio.
- Necesitan un conector USB libre, bien en el propio ordenador, bien en algún otro dispositivo USB conectado a nuestra máquina.

EL MODEM EN PC CARD



Este tipo de modem es el adecuado para los ordenadores portátiles, pues tiene las mismas prestaciones que el resto de tipos analizados, pero con el tamaño de una tarjeta de crédito.

Ventajas:



No necesita fuente de alimentación externa  y su consumo eléctrico es reducido, aunque no es conveniente abusar de él cuando lo utilizamos en un ordenador portátil usando las baterías.


Inconvenientes:


Requieren una ranura PC-Card libre, normalmente de tipo I (las más estrechas)

EJEMPLOS DE MODEM



OVISLINK:


OR-56PCI:

Modem interno para bus PCI que soporta velocidades de 300 bps a 56.000bps. Los protocolos con los cuales funciona son: ITU-T V.90,K56 Flex, V.34 bis, V34, V.32bis, V.22bis, V.22, V21, V23,  Bell 212ª, Bell 103 V.80.
Chip set: Rockwell/Conexant. Es compatible con los faxes del grupo 3, 14.400 bps . Su velocidad DTE es de 115.200 como máximo.
Utiliza una marcación por pulsos. Su interface de datos es un bus PCI 2.1 . Es compatible con Windows 95/98/NT4.0-

OR-56SAR:

Modem externo para puerto serie, que admite velocidades desde 300 bps hasta 56.000 bps. Soporta los protocolos ITU-T V.90,K56 Flex, V.34bis, V.34, V.32 bis, V.32, V.22 bis, V.21 bis, V.23, Bell 212ª, Bell 103 V.80 .
Chip set: rockwell/conexant. Compatible con faxes de grupo 3, a 14.400bps. Velocidad DTE 115.200 como máximo. Marca por tonos y pulsos. Su interface de datos es RS-232. Es compatible con DOS, Windows 3.1x,Windows 95/98/ NT4.0

OR-56USB:

Fax/Modem externo USB V1.0 con función de voz Chip ST- Microelectronics. Tiene como interface de línea un conector RJ1l. Soporta velocidades desde 300 bps hasta los 56.000 bps. Soporta los protocolos ITU-T V.90,V.34BIS,V.34,V.22BIS,V.22, V.21, V.23, Bell 212ª, Bell 103. Comprensión de datos: MNP5 y V.42bis.Corrección de errores: MPN2-4, V.42 LAPM. Su consumo es menor de 200mW.

MODEM ADSL:

Interface PCI, compatible con equipos de señales a 3.3V y 5v. Compatible con la especificación ITU-T I.430.Tarjeta 32-bit/33 MHz. Single Chip con S/T Transceiver y pci 2.2 con control de encendido.

ZOLTRIX



MODEM     COBRA:

Fax/Modem interno PCI. Selecciona automáyicamente el protocolo a utilizar par obtener la máxima velocidad. Incorpora Chip set Conexant-Rockwell. Envía y recibe datos a 56Kb. Compatible con ITU-T V90/K56 Flex, V.34, V.32, V.32bis, V.22, V.22bis ,V.21, V.23. Corrección de errores ITU-TV42 LAPM MNP2-4. Comprensión de datos ITU-T V42BIS MNP5. Envía y recibe faxes a 14.400, V17, V29, V27ter, V21 canal 2. Funciona en modo dual V90/K56 Flex. PCI Rev. 2.1, PnP

MODEM RAINBOW:

Fax/modem externo. 2 Mbytes Flash Rom . Comunicación de datos a 115.200 bps. vModo de operación compatible con V.90, K56 Flex, V.34, V.32bis, V.22bis, V.22 & Bell 212ª V.21 & Bell103. Envía y recibe faxes a 14.000 bps .Compatible con faxes del grupo III. Corrección de errores basados en la norma hardware V.42 y MNP4. Comprensión de datos hardware V.42SS(4-1) y MNP5 (2-1). Software de comunicaciones Winphone2000


ROBOTICS



Modems de altas prestaciones con tecnología V.90 y funciones avanzadas. Permite transmitir tanto datos como fax y un completo software de comunicaciones en castellano. Velocidad de transmisión de datos de hasta 56Kbps.  Notificación on-line de llamada.
Posee soporte de voz. Tipo de conexión RJ-11. Su formato es externo y tiene soporte para fax.

Autor:

Hugo Portas





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