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Tema 23: Transmisión de datos.

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Principios de la transmision de datos. Banda base. Modulacion de frecuencia. Modulacion en amplitud. Modulacion de fase. Modos de transmision. Tecnicas de multiplexacion. Tipos de conexión. Conmutación.

Agregado: 06 de SEPTIEMBRE de 2003 (Por Michel Mosse) | Palabras: 2159 | Votar | Sin Votos | Sin comentarios | Agregar Comentario
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    TEMA 23. TRANSMISION DE DATOS.

    1.- Principios de la transmision de datos.

           Paralelo. Los datos se trnasmiten carácter a carácter, por lo que habra tantas lineas por unidades como bits haya en un carácter. Solo se utiliza para distancias cortas.

           Serie. Una unica linea a traves de la cual se envian los bits de un carácter uno tras otro.

    El tiempo se mide en intervalos de tiempo de igual longitud. En cada intervalo se transmite un bit.

    El receptor observa los valores en los instantes apropiados.

    Se necesitan un reloj en el emisor y otro en el receptor, que son los que dividen el tiempo en intervalos. También se necesita una sincronización emisor - receptor.

    Se utiliza un voltaje V para el 1, y un voltaje 0 para el 0.

    Se utilizan señales analogicas (que son mas faciles de transmitir. La mas sencilla es la onda sinusoidal).

    a(t)= A sen (wt + q).

    a(t)= Voltaje respecto a t.

    A= Amplitud

    w= 2f (f=frecuencia)

    q= fase

    Las caracteristicas principales son : Amplitud, frecuencia y fase. Para transmitir datos con estas señales, se modifica algunas de estas caracteristicas para indicar los estados logicos de 1 ó 0 (modulacion).

    - La modulacion se hace con referencia a una señal original è señal portadora.

    - Se llama intervalo elemental al tiempo entre modulaciones sucesivas.

    - Se llama Ratio de modulacion al número de intervalos elementales transmitidos en un segundo. Se mide en baudios.

    - El Ratio de transmisión es el número de bits transmitidos en un segundo.

    Ratio transmision à D

    Ratio modulacion à R D = R x log2 V

    Nº valores de voltaje à V

    - El ancho de banda es el rango de frecuencias utilizado por una señal, y cuanto mayor sea el ancho de banda, mayor sera el ratio de transmision. El ancho de banda depende de la calidad de la linea.

    - Distorsiones de la señal : La señal se transmite con una cierta fuerza, y se recibe una señal mas debil (atenuacion).

    La atenuacion puede distorsionar la señal transmitida. Es una caracteristica de las lineas de transmision.

    - Distorsion de amplitud : número de veces que aumentan o disminuyen la amplitud de la señal en un instante T.

    - Distorsion de fase : Causan cambios de fase relativos a la portadora.

    - Ruido :

           Termal : Por la agitacion termal de electrones.

           De cruce : Procede de la interferencia con las señales adyacentes.

           De impulso : Por interruptores.

    C = W log2 (1+ S/N).

    C= Capacidad (bits/s)

    W= Ancho de banda

    S= Potencia de la señal

    N= Potencia del ruido.

    2.- Métodos de transmisión.

           Banda base : Se transmite una señal sin ninguna modificacion, excepto posiblemente una amplificacion y algún tipo de condificacion que asegure la buena transmision de cadenas largas de 0 y 1 (Se puede utilizar para la codificacion el método NRZ1). Esta tecnica se puede usar como mucho hasta distancias de 50 Km.

           Modulacion de frecuencia : La frecuencia de la señal indica el valor del bit que se esta transmitiendo.

    1er método : Usar una frecuencia distinta para representar el 1 y el 0.


    1 0

    2º método : Cambio de frecuencia para el 1, pero no para el 0.


    1 0 0 1 0

    Solo se utiliza para velocidades de transmision bajas.

           Modulacion en amplitud : Se utiliza una amplitud para el 1 y otra distinta para el 0. La desventaja es que se pierde la mitad de la transmision en el sentido de que la banda superior es un reflejo de la inferior.

           Modulacion de fase : La señal modulada se obtiene cambiando la fase. Existen 2 métodos :

    a)    Asociar el 1 con un cambio de 180º con relacion a la portadora, y asociar el 0 con un cambio de fase de 0º.

    b)    Representar el 0 con un cambio de fase y el 1 sin ningún cambio

    Dentro de las de fase, una modulacion es coherente cuando es el valor absoluto de la fase el que representa el dato, y diferencial cuando el dato es representado por cambios de fase entre 2 intervalos sucesivos.

    La modulacion de amplitud y la de fase se utilizan para velocidades de transmision mas altas que las de frecuencia.

           Bits multiples : En los anteriores, el tiempo se divide en intervalos iguales y en cada uno se envia un bit. En este se envian varios bits en cada intervalo. Dependiendo del método, estan :

    a)    Método multinivel (en modulacion de amplitud).

    b)    Método multifrecuencia (en modulacion de frecuencia).

    c)    Método multifase (en modulacion de fase).

           Modulacion codificada por pulsos : Se toman muestras de la señal cada cierto tiempo, y la amplitud en cada muestra se codifica con una serie de bits. Si utilizamos 8 bits, podremos representar 256 valores de amplitud. Con este método se pueden combinar varias señales de transmision a lo largo de la misma linea (transmitir entre 2 muestras consecutivas de una señal una muestra procedente de otra señal.

    3.- Modos de transmision.

    A traves de una linea se transmiten los caracteres y los codigos que se utilizan para representarlos son el codigo Telex y el ASCII. El receptor hace 2 cosas : divide la señal en caracteres (sincronizacion de caracteres) y divide cada carácter en bits (sincronizacion de bits). Hay tres maneras de llevarlo a cabo:

    1)    Sincrona : (La sincronizacion dura toda la conexión). La sincronización de bit esta asegurada permanentemente, no solo durante la transmision, sino durante también los silencios. Se utiliza un reloj en el emisor y otro en el receptor. Este ultimo tiene que ser resincronizado periodicamente con el del emisor. Para ello hay varias formas :

    a)    Asegurar que hay suficientes transiciones de 1 a 0 y de 0 a 1 en el mensaje transmitido

    b)    Los datos consisten en largas cadenas de 0 y 1. Por ello, se insertan transiciones para resincronizar el reloj. Son bastante dificil de implementar, por lo que se utiliza el siguiente método.

    2)    Asincrona sincronizada : (Solo hay sincronizacion durante la transmision del mensaje). Los mensajes se transmiten de forma sincrona, pero no hay sincronizacion durante el intervalo entre mensajes. Para sincronizar el reloj en los comienzos de los mensajes, estos van precedidos de unos caracteres de sincronizacion.

    3)    Asincrona : (Solo hay sincronizacion durante la transmision de cada carácter). Los caracteres se transmiten independientemente, y para asegurar la sincronizacion entre el emisor y el receptor, cada carácter va precedido de un bit de comienzo que es siempre una transicion del estado 1 al 0. Van seguidos de un bit de parada (1), que tiene una duracion minima de 1, 1'5 o 2 bits. La sincronizacion a nivel de bit se consigue con relojes locales de la misma frecuencia. El bit de comienzo arranca el reloj en el receptor, lo que permite el muestreo de los bits que forman el carácter.


    Bit de comienz.è (1 0) 1 1 0 0 1 1 0 1è bit de parada

    Este tipo de transmision esta restringida a velocidades de 1200 bist x seg. o inferiores.

    4.- Tecnicas de multiplexacion.

    Consiste en enviar varios mensajes a traves de la linea al mismo tiempo. Se utiliza para aumentar la capacidad de la linea.

           Multiplexacion por division de frecuencia. Utiliza modulacion en amplitud, y consiste en usar una frecuencia diferente para cada canal. La desventaja es que la capacidad es baja debido a que, para evitar el cruce de canales, las bandas de frecuencia estan separadas por unos margenes que no se utilizan.


     Canal 1

     
    } Margen

           Multiplexacion por division de tiempo. Asignan un intervalo de tiempo a cada canal de entrada :

    1)    Por carácter : Cada mensaje se divide en marcos (colecciones de caracteres) y a cada marco le corresponde una serie de intervalos de tiempo. Cada intervalo de tiempo contiene un carácter y un bit que indica si el carácter es de control o es del mensaje. A cada carácter de entrada se le asigna un intervalo en el marco. A cada marco se le añade una combinacion binaria especial : bandera, que le indica al multiplexador donde comienza el marco.

    Intervalo de tiempo

    Carácter

     
    bit


    2)    Por bit : (Velocidad de transmision bajas). Se basa en el mismo principio que el multiplexador por carácter, pero en cada intervalo de tiempo se envia un bit en vez de un carácter.

    3)    Por division de tiempo estadistica : Los intervalos de tiempo se asignan solo a los canales de entrada que estan activos, en vez de asignarle a todos los canales. Es mas eficiente que los anteriores, pero no se puede usar cuando todos los canales estan activos (por saturacion).


    Nº canal Nº caracteres

    5.- Tipos de conexión.

    Definición :

    DTE : Equipo terminal de datos, que procesa los datos transmitidos.

    DCE : Equipo terminal de la linea de conmutacion. Lleva a cabo las funciones de interfaz con la linea de transmisión.


     Contr. de com.

     
    DTE

     Sincronizacion y

     conversion

     


    DCE

    Circuito Conexion

     Sincronizacion y

     conversion

     
    de

    DCE datos.

     Transm. o recep.

     


     Contr. de com.

     
    DTE


    3 Tipos :

    Simplex : los datos siempre pasan en la misma dirección, desde el emisor al receptor.


    Semi-duplex : Cada DTE funciona alternativamente como emisor y despues como receptor.


     DCE

     

     DCE

     

     DTE

     

     DTE

     
    Duplex : Los datos pasan simultáneamente en ambas direcciones.

    6.- Conmutación.

    Establecimiento de canales de comunicación entre los componentes de la red. Tipos :

           De circuitos : Tecnica mas sencilla. Consiste en establecer el circuito que une 2 estaciones a peticion antes de que empiece la transmision. El circuito permanece conectado mientras dure la transmision.

           De mensajes : Los mensajes acompañados de su dirección de destino viajan independientemente de un nodo a otro hasta su destino. Esta tecnica requiere que los nodos tengan capacidad de almacenamiento temporal de mensajes.

           De paquete : Permite la transmision a través de la red de pequeños paquetes de datos. Los mensajes se dividen en unidades pequeñas a las que se añade la dirección del emisor y del receptor. A este conjunto se le llama paquete. Las redes que utilizan esto, ofrecen un servicio llamado circuito virtual  que forman una conexión lógica entre 2 DTE. Los paquetes que circulan por la linea mantienen el orden de transmision. La red puede decidir, si hay una linea bloqueada o estropeada, enviar los paquetes por rutas diferentes. Estos circuitos pueden ser de 2 tipos : circuitos virtuales conmutados, que se establecen a peticion, y circuitos virtuales permanentes, establecidos permanentemente.

    7.- El Modelo OSI.

    Es un modelo para el diseño y analisis de redes de ordenadores. Considera una arquitectura definida en niveles, con una funcion especifica. Cada uno de estos niveles proporciona servicios a niveles superiores. La relacion entre 2 equipos en cada nivel se efectuan a traves de protocolos. Consta de 7 niveles.

    Nivel 0 (Equipos) : Indica el medio de transmision física.

    Nivel 1 (Físico) : Relacionado con la forma que toman los datos (señal analogica o digital).

    Nivel 2 (Enlace de datos) : Define las rutas lógicas punto a punto, y es responsable de la detección de errores, control de flujo, y gestion de enlaces.

    Nivel 3 (Red) : Responsable de establecer y mantener las conexiones a traves de la red usando la información sobre conexiones.

    Nivel 4 (Transporte) : Permite la operación de protocolos de control de errores para corregir datos.

    Nivel 5 (Sesión) : Lleva a cabo las funciones para conectar un terminal con otro.

    Nivel 6 (Presentación) : Asegura que los datos estan en una forma accesible al usuario.

    Nivel 7 (Aplicación) : Relacionado con la interfaz de usuario de todo el modelo.

    8.- Protección contra errores.

    Se usan codigos especiales para detectar errores y se añaden datos redundantes a los mensajes transmitidos.

    Correcion : Se realiza retransmitiendo el mensaje. El emisor envia un mensaje y espera a que el receptor le envie una señal de reconocimiento. Si esta es negativa, se retransmite el mensaje, y si es positiva, se envia el siguiente mensaje.

    Si la señal de reconocimiento tarda en llegar se retransmite el mensaje un número limitado de veces. Se le llama : ARQ-ACK (Peticion de repeticion automatica con reconocimiento). Otro es ARQ-NAK (Peticion de repeticion automatica sin reconocimiento). En este el transmisor no espera una señal de reconocimiento, y solo interrumpe la transmision cuando recibe una señal de reconocimiento negativa, en cuyo caso se retransmite el bloque incorrecto.


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