“INSTITUTO
TECNOLÓGICO
DE TUXTEPEC” “Fundamentos de Telecomunicación”
Modulación : Modem, Estándares y Protocolos
Investigación
Indira Santiago Santiago
[email protected] said_santiago@ hotmail.com
Graciela Avendaño Mendoza
LIC. María de los Ángeles Martínez Mórales
Tuxtepec, Oax. 21 De Abril del 2013
Estándares y protocolos que emplean los módems.
INTRODUCCIÓN A continuación se realizara un análisis de cuáles son los protocolos y estándares que conlleva un modem. En este trabajo se dará a conocer información muy importante acerca de los módem y tipos que existen, también conocemos los estándares que los rigen para su correcta funcionalidad. Hoy en día estos dispositivos son de mucha importancia en la vida diaria ya que a través de ello nos comunicamos o bien a través de la señal que transmiten.
Estándares y protocolos que emplean los módems.
¿QUE ES UN MÓDEM? 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. Un módem es un dispositivo que convierte las señales digitales del ordenador en señales analógica que pueden transmitirse a través del canal telefónico. Con un módem, usted puede enviar datos a otra computadora equipada con un módem.
¿CÓMO FUNCIONA UN MÓDEM? La computadora consiste en un dispositivo digital que funciona al encender y apagar interruptores electrónicos. Las líneas telefónicas, de lo contrario, son dispositivos análogos que envían señales como un corriente continuo. El módem tiene que unir el espacio entre estos dos tipos de dispositivos. Debe enviar los datos digitales de la computadora a través de líneas telefónicas análogas. Logra esto modulando los datos digitales para convertirlos en una señal análoga; es decir, el módem varía la frecuencia de la señal digital para formar una señal análoga continua.
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TIPOS DE MÓDEMS x- módem: X-módem es uno de los primeros protocolos de comunicaciones existentes que transmite paquetes de 128 bytes y realiza la comprobación de todos ellos, por lo que resulta muy lento; no conserva ni el nombre, ni la longitud del fichero enviado. Una versión mejorada es el x-módem 1k, que emplea paquetes de 1 Kbyte, por lo que resulta más eficaz si la línea no es muy ruidosa.
Y-módem: Deriva del x-módem 1k, pero incluye corrección de errores, el nombre y la longitud de los ficheros; siendo capaz de transferir varios a la vez. Un problema que deriva de los y-módem es que no se pueden enviar nombres, fechas ni horas de los archivos, ni varios archivos, cuando la gente vio que el término y-módem no era definitivo comenzó a llamar y-módem batch al y-módem real (y-módem de chuckforsberg). Otra variante del y-módem es él y-módem g que envía un archivo como un flujo continuo, sin detenerse a esperar confirmación. Ymódem g ofrece una alta eficacia a costa de sacrificar la verificación de errores; este protocolo debe usarse únicamente en conexiones que sean intrínsecamente libres de errores. si se producen errores en la transferencia el archivo debe ser descartado y habrá que repetir la transferencia.
z-módem: Este se emplea sobre líneas libres de errores (sin ellos o con módems que los corrijan), por lo que al evitar las comprobaciones resulta mucho más eficaz. En caso de ruptura del enlace recupera a partir del momento del fallo. Al igual que él y-módem, soporta la modalidad batach para la transferencia de multifichero. Este protocolo alcanza una eficacia cercana al 98 por 100 enviando un flujo constante de datos e intercalando códigos de verificación de errores a intervalos, parándose exclusivamente a esperar confirmación al final de la transmisión de un archivo. Conforme van llegando lo datos, el receptor los compara con los códigos de verificación de errores recibidos, y luego solicita que
Estándares y protocolos que emplean los módems. se envíen de nuevo los datos defectuosos. Z-módem fue también el primer protocolo que incorporó la recuperación de archivos. El estilo de transmisión continua superó a todos los protocolos anteriores, sin perder eficacia.
Módem externo: es un dispositivo que viene en su propia carcasa y se conecta externamente con el computador. Es fácil de instalar, portátil, se conecta por el puerto en serie o puertos del tipo USB y dispone de indicadores luminosos para su control.
Módem interno: es una tarjeta de expansión en la que están incluidos todos los elementos del módem. Se puede conectar mediante tres formatos, que incluyen el Bus ISA, el Bus PCI y el AMR.
Módem Digital: necesita una línea telefónica de carácter digital denominada RDSI (Red Digital de Servicios Integrados) para su óptimo funcionamiento. El módem digital brinda la posibilidad de mantener dos comunicaciones distintas con una sola línea.
Cable módem: es un dispositivo que permite acceso a Internet a gran velocidad vía TV cable. Este tipo de módem se utiliza generalmente en hogares, tiene dos conexiones, uno por cable a la conexión de la pared y otro al computador, por medio de interfaces y cuenta con dos tipos: coaxiales de Fibra Óptica y ADSL.
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ESTÁNDARES DE LOS MÓDEMS Estándares de Modulación. Dos módems para comunicarse necesitan emplear la misma técnica de modulación. La mayoría de los módem son full-dúplex, lo cual significa que pueden transferir datos en ambas direcciones. Hay otros módem que son halfduplex y pueden transmitir en una sola dirección al mismo tiempo. Algunos estándares permiten sólo operaciones asíncronas y otros síncronas o asíncronas con el mismo módem. Existen tres tipos de estándares: de facto, de jure y los propietarios. Los estándares de facto son aquellos que tienen una alta penetración y aceptación en el mercado, pero aún no son oficiales. Un estándar de jure u oficial, en cambio, es definido por grupos u organizaciones oficiales tales como la ITU, ISO, ANSI, entre otras. La principal diferencia en cómo se generan los estándares de jure y facto, es que los estándares de jure son promulgados por grupos de gente de diferentes áreas del conocimiento que contribuyen con ideas, recursos y otros elementos para ayudar en el desarrollo y definición de un estándar específico. En cambio los estándares de facto son promulgados por comités "guiados" de una entidad o compañía que quiere sacar al mercado un producto o servicio; sí tiene éxito es muy probable que una Organización Oficial lo adopte y se convierta en un estándar de jure. Por otra parte, también existen los "estándares" propietarios que son propiedad absoluta de una corporación u entidad y su uso todavía no logra una alta penetración en el mercado. Cabe aclarar que existen muchas compañías que trabajan con este esquema sólo para ganar clientes y de alguna manera "atarlos" a los productos que fabrica. Si un estándar propietario tiene éxito, al lograr más
Estándares y protocolos que emplean los módems. penetración en el mercado, puede convertirse en un estándar de facto e inclusive convertirse en un estándar de jure al ser adoptado por un organismo oficial.
Estándares de Control de Errores El problema de ruido puede causar pérdidas importantes de información en módem a velocidades altas, existen para ello diversas técnicas para el control de errores. Cuando se detecta un ruido en un módem con control de errores, todo lo que se aprecia es un breve inactividad o pausa en el enlace de la comunicación, mientras que si el módem no tiene control de errores lo que ocurre ante un ruido es la posible aparición en la pantalla de caracteres "basura" o, si se está transfiriendo un fichero en ese momento, esa parte del fichero tendría que retransmitirse otra vez. En algunos casos el método de control de errores está ligado a la técnica de modulación:
Modem Hayes V-Serie emplea modulación Hayes Express y un esquema de control errores llamado Link Access Procedure-Modem (LAP-M).
Modem US Robotics con protocolo HTS emplea una modulación y control de errores propios de US Robotics.
Estándares De Compresión De Datos La compresión de datos observa bloques repetitivos de datos y los envía al modem remoto en forma de palabras codificadas. Cuando el otro modem recibe el paquete lo decodifica y forma el bloque de datos original. Existen dos técnicas para la compresión:
Microcom
Network
Protocol
(MNP-5,7).
Este
protocolo
permite
compresiones de dos a uno, es decir podemos enviar el doble de información utilizando la misma velocidad de modulación.
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Norma V.42 bis (procedente del CCITT). Con esta norma de compresión se consiguen ratios de 4:1.
“ESTÁNDARES QUE SE UTILIZAN”
Estándar modulación
de Ancho
Modo
Descripción
Full
Un estándar americano y canadiense que utiliza
dúplex
modulación por desplazamiento de frecuencia de
de banda teórico
Bell 103
300 bps
audio para codificar datos. Esto permite enviar un bit por baudio.
CCITT V.21 Bell 212ª
300 bps
Full
Un estándar internacional similar al estándar Bell
dúplex
103.
1.200 bps Full dúplex
Un estándar americano y canadiense que utiliza modulación por desplazamiento diferencial para codificar datos. Esto permite el envío de 2 bits por baudio.
ITU V.22
1.200 bps Half dúplex
ITU V.22bis
2.400 bps Full dúplex
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).
ITU V.23
1.200 bps Half dúplex
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.
ITU V.23
1.200
Full
Un estándar internacional que brinda full dúplex
bps/75
dúplex
asimétrico, es decir, permite la transmisión de
Estándares y protocolos que emplean los módems. bps
datos en una dirección a 1.220 bps y a 75 bps en la otra dirección.
ITU V.29
9.600 bps Half dúplex
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.
ITU V.32
9.600 bps Full dúplex
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.
ITU V.32bis
14.400
Full
Un estándar internacional que mejora el estándar
bps
dúplex
v.32 al enviar 6 bits por baudio y permitir una velocidad de transmisión de hasta 14.400 bps.
ITU V.32fast
28.800
Full
Un estándar internacional a veces denominado
bps
dúplex
V.FC (Fast Class) que permite la transmisión de datos a una velocidad de 28.800 bps.
ITU V.34
28.800
Full
Un
estándar
internacional
que
permite
la
bps
dúplex
transferencia de datos a 28.800 bps. Gracias a un procesador DSP (Procesador de señal digital ), ), los módem que utilizan este estándar pueden alcanzar una velocidad de hasta 33.600 bps.
ITU V.29
56.000
Full
Un
estándar
internacional
que
permite
bps
dúplex
velocidades de transmisión de hasta 56.000 bps.
Estándares y protocolos que emplean los módems.
ESTÁNDARES UTILIZADOS NO MUY COMUNES SON:
PEP (Protocolo de Ensamble Paquetizado, Packetized Ensemble Protocol 1985): 18kbps (máximo).
Hayes Express 96: 9.6kbps (Hayes 1987)
HST: 9.6kbps (US Robotics 1986)
HST: 14.4kbps (US Robotics 1989)
HST: 16.8kbps (US Robotics 1992)
V.32 terbo: 19.2kbps (AT$amp;T 1993)
V.FastClass: 28.8kbps (Rockwell 1993)
X2 :57.3kbps (US Robotics 1997)
K56: Flex 57.3kbps (Rockwell 1997)
Bell 103 300 bps; frequency shift keying = FSK (1962)
V.21 300 bps; frequency shift keying (utiliza una frecuencia distinta al Bell 103) (1964)
V.23 1200/75 bps and 600/75 bps asimétrico; 75 bps es el canal inverso, frequency shift keying = FSK (1964)
Bell 212A 1200 bps; quadrature differential phase shift keying = QDPSK = DPSK
V.22 1200 bps; fallback to 600 bps ; QDPSK = DPSK (1980) V.22bis 2400 bps; QAM (1984) V.32 9600 bps; QAM (1984 pero no fue utilizado ampliamente sino hasta años después)
V.32bis 14400 bps; QAM (1991)
QAM= Quadrature Amplitude Modulation. La palabra "Quadrature" es la versión corta para "quadrature differential phase shift keying" =QDPSK
El PEP utilizaba tanto ancho de banda como fuera posible separando el espectro hasta en 512 sub-bandas. Fue soportado por el Pathfinder de Ven-Tel y el Trailblazer de Telebits.
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PROTOCOLOS DE LOS MÓDEMS
Los protocolos de transmisión son utilizados para coordinar el proceso de envío y recepción de datos y también influyen decisivamente en las velocidades que se pueden alcanzar. De manera similar, la estandarización de protocolos y métodos de conexión permiten la comunicación entre módems de diversas marcas y modelos.
Conjuntos de protocolos: Los conjuntos de protocolos son colecciones de protocolos que posibilitan la comunicación de red desde un host, a través de la red, hacia otro host. Un protocolo es una descripción formal de un conjunto de reglas y convenciones que rigen un aspecto particular de cómo los dispositivos de una red se comunican entre sí. Los protocolos determinan el formato, la sincronización, la secuenciación y el control de errores en la comunicación de datos. Los protocolos controlan todos los aspectos de la comunicación de datos, que incluye lo siguiente:
Cómo se construye la red física
Cómo los computadores se conectan a la red
Cómo se formatean los datos para su transmisión
Cómo se envían los datos
Cómo se manejan los errores
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.
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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
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.
Xmodem-1k: es una pequeña variante del anteriormente mencionado, que usa bloques que poseen un kilobyte (1.024 bytes) de tamaño. Este protocolo es todavía mal llamado ‘Ymodem’ por algunos programas, p ero la
gente gradualmente se inclina a llamarlo correctamente.
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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 e l 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.
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.
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.
Telink: este protocolo es principalmente encontrado en Fido Bulletin Board Systems. Es básicamente el protocolo Xmodem usando CRC para
Estándares y protocolos que emplean los módems. chequear y un bloque extra enviado como cabecera del archivo diciendo su nombre, tamaño y fecha.
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.
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CONCLUSIÓN Se espera que con la realización de este análisis queden conocimientos sobre los módems y los estándares que los rigen, y que la información proporcionada sea de gran utilidad. De esta manera, su función primordial se relaciona con Internet porque todos los datos que queremos transferir a través de la red necesitan de este dispositivo como si fuera un traductor. Aunque también puede ser utilizado como fax e incluso como
medio
de
contacto
con
una
red
local.
Estándares y protocolos que emplean los módems. REFERENCIAS
http://www.compaq.com/athome/presariohelp/sp/modems/modwork2.html http: //www.compaq.com/athome/presariohelp/sp/modems/modwork2.html http://www.ibw.com.ni/~alanb/modem/cinco1.html http://www.inf.unitru.edu.pe/docs/telep/cap5/index.Html http://www.inf.unitru.edu.pe/docs/telep/cap5/index .Html#modula #modula www.tecnotopia.com.mx/mecatronica/modemprotocolos.htm http://www.mastermagazine.info/termino/5931.php#ixzz2RaTp4Wjo
