Jonathan Remba Uribe G901 IET Teleinformática Modos de transmisión: Paralela, serial, asíncrona, síncrona y isocrónica. 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. En cambio, en las transmisiones a larga distancia no es rentable ni fiable la utilización de este sistema ya 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. Se denominan sincronización al proceso mediante el cual el equipo receptor conoce los momentos exactos en que debe medir la magnitud de la señal para identificar la información transmitida. Se distinguen tres niveles en el citado proceso, para el reconocimiento del inicio y final de cada elemento de información transmitido: · · · Sincronización a nivel de bit. Sincronización a nivel de carácter. Sincronización a nivel de bloque. Existen dos modos básicos de transmisión de caracteres: Transmisión sincrónica. Envía la información octeto a octeto, en cualquier momento. Cada uno de ellos va precedido de un bit de arranque (bit de start) y seguido de uno de parada (bit de stop) para ser identificados por el receptor. Las velocidades de transmisión permitidas en este modo son muy bajas, inferiores a 1200 (bits por segundo) Transmisión asincrónica. El emisor y el receptor disponen de sendos relojes sincronizados por medio de los cuales controlan la duración constante de cada octeto transmitido. Estos se envían de una forma continua agrupados en bloques de información. En este modo se puede tener cualquier velocidad de transmisión por alta que sea. Son velocidades típicas 2400, 4800, 9600 y 19200 bps. TRANSMISION ISOCRÓNICA.- Inicialmente vale la pena aclarar el origen de este término tan extraño. La transmisión isocrónica ha sido desarrollada especialmente para satisfacer las demandas de la transmisión multimedia por redes, esto es integrar dentro de una misma transmisión, información de voz, video, texto e imágenes. La transmisión isocrónica es una forma de transmisión de datos en la cual los caracteres individuales están solamente separados por un número entero de intervalos, medidos a partir de la duración de los bits. Contrasta con la transmisión asincrónica en la cual los caracteres pueden estar separados por intervalos aleatorios. La transferencia isocrónica provee comunicación continua y periódica entre el host y el dispositivo, con el fin de mover información relevante a un cierto momento. La transmisión isocrónica se encarga de mover información relevante a algún tipo de transmisión, particularmente audio y video. Según el sentido del flujo de la información existen tres modos de transmisión: Simplex. La transmisión de datos se realiza en un único sentido, desde una estación emisora a una estación receptora, que generalmente corresponden a un terminal como origen y una computadora central como destino, o bien una computadora como origen y una impresora o unidad de visualización como destino. Como ejemplo del primer caso se tienen las denominadas estaciones de recogida de datos (meteorológicos, de trafico, contaminación, etcétera), y un ejemplo típico del segundo caso son los terminales de visualización instalados en las estaciones de tren, avión, etcétera, para la información de los horarios. Este modo es el menos utilizado. Semiduplex o half-duplex. Se denomina así al modo de transmisión en el que el envío de datos se realiza en ambos sentidos pero no simultáneamente. Por tanto, los equipos conectados con este modo son ambos emisor y receptor, aunque en cada momento realizan una sola de estas Jonathan Remba Uribe G901 IET Teleinformática funciones, alternando el sentido de la comunicación cada vez que sea necesario. Es el modo más utilizado por permitir comunicación en ambos sentidos a un coste reducido. Dúplex o full-duplex. Mediante este modo se establece la comunicación de datos a través de la línea de teleproceso en ambos sentidos simultáneamente, lo que permite una mayor agilización de las operaciones de recepción de datos y envío de resultados. A pesar de ser el más eficiente, no es el más utilizado, debido al coste superior que implica el uso de equipos y redes de telecomunicación más complejos. Códigos de representación de caracteres. Existen diversos códigos y estándares para la representación de caracteres, los más usados son: ASCII Códigos ASCII (0-127). Carácteres no imprimibles Nombre Dec Hex Car. Nulo 0 00 NUL Inicio de cabecera 1 01 SOH Inicio de texto 2 02 STX Fin de texto 3 03 ETX Fin de transmisión 4 04 EOT enquiry 5 05 ENQ acknowledge 6 06 ACK Campanilla (beep) 7 07 BEL backspace 8 08 BS Tabulador horizontal 9 09 HT Salto de línea 10 0A LF Tabulador vertical 11 0B VT Salto de página 12 0C FF Retorno de carro 13 0D CR Shift fuera 14 0E SO Shift dentro 15 0F SI Escape línea de 16 10 DLE datos Control dispositivo 1 17 11 DC1 Control dispositivo 2 18 12 DC2 Control dispositivo 3 19 13 DC3 Control dispositivo 4 20 14 DC4 neg acknowledge 21 15 NAK Sincronismo 22 16 SYN Carácteres imprimibles Dec Hex Car. Dec Hex Car. 32 20 Espacio 64 40 @ 33 21 ! 65 41 A 34 22 " 66 42 B 35 23 # 67 43 C 36 24 $ 68 44 D 37 25 % 69 45 E 38 26 & 70 46 F 39 27 ' 71 47 G 40 28 ( 72 48 H 41 29 ) 73 49 I 42 2A * 74 4A J 43 2B + 75 4B K 44 2C , 76 4C L 45 2D 77 4D M 46 2E . 78 4E N 47 2F / 79 4F O Dec Hex Car. 96 60 ` 97 61 a 98 62 b 99 63 c 100 64 d 101 65 e 102 66 f 103 67 g 104 68 h 105 69 i 106 6A j 107 6B k 108 6C l 109 6D m 110 6E n 111 6F o 48 30 0 80 50 P 112 70 p 49 50 51 52 53 54 1 2 3 4 5 6 81 82 83 84 85 86 Q R S T U V 113 114 115 116 117 118 q r s t u v 31 32 33 34 35 36 51 52 53 54 55 56 71 72 73 74 75 76 Jonathan Remba Uribe Fin bloque 23 transmitido Cancelar 24 Fin medio 25 Sustituto 26 Escape 27 Separador archivos 28 Separador grupos 29 Separador registros 30 Separador unidades 31 ISO G901 IET Teleinformática 17 ETB 55 37 7 87 57 W 119 77 w 18 19 1A 1B 1C 1D 1E 1F CAN EM SUB ESC FS GS RS US 56 57 58 59 60 61 62 63 8 9 : ; < = > ? 88 89 90 91 92 93 94 95 X Y Z [ \ ] ^ _ 120 121 122 123 124 125 126 127 x y z { | } ~ DEL 38 39 3A 3B 3C 3D 3E 3F 58 59 5A 5B 5C 5D 5E 5F 78 79 7A 7B 7C 7D 7E 7F Jonathan Remba Uribe G901 IET Teleinformática Existen otros tipos de códigos usados, que también representan caracteres en otros idiomas. Modulación analógica, digital y banda base/ancha. MODULACIÓN DE AMPLITUD (AM) . Una portadora puede modularse de diferentes modos dependiendo del parámetro de la misma sobre el que se actúe. Se modula en amplitud una portadora, cuando sea la distancia existente entre el punto de la misma en el que la portadora vale cero y los puntos en que toma el valor máximo ó mínimo , la que se altere , esto es , su amplitud. Jonathan Remba Uribe G901 IET Teleinformática Es la amplitud (intensidad) de la información a transmitirla que varía la amplitud de la onda portadora . Y resulta que , al añadir esta información se obtiene tres frecuencias: a) La frecuencia de la portadora f b) La frecuencia suma de la portadora y la información. c) La frecuencia diferencia de la portadora y la información . Este análisis nos lleva a pensar que, como normalmente la información no la compone una única onda, sino varias dentro de una banda , sería necesario hacer uso de un gran ancho de banda para transmitir una información cuyas frecuencias estuvieran comprendidas entre los 20 Hz y 20.000 Hz (limites de la banda de frecuencias audibles por el iodo humano) con buena calidad. Por otro lado , como el ancho de banda permitido para una emisión está limitado , esta clase de emisión se dedica a usos que no requieren gran calidad de sonido o en los que la información sea de frecuencias próximas entre sí (por esto , nunca usaría AM una radiofórmula) Otra característica de la modulación de amplitud es que , en su recepción , los desvanecimientos de señal no provocan demasiado ruido , por lo que es usado en algunos casos de comunicaciones móviles ,como ocurre en buena parte de las comunicaciones entre un avión y la torre de control, debido que la posible lejanía y el movimiento del avión puede dar lugar a desvanecimientos. Sin embargo, la modulación en amplitud tiene un inconveniente , y es la vulnerabilidad a las interferencias. MODULACIÓN EN BANDA LATERAL (SSB). Partiendo de la idea de que la modulación de amplitud comprende ocupar la frecuencia propia de la portadora y las adyacentes que aparecen al modularla, analizaremos el siguiente caso: teniendo una portadora de 1000 Khz queremos modularla con una información cuyas frecuencias Jonathan Remba Uribe G901 IET Teleinformática comprenden entre los 5 y los 10 Khz.La onda modulada presentará las siguientes frecuencias: fp =1000 Khz fp+fi ;1000+5=1005 Khz ,y 1000+10=1010 Khz , es decir, todas las frecuencias comprendidas entre los 1005 y 1010 Khz. fp-fi ; 1000-5=995 Khz , y 1000-10=990 Khz todas las comprendidas entre 990 y 995 Khz. Diferenciándose la banda lateral superior (USB), las de frecuencia mas elevada , de la banda lateral inferior (LSB). Como la frecuencia portadora no es información, los transmisores con esta clase de modulación suprimen la portadora (de ahí que también conozcamos este tipo de modulación como de “portadora suprimida”), y lanzan únicamente las bandas laterales, y aún mejor, solo una de ellas. Esto tiene grandes ventajas sobre la modulación de portadora continua. a) Al suprimirse la portadora en ausencia de información, el ahorro de energía es muy considerable, además el esfuerzo que el paso final de potencia de RF de un transmisor de esta clase soporta es menor que el de otro tipo de portadora continua (AM o FM), para la misma potencia. Debido a esto último un transceptor que disponga de los dos modos de modulación es capaz de suministrar hasta el doble de potencia en banda lateral que en modulación de amplitud. b) Otra ventaja de la SSB es la reducción del ancho de banda que se consigue al eliminar una de las bandas laterales. Cuando se selecciona el modo USB se están filtrando todas las frecuencias de la banda lateral inferior, que podrán ser ocupadas por otra estación. La modulación SSB es usada habitualmente por los servicios marítimos (estaciones costeras telefonía dirigida a barcos...) o los aviones (en viajes transoceánicos) cuando las distancias a salvar son grandes y se necesitan grandes potencias de emisión. MODULACIÓN DE FRECUENCIA (FM). La modulación de amplitud tiene en la práctica dos inconvenientes: por un lado , no siempre se transmite la información con la suficiente calidad , ya que el ancho de banda en las emisiones está limitado; por otra parte, en la recepción es difícil eliminar las interferencias producidas por descargas atmosféricas , motores, etc. La modulación de frecuencia consiste en varar la frecuencia de la onda portadora de acuerdo con la intensidad de la onda de información . La amplitud de la onda modulada es constante e igual que la de la onda portadora. Jonathan Remba Uribe G901 IET Teleinformática La frecuencia de la portadora oscila más o menos rápidamente, según la onda moduladora, esto es , si aplicamos una moduladora de 100 Hz , la onda modulada se desplaza arriba y abajo cien veces en un segundo respecto de su frecuencia central , que es la portadora; además el grado de esta variación dependerá del volumen con que modulemos la portadora, a lo que denominamos “índice de modulación”. Debido a que los ruidos o interferencias que se mencionaron anteriormente alteran la amplitud de la onda, no afecta a la información transmitida en FM, puesto que la información se extrae de la variación de frecuencia y no de la amplitud, que es constante. Como consecuencia de estas características de modulación podemos observar cómo la calidad de sonido o imagen es mayor cuando modulamos en frecuencia que cuando lo hacemos en amplitud o banda lateral. Además al no alterar la frecuencia de la portadora en la medida que aplicamos la información, podemos transmitir señales sonoras o información de otro tipo (datos o imágenes), que comprenden mayor abanico de frecuencias moduladoras, sin por ello abarcar mayor ancho de banda. Éste es el motivo por el que las llamadas “radiofórmulas” utilizan la frecuencia modulada, o dicho de otro modo, el nacimiento de las estaciones que a mediados de los sesenta eligieron este sistema para emitir sus programas con mayor calidad de sonido dio origen a la radiodifusión musical. Otros usos de la frecuencia modulada son la telefonía móvil, televisión y servicios de comunicación entre los trabajadores de empresas de paquetería, talleres, comercios... Modulación lineal: Se transmiten las señales continuas de forma sinusoidal. Modulación por pulsos: Se transmite señales en forma de bits. Modulación codificada: Primero se codifica y luego se envía de igual forma que la modulación lineal. Modulación de Frecuencia (FSK, Frequency Shift Keying): se utiliza en los modems de baja velocidad. Se emplea separando el ancho de banda total en dos bandas, los modems pueden transmitir y recibir datos por el mismo canal simultáneamente. El módem que llama se pone en el modo de llamada y el módem que responde pasa al modo de respuesta gracias a un conmutador que hay en cada módem. Modulación de Amplitud (ASK, Amplitud Shift Keying): no se utiliza en solitario en comunicaciones de datos porque es muy sensible a interferencias de ruido eléctrico que pueden provocar errores en los datos recibidos. Modulación de Fase (PSK, Phase Shift Keying )): se codifican los valores binarios como cambios de fase de la señal portadora. Jonathan Remba Uribe G901 IET Teleinformática Modulación Diferencial de Fase (DPSK, Diferential Phase Shift Keying): consiste en una variación de PSK donde se toma el ángulo de fase del intervalo anterior como referencia para medir la fase de cualquier intervalo de señal. Modulación de Amplitud de Cuadratura (QAM, Quadrature Amplitude Modulation): se emplea en los modems más rápidos. Consiste en una combinación de PSK y ASK, es decir, se van a combinar las variaciones de amplitud en referencia al momento de fase en que ocurren con lo cual vamos a poder incluir más bits en los mismos hertz. Medios de Transmisión: Son los medios físicos que se utilizan para transferir información de un lugar a otro, y pueden ser tan cortos como unas cuantas pulgadas hasta extenderse varios miles de millas. Cables Par o Multipar : Un par sencillo retorcido de hilos de cobre con un recubrimiento aislante, transporta ambas direcciones (bidireccional) de transmisión para cada cliente (suscriptor o abonado) telefónico conectado a una central local (línea telefónica) o nodo de acceso. El cable multipar está compuesto por cientos de pares de hilos dentro de una misma estructura formando un cable, el cual es tendido al lado de las calles y carreteras sobre postes o canalizaciones (enterrado) y sirve para la distribución de las líneas telefónicas y como enlace entre los nodos de la red local. Al manejo de los cables y todos los elementos necesarios para dicha distribución es lo que generalmente se conoce como PLANTA EXTERNA. Los pares de hilos se enrollan o retuercen para reducir la interferencia electromagnética. Las líneas telefónicas (voz) han sido diseñadas para transportar simultáneamente ambas direcciones de la conversación telefónica entre los abonados o subscriptores (clientes), pero su ancho de banda es mayor que el necesario para un circuito de transmisión de voz (0.3-3.4 kHz. = 3.1 kHz.) bidireccional ; en los nodos y enlaces se emplean técnicas de multiplexación con sus moduladores y demoduladores para tener normalmente en FDM 12 circuitos (análogos) y en TDM (a través de PCM) 30 o 24 circuitos (análogos) equivalentes a una velocidad digital de 2048 kbit/seg. y 1544 kbit/seg. respectivamente o transmitir n*64 kbit/seg. (n = 1 a 32). Aunque está destinado principalmente al tráfico de voz, el par de hilos de la "línea telefónica" puede adaptarse para la transmisión de datos (digital) mediante el uso de MODEM en cada extremo logrando velocidades hasta de 38400 bit/seg. y con técnicas especiales, HDSL y ASDL, llegar a 8 millones de bit por cada segundo (8 Mbits/seg.). Claro exige que estos cables deben tener muy buenas características en sus parámetros de transmisión y distancias no mayores a un kilómetro. Cable Coaxial: Los tubos coaxiales, que consisten en un conductor central de cobre y un revestimiento exterior de cobre separado por aisladores, puede transportar frecuencias mucho más altas que los pares de hilos entorchados. Los cables coaxiales tienen anchos de banda de alrededor de 10 MHz. hasta varios cientos de MHz. Esto permite que haya más de 10.000 circuitos de transmisión de voz utilizando técnicas de multiplexación por distribución de frecuencia (FDM - sistema análogo) en un solo cable de dos tubos coaxiales. Cuando se reúnen, por ejemplo 22 tubos, es posible transportar más de 100.000 conversaciones telefónicas simultáneas (11x10.800 = 118.800 circuitos de voz). Se emplea frecuentemente en los sistemas de transmisión de televisión por subscripción (CATV community antenna television system = Sistema de Antena Comunal de Televisión) para transportar en forma unidireccional, por difusión, varios "canales de televisión" hasta nuestras casas. Los cables coaxiales comparados con los cables pares entorchados, además de su ventaja de ancho de banda (muchos circuitos o canales), reducen al mínimo muchas formas de distorsión y la diafonía es insignificante. Su principal desventaja es el costo. Jonathan Remba Uribe G901 IET Teleinformática Cable de Fibra óptica: Las fibras ópticas, que operan en frecuencias de las ondas infrarrojas y luminosas del espectro electromagnético tienen un potencial de ancho de banda casi ilimitado. Esto hace que sean uno de los medios más promisorios en el futuro inmediato para el desarrollo de la banda ancha tanto en la red de larga distancia y la red local llegando incluso a la red del usuario. Las fibras ópticas son filamentos finos de vidrio de alta transparencia que sirven como guíaondas para la transmisión de haces de luz infrarroja monocromática (de frecuencia única - láser). Gracias a los recientes adelantos tecnológicos, las fibras ópticas tiene pérdidas de transmisión tan bajas, logrando distancias sin repetidor mayores a los 40 km. Es posible reunir en un cable de alrededor de 1 cm. de diámetro más de 100 fibras. Estos cables son tan flexibles como los cables de pares de cobre y se los puede enrollar en tambores y luego instalarlos o canalizarlos. Además de su ancho de banda más alto que todos los medios, las fibras ópticas son inmunes a muchos de los problemas que afectan a otros medios de transmisión, como por ejemplo la fuga de señal, la diafonía, la interferencia electromagnética y los ruidos. Esto las hace muy adecuadas para la transmisión sin ruido, ni errores en los sistemas digitales (mayor confiabilidad y un alto desempeño). Radio Enlaces: Los enlaces radio electromagnéticos por microondas compiten con los cables coaxiales para la transmisión del tráfico de telecomunicaciones análogas y/o digitales de alta capacidad y de larga distancia, así como para el transporte de la señal de televisión. Como las frecuencias de microondas (ultra altas, frecuencias mayores a 1 GHz - Giga=1.000.000.000 Hertz) se transmiten o propagan en línea recta, hay que instalar antenas para microondas (llamadas "platos" o parabólicas) en edificios altos y en las cimas de las montañas en "línea de vista" una de otra. Una cadena de torres de antenas de microondas, a intervalos de 35 y 55 km. (generalmente) , transmite los haces de microondas de televisión, teléfono y datos (digital) de un lado a otro del país. Un solo haz portador de una vía de televisión puede ser utilizado para transportar unos 1200 circuitos de telefonía (análogos) durante la mayor parte del día. En sistemas de transmisión digital se puede llegar en PDH hasta 140 Mbits/seg. y en SDH hasta 155 Mbits/seg. para un par de frecuencias o circuito de radio (dos canales de radio). Lo que Significa: 1900 circuitos telefónicos o de datos a 64 kbit/seg. aproximadamente, 64 o 63 circuitos digitales de 2 Mbits/seg. y 8 o 6 canales de televisión digital (unidireccional) a 34 Mbits/seg. respectivamente. Los enlaces de microondas requieren menos repetidoras (amplificadores, uno para cada canal de radio) que los cables coaxiales para la misma distancia. Por ejemplo: en un sistema costa a costa en los Estados Unidos esto puede significar la diferencia entre 100 repetidoras de microondas y aproximadamente 1000 repetidores de cables coaxial. Sin embargo, al igual que otros sistemas de transmisión no ópticos, las microondas sufren efectos de interferencias climáticas y son reflejadas o dispersadas por colinas, edificios y objetos artificiales grandes causando interferencias sobre otros sistemas. Las guíaondas se utilizan para transportar las señales de microondas sin interferencia externa. Estas guíaondas son hechas de tubos de cobre o latón de hasta 5 cm. de sección transversal en forma rectangular, circular o helicoidales. Están en uso desde hace tiempo como alimentadores de antenas de microondas (transporte de señal) y otros usos de corto alcance. Radio Enlace por Satélite: Los satélites de comunicaciones son otro tipo de radio enlace de microondas. El 6 de abril de 1965 es colocado en órbita sincrónica geoestacionaria (GEO) el satélite de comunicaciones Early Bird (pájaro madrugador), que sería conocido como INTELSAT I. El satélite describe una órbita aproximadamente circular, a una velocidad de unos 10.000 kilómetros por hora (km/hora), con una altura de 34.993 a 36.577 kilómetros, en un tiempo de 1426,4 minutos, es decir, 23 horas, 56 minutos y 42 segundos. De esta manera el satélite, mantiene su posición en el cielo relativo a un punto en la superficie terrestre y cubre una tercera parte de la superficie terrestre, por lo cual el Jonathan Remba Uribe G901 IET Teleinformática contacto con el mismo desde las estaciones terrenas, situadas en ese espacio, es continuo. Este pájaro madrugador tenia 240 canales telefónicos. En la actualidad, hay muchos sistemas de satélite de comunicaciones en uso alrededor del mundo. Utilizan frecuencias de la banda C entre 4 y 6 GHz.; la separación mínima entre uno y otro debe ser de al menos 4 (grados), pronto se llegará a este limite en algunas partes del mundo. Por este motivo, se emplean la banda Ku de 12- 16 GHz. y se realizan investigaciones en la banda K (20 - 30 GHz.); los satélites en estas bandas de frecuencia no sólo tienen un ancho de banda mayor, sino que permiten el uso de estaciones más pequeñas y de costo más bajo. Una aplicación de los satélites en la banda Ku es el sistema de transmisión digital de televisión con más de 100 canales en forma directa al hogar (DTH Direct TV at Home y DirecTV.). Conclusión: Este trabajo comprende de una manera reducida todo lo que tiene que ver con la forma de comunicación electrónica y sus diversas formas y medios. Desde su forma mas simple hasta las ultimas tecnologías inalámbricas satelitales.