Diapositivas del Bloque 1. Dispositivos para la transmisión de

Sistemas
Si
t
dde T
Transporte
t dde D
Datos
t (9186)
Ingeniería en Informática (plan 2001)
Bloque I. Dispositivos para la transmisión de datos
Francisco Andrés Candelas Herías (fcandela@dfists.ua.es)
S ti
Santiago
Puente
P t Méndez
Mé d ((spuente@dfists.ua.es)
t @dfi t
)
Curso 2009
2009-10
10
I. Dispositivos para la transmisión de datos
1.
2.
3.
4.
Elementos en la transmisión de datos.
N
Normas
de
d interfaz
i t f DTE
DTE-DCE
DCE estándar.
tá d
Normativas de modulación y pprogramación
g
de módems.
Arquitecturas de multiplexado de señales.
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
2
I-1. Elementos en la Transmisión de Datos




3
Conceptos básicos.
N
Necesidad
id d dde normativas.
ti
Elementos en la comunicación entre dos equipos.
q p
Interconexión de equipos con LANs o WANs.
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-1. Elementos en la Transmisión de Datos

4
Conceptos básicos

Para comunicar
com nicar eq
equipos
ipos de una
na forma compatible se req
requiere
iere definir
y especificar muy bien todos los aspectos de la comunicación.





Tipo dde cableado,
Ti
bl d ttopología…
l í
Interfaces de conexión, niveles de tensión y corrientes…
Niveles de la arquitectura
arquitectura, servicios que ofrecen los niveles
niveles…
Protocolos de los distintos niveles, formatos de los paquetes y tramas (PDU)…
En STD estudiaremos tecnologías concretas
concretas, viendo las
especificaciones de cada una de ellas para los niveles en las que
definen.
definen
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-1. Elementos en la Transmisión de Datos

5
Necesidad de normativas

Hay organizaciones
H
i i
que se encargan de
d documentar
d
t llas
especificaciones de las tecnologías de éxito o compartidas por
grupos de fabricantes:






ISO. International Standards Organization.
ITU T International Telecommunication Union
ITU-T.
Union, Telecommunication
Standardization Sector (anterioremente CCITT).
ETSI European Telecommunications Standards Institute.
ETSI.
Institute
IEEE. Institute of Electrical and Electronic Engineers.
EIA. Electronic Industries Alliance.
ANSI. American National Standards Institute (representante del OSI en
EE.UU.)
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-1. Elementos en la Transmisión de Datos

Necesidad de normativas

También todos los aspectos de Internet están bien definidos
definidos:



IAB. Internet Architecture Board.
 IETF.
IETF IInternet
t
tE
Engineering
i
i T
Taskk F
Force.
 IRTF. Internet Researching Task Force.
W3 World Wide Web Consortium.
W3.
Consortium
Además hay consorcios para tecnologías específicas:





IP/MPLS Forum
F
(anteriormente
( t i
t ATM Forum).
F
)
Gigabit Ethernet Alliance.
Wi Fi Alliance
Wi-Fi
Alliance.
DSL Forum.
DVB DAVIC Digital Video Broadcasting - Digital Audio Visual Council
DVB-DAVIC.
Council.
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
6
I-1. Elementos en la Transmisión de Datos

7
Necesidad de normativas
Estas organi
organizaciones
aciones crean normati
normativas
as sobre diferentes tecnologías,
tecnologías
que luego venden a los fabricantes.
 Los
L ffabricantes
b i t ddeben
b seguiri llas normativas
ti
sii quieren
i
hhacer
productos compatibles.
 Normalmente, las normativas van por detrás de las tecnologías más
recientes.
 En STD estudiaremos tecnologías normalizadas o que están en
proceso de normalización.
 En el Campus Virtual hay enlaces a organizaciones.

I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-1. Elementos en la Transmisión de Datos

8
Elementos en la comunicación entre dos equipos

Elementos básicos en la comunicación
com nicación entre dos eq
equipos:
ipos
Nivel físico
DTE
DCE
C
Interfaz
DTE-DCE
DCE
C
Medio físico de
transmisión
DTE
Interfaz
DTE-DCE
DTE: Data Terminal Equipment.
Equipment Equipo inteligente (computador) que
envía y recibe datos.
 DCE: Data Circuit
Circuit-Terminating
Terminating Equipment
Equipment. Adecua los datos a las
señales adecuadas al medio físico.

I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-1. Elementos en la Transmisión de Datos

9
Elementos en la comunicación entre dos equipos

Los medios físicos pueden
p eden ser de diferentes tipos
tipos, y req
requerir
erir
diferentes tipos de señales.
Confinados
Cables eléctricos
Cables de fibra óptica
Medios
físicos
No confinados
Radio
Luz

Un medio físico se caracteriza principalmente por su ancho de
b d que lilimita
banda,
i lla velocidad
l id d dde transmisión:
i ió
Vm ≤ 2·B
Vt ≤ Vm · N
Vm = pulsos por segundo
(baudios)
Vt = bits por segundo (bps)
B = Ancho de banda (Hz)
N = Número de bits por
baudio
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-1. Elementos en la Transmisión de Datos

Interconexión de equipos con LANs o WANs

Se pueden
p eden establecer distintos tipos de redes
redes….




Conexión directa entre dos equipos muy próximos.
R d LAN:
Redes
LAN conexión
ió entre
t síí de
d varios
i equipos
i
cercanos.
Redes WAN: conexión entre un par de equipos separados por grandes
distancias.
distancias
Conexión directa entre dos equipos.

Cables cruzados o de “módem
módem nulo”
nulo . Protocolo punto a punto
punto.
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
10
I-1. Elementos en la Transmisión de Datos

11
Interconexión de equipos con LANs o WANs

Redes LAN
LAN:




Topología bien definida (bus, anillo, estrella …).
M di fífísico
Medio
i compartido.
tid
Medio físico privado y de calidad.
Se pueden compartir muchos recursos.
recursos
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-1. Elementos en la Transmisión de Datos

12
Interconexión de equipos con LANs o WANs

Redes WAN
WAN:



Medios físicos alquilados a un proveedor.
M di dde calidad
Medios
lid d media
di o bbaja
j ((para ell usuario
i fifinal).
l)
Pueden conectar…
 Un usuario con un ISP (Proveedor de Servicios de Internet)
Internet).
 Dos usuarios distantes entre si.
 Un usuario con una LAN distante.
distante
 Dos LANs distantes entre sí.
Acceso a
WAN
DTE
DCE
(módem)
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
Servicios WAN
N d de
Nodos
d
conmutación
Servidor
del ISP
I-1. Elementos en la Transmisión de Datos

13
Otros tipos:

Redes PAN (Personal Area Network):
Net ork)





Distancias muy pequeñas.
P comunicar
Para
i periféricos
ifé i
con equipos
i
principales,
i i l
o dispositivos móviles cercanos.
El medio típico son las ondas de radio
radio.
Un ejemplo: Bluetooth.
Redes MAN (Metropolitan Area Network):



Tecnología similar a una LAN, pero abarcan mayores
distancias (decenas de Km).
Un ejemplo: redes de TV + datos por cable.
Los medios típicos
p
son la fibra óptica
p
y el cable
coaxial.
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I. Dispositivos para la transmisión de datos
1.
2.
3.
4.
Elementos en la transmisión de datos.
N
Normas
de
d interfaz
i t f DTE
DTE-DCE
DCE estándar.
tá d
Normativas de modulación y pprogramación
g
de módems.
Arquitecturas de multiplexado de señales.
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
14
I-2. Normas de Interfaz DTE-DCE Estándar






15
Introducción.
I t f
Interfaces
síncronas
í
y asíncronas.
í
Interfaces balanceadas o diferenciales.
Interfaz EIA RS-232-C/D.
I f V
Interfaz
V.35.
3
Interfaz HSSI.
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-2. Normas de Interfaz DTE-DCE Estándar

16
Introducción

Las interfaces DTE
DTE-DCE
DCE se caracteri
caracterizan
an por
por:




Una transmisión serie de los bits de datos.
U transmisión
Una
t
i ió sencilla
ill en bbanda
d bbase.
Dos grupos de señales, para enviar y recibir a la vez.
El emisor
i debe
d b enviar
i all receptor
t dos
d cosas:


Los pulsos con los bits de datos.
S ñ l que iindican
Señales
di
ddonde
d están
tá llos bit
bits dde ddatos
t ((reloj
l j dde bit)
bit).
Señales
S
ñ l de
d datos
d t
y reloj de bit
DTE
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
Señales de datos
y reloj de bit
DCE
I-2. Normas de Interfaz DTE-DCE Estándar

17
Interfaces síncronas y asíncronas

Formas de indicar donde están los bits
bits:

Comunicación síncrona con reloj de bit y datos en líneas diferentes.
 Se
S envía
í señal
ñ l con ell reloj
l j dde bit
bit.
 Habitual en los interfaces DTE-DCE actuales.
Emisor
Receptor
1 0 0 1 1
1 0 0 1 1
Datos
t
Reloj
de bit
t
Datos
t
Reloj
de bit
t
Línea de datos
Línea de reloj
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-2. Normas de Interfaz DTE-DCE Estándar

18
Interfaces síncronas y asíncronas.

Formas de indicar donde están los bits
bits:

Comunicación síncrona con reloj de bit junto con los datos.
 Se
S envía
í señal
ñ l con ell reloj
l j dde bit
bit.
 Más usado en las LAN que en interfaces DTE-DCE.
Emisor
Receptor
1 0 0 1 1
1 0 0 1 1
Datos
t
Reloj
de bit
t
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
datos + relojj
Datos
t
Reloj
de bit
t
I-2. Normas de Interfaz DTE-DCE Estándar

19
Interfaces síncronas y asíncronas

Formas de indicar donde están los bits
bits:

Comunicación asíncrona.
 No
N se envía
í la
l señal
ñ l dde reloj
l j dde bit
bit.
 Se envía un pulso de sincronización cada cierto número de bits.
 Usada en interfaces DTE
DTE-DCE
DCE sencillas pero lentas
lentas.
Emisor
Receptor
Inicio
co1 0 0 1 1
Inicio
co1 0 0 1 1
Fin
t
Datos
5 bits
Datos
Trama
Fin
Datos
t
Reloj
de bit
t
5 bits
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-2. Normas de Interfaz DTE-DCE Estándar

20
Interfaces síncronas y asíncronas

Codificaciones más empleadas en interfaces DTE
DTE-DCE:
DCE
1
0
NRZ
NRZ
bipolar
1
1
1
0
0
0
0
0
1
0
t
t
NRZI
t
RZ
t
RZ bipolar
t
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-2. Normas de Interfaz DTE-DCE Estándar

21
Interfaces síncronas y asíncronas

Otras codificaciones:
codificaciones
1
0
1
1
1
0
0
0
0
0
1
0
AMI
t
Manchester
t
M h t
Machester
Diferencial
t
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-2. Normas de Interfaz DTE-DCE Estándar

22
Interfaces balanceadas o diferenciales

Transmisión se de señales con referencia común
común.


Requiere menos líneas en el cable.
S ibl all ruido
Sensible
id e interferencias
i t f
i entre
t líneas;
lí
velocidad
l id d lilimitada.
it d
+V / -V
'0'
'1'
'0'
Señales internas
con referencia
común
'1'
'0'
Señales internas
con referencia
común
Línea de referencia común
Equipo 1
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
Líneas de transmisión con
referencia común
'1'
Equipo 2
I-2. Normas de Interfaz DTE-DCE Estándar

23
Interfaces balanceadas o diferenciales

Transmisión balanceada o diferencial
diferencial.


Requiere dos líneas para cada señal.
Má iinmune all ruido;
Más
id permite
it velocidades
l id d altas.
lt
+V
+V
RT
-V
'0'
-V
'1'
Señales internas con
referencia común
'0'
'0'
'1'
+V
+V
'1'
Señales internas con
referencia común
RT
-V
Equipo 1
-V
Líneas de
Lí
d transmisión
t
i ió
diferenciales sobre pares de
hilos trenzados
Equipo 2
RT: Resistencia
terminal.
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-2. Normas de Interfaz DTE-DCE Estándar

24
Interfaz EIA RS-232-C/D
También normalizada
normali ada como la norma ITU V
V.24.
24
 Es una normativa bastante vieja: la versión D es de los años 80.
 Ha sido la interfaz DTE-DCE (ordenador-módem) por excelencia.
 El SO representa
p
la interfaz como ppuerto serie “COMx” ((MS.
Windows) o “/dev/ttySx” (Linux).
 Con los módems actuales internos o con otros interfaces ((USB,, IrDA,,
Bluetooth), el SO emula el puerto serie.
 Se sigue utilizando en bastantes aplicaciones
aplicaciones.
 También sirve para realizar conexiones DTE-DTE.

I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-2. Normas de Interfaz DTE-DCE Estándar

25
Interfaz EIA RS-232-C/D

Especificaciones generales
generales:


E
Especificaciones
ifi i
mecánicas:
á i




Conector DB25, macho en DTE y DCE, y hembra en el cable.
S definen
Se
f
24 señales dentro del conector.
Hoy se usa mucho un conector simplificado DB9.
E
Especificaciones
ifi i
eléctricas:
lé i



Vtmax = 20Kbps para 15m.
Niveles de los bits: -3V a -15V para “1”, 3V a 15V para ”0”.
Señales de referencia común.
Especificaciones de funcionamiento:


4 circuitos: datos, reloj, control de interfaz y referencia.
2 modos: síncrono y asíncrono (el habitual).
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-2. Normas de Interfaz DTE-DCE Estándar

26
Interfaz EIA RS-232-C/D

Conector estándar DB25
DB25.
Secondary Transmitted Data 14
DCE Transmitted Signal Element Timing 15
Secondary Received Data 16
Received Signal Element Timing 17
Local Loop Back 18
Secondary
y Request
q
to Send 19
Data Terminal Ready 20
Signal Quality Detector 21
Ring Indicator 22
Data Signal rate Selector 23
DTE Transmitted Signal Element Timing 24
Test Mode 25

C
Conector
t DB9.
DB9
Data Set Ready 6
Request to Send 7
Clear To Send 8
Ring Indicator 9
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
1 Carrier Detect
2 Received Data
3 Transmitted Data
4 Data Terminal Ready
5 Tierra
1 Protective Ground (Shield )
2 Transmitted Data
3 Received Data
4 Request To Send
5 Clear To Send
6 Data Set Ready
7 Signal Ground
8 Carrier Detect
9 Positive DC Test Voltage
10 Negative DC Test Voltage
11 (No utilizado)
12 Secondary Data Carrier Detect
13 Secondary Clear To Send
I-2. Normas de Interfaz DTE-DCE Estándar
G
N
D
Nº
PIN
Circuito
CCITT
1
7
AA
AB
101
102
Protective Ground (Shield)
Signal Ground/Common Return
2
3
BA
BB
103
104
Transmitted Data
Received Data
4
5
6
20
22
8
21
23
23
CA
CB
CC
CD
CE
CF
RL/CG
CH
CI
105
106
107
108.2
125
109
110
111
112
Request to Send
Clear to Send
Data Set Ready (DCE Ready)
Data Terminal Ready (DTE Ready)
Ring Indicator
Received Line Signal Detector
Remote Loopback/Signal Quality Detector
Data Signal Rate Selector (DTE)
Data Signal Rate Selector (DCE)
24
15
17
DA
DB
DC
113
114
115
Transmitter Signal Element Timing (DTE)
Transmitter Signal Element Timing (DCE)
Receiver Signal Element Timing (DCE)
14
16
SBA
SBB
118
119
Secondary Transmitted Data
Secondary Received Data
19
13
12
SCA
SCB
SCF
120
121
122
Secondary Request to Send
Secondary Clear to Send
Secondary Received Line Signal Detector
8
-
-
Reserved for Testing
9
-
-
Reserved for Testing
Descripción
18
LL
Local loopback
25
TM
Test Mode
27
Datos
Desde
DCE
Control
A
DCE
Tiempo
Desde
DCE
A
DCE
X
X
X
X
X
X
X
X
X
Desde
DCE
Test
A
DCE
Desde
DCE
A
DCE
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-2. Normas de Interfaz DTE-DCE Estándar

28
Interfaz EIA RS-232-C/D

Señales en modo asíncrono.
asíncrono
1 - Chasis
Circuito
eléctrico
7 - GND
2 - TD
Circuito de
transmisión
DTE
V
4 - RTS
5 - CTS
8 - CD
Ejemplo de una trama asíncrona
(líneas TD y RD)
Circuito de
recepción
3 - RD
6 - DSR
10
0
t
-10
Bit 1
Start
0
0
1
0
0
Bits de datos
1
0 P Bits
(1) Stop
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
Circuito de
control
20 - DTR
22 - RI
DCE (Módem)
I-2. Normas de Interfaz DTE-DCE Estándar

29
Interfaz EIA RS-232-C/D

Ejemplo de transferencia bidireccional no simultánea
sim ltánea (1).
(1)
RS 232 / V.24
Red
telefónica
RS 232 / V.24
DTR on
DTR on
DSR on
Establecimiento de
la conexión
DSR on
RI on
Portadora activada
CD on
Establecimiento de
la conexión
RTS on
CTS on
TxD
Datos
RxD
RTS off
Portadora
desactivada
CD off
RTS on
CTS off
CD on
CTS on
TxD
DTE que llama
IIntercambio
t
bi d
de
datos
Portadora activada
Datos
DCE
RxD
DCE
DTE llamado
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-2. Normas de Interfaz DTE-DCE Estándar

30
Interfaz EIA RS-232-C/D

Ejemplo de transferencia bidireccional no simultánea
sim ltánea (2).
(2)
RS 232 / V.24
Red
telefónica
RS 232 / V.24
Portadora
desactivada
RTS off
CTS off
CD off
DTR off
DTR off
DSR off
DSR off
DTE que llama
DCE
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
DCE
Liberación de la
conexión
DTE llamado
I-2. Normas de Interfaz DTE-DCE Estándar

31
Interfaz EIA RS-232-C/D

Cone ión básica con 3 cables
Conexión
cables.



No usa control hardware del interfaz (RST, CTS….).
S puede
Se
d utilizar
tili un control
t l software
ft
(X
(Xon-Xoff).
X ff)
Funcionamiento asíncrono.
DTE
DCE
2 - TD
3 - RD
7 - GND
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-2. Normas de Interfaz DTE-DCE Estándar

32
Interfaz EIA RS-232-C/D

Cable cr
cruzado
ado o de módem nnulo
lo básico
básico.
DTE
DCE
DCE
DTE
TD
TD
RD
RD
GND
GND
Red telefónica
DTE
DTE
TD
TD
RD
RD
GND
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
GND
I-2. Normas de Interfaz DTE-DCE Estándar

33
Interfaz EIA RS-232-C/D

Ejemplo de cable cruzado
cr ado asíncrono completo (ha
(hay otras variantes):
ariantes)
DTE
TD
TD
RD
RD
DTR
DTR
DSR
DSR
RI
RI
RTS
RTS
CTS
CTS
CD
CD
GND
GND
DTE
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-2. Normas de Interfaz DTE-DCE Estándar

34
Interfaz ITU V.35
Diseñada para conectar unn DTE con módem síncrono de banda
ancha.
 Similar
Si il a lla RS
RS-232,
232 pero solo
l con lílíneas bá
básicas.
i
 Funciona en modo síncrono, con señales de reloj de bit.
 Las señales de datos y reloj son balanceadas.
 Velocidades más altas q
que RS-232: 20Kbps
p a Mbps.
p
 Formalmente define un cable con conector DB34 y otro DB25, pero
se suelen usar dos DB25
DB25.
 Ejemplo: en el laboratorio 24 de la EPS las conexiones entre routers
son enlaces V
V.35
35 en módem nulo a 4Mbps
4Mbps, con nivel de enlace PPP
PPP.

I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-2. Normas de Interfaz DTE-DCE Estándar

35
Interfaz ITU V.35

Señales (1)
(1).
Denominación
DB-25
M.34
1
A
Nombre del circuito
Tipo
p
Protective Ground (Chasis)
Ref.
Request to Send (RTS)
Control
DTE a DCE
DCE a DTE
Sentido
ITU
2
3
4
C
105
6
E
107
Data Set Ready (DSR)
Control
7
B
102
Signal Ground (GND)
Ref.
8
F
109
Data Channel Received Line Signal Detector (CD)
Control
DCE a DTE
9
P
103
Transmitted Data A (TxD)
Datos
DTE a DCE
10
S
103
Transmitted Data B (TxD)
Datos
DTE a DCE
11
R
104
Received
i d Data A (RxD)
(
)
Datos
DCE a DTE
12
T
104
Received Data B (RxD)
Datos
DCE a DTE
5
13
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-2. Normas de Interfaz DTE-DCE Estándar

36
Interfaz ITU V.35

Señales (2)
(2).
Denominación
Nombre del circuito
Tipo
Sentido
115
Receiver Signal Element Timing A
Reloj
DCE a DTE
X
115
Receiver Signal Element Timing B
Reloj
DCE a DTE
18
U
113
Transmitter Signal Element Timing DTE A
Reloj
DTE a DCE
19
W
113
Transmitter Signal Element Timing DTE B
Reloj
DTE a DCE
20
H
108.2
Data Terminal Ready (DTR)
Control
DTE a DCE
141
Local Loopback (LL)
Test
DTE a DCE
DB 25
DB-25
M 34
M.34
ITU
14
V
15
16
17
21
22
J
125
Calling Indicator (RI)
Control
DCE a DTE
23
Y
114
Transmitter Signal Element Timing A
Reloj
DCE a DTE
a
114
Transmitter Signal Element Timing B
Reloj
DCE a DTE
24
25
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-2. Normas de Interfaz DTE-DCE Estándar

37
Interfaz ITU V.35

Hard are V
Hardware
V.35.
35
Cable estándar
DB34 – DB25
j serie inteligente
g
multipuerto:
Tarjeta
RS-232C-25pin / V.35-34pin / RS449-RS422
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-2. Normas de Interfaz DTE-DCE Estándar

38
Interfaz ITU V.35

Cable cruzado o módem nulo con señales diferenciales
diferenciales.
DTE
TD A
TD A
TD B
RD A
TD B
RD B
RD B
GND
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
RD A
GND
DTE
I-2. Normas de Interfaz DTE-DCE Estándar

39
Interfaz ITU V.35

Cable cruzado o módem nulo
nulo.
1 Protective GND
DTE
Protective GND 1
9 Transmitted Data (A)
Received Data (A) 11
10 Transmitted
T
itt d Data
D t (B)
R
Received
i dD
Data
t (B) 12
11 Received Data (A)
Transmitted Data (A) 9
12 Received Data (B)
Transmitted Data (B) 10
18 Transmitter Signal Element Timing (A)
Receiver Signal Element Timing (A) 14
19 Transmitter Signal Element Timing (B)
Receiver Signal Element Timing (B) 16
14 Receiver Signal
g
Element Timing
g ((A))
Transmitter Signal Element Timing (A) 23
16 Receiver Signal Element Timing (B)
Transmitter Signal Element Timing (B) 25
23 Transmitter Signal Element Timing (A)
Transmitter Signal Element Timing (A) 18
25 Transmitter Signal Element Timing (B)
Transmitter Signal Element Timing (B) 19
20 Data Terminal Ready
DTE
Data Channel Received Line Signal Detector (CD) 8
8 Data Channel Received Line Signal Detector (CD)
7 Signal Ground
Data Terminal Ready 20
Signal Ground 7
4 Request to Send
Data Set Ready 6
6 Data Set Ready
Request to Send 4
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-2. Normas de Interfaz DTE-DCE Estándar

40
Interfaz HSSI
High Speed Serial Interface:
Interface Vtmax = 52Mbps para 15m
15m.
 Desarrollado por un consorcio de empresas, y normalizado por ANSI,
EIA y ITU.
ITU
 Conectores de 50 pines, tipo SCSI-II.
 Señales balanceadas con tecnología ECL, y cables de pares
trenzados blindados.
 Interfaz síncrona.
 Circuitos de datos
datos, reloj y control básico
básico.
 Para módems de banda ancha e interconexión de equipos o de
LANs.
LANs

I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-2. Normas de Interfaz DTE-DCE Estándar

Interfaz HSSI

Circ itos y conectores.
Circuitos
conectores
41
Pines
Nomeclatura
Circuito
Sentido
1,26
,
SG
Referencia de señales
-
2,27
TR
Reloj de recepción
DCE→DTE
3,28
CA
DCE Disponible
DCE→DTE
4 29
4,29
RD
Recepción de datos
DCE→DTE
5,30
LC
Circuito Loopback C
DCE→DTE
6,31
ST
Reloj de transmisión
DCE→DTE
7,32
SG
Referencia de señales
-
8,33
TA
DTE disponible
DTE→DCE
9,34
TT
Reloj de terminal
DTE→DCE
10,35
LA
Circuito Loopback A
DTE→DCE
11,36
SD
Envío de datos
DTE→DCE
12,37
LA
Circuito Loopback B
DTE→DCE
13,38
SG
Referencia de señales
-
14-18,39-43
5
Auxiliar hacia el DCE
DTE→DCE
,
19,44
SG
Referencia de señales
-
20-24,45-49
5
Auxiliar desde el DCE
DCE→DTE
25,50
SG
Referencia de señales
-
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-2. Normas de Interfaz DTE-DCE Estándar

Interfaz HSSI

Módem nnulo.
lo
Pines
Circuito
Pines
Circuito
2,27
Reloj de recepción
9,34
Reloj de terminal
3,28
DCE Disponible
8,33
DTE disponible
4,29
Recepción de datos
11,36
Envío de datos
5,30
Circuito
i i Loopback
b kC
10,35
Circuito
i i Loopback
b kA
6,31
Reloj de transmisión
6,31
Reloj de transmisión
8,33
DTE disponible
3,28
DCE Disponible
9 34
9,34
Reloj de terminal
2 27
2,27
Reloj de recepción
10,35
Circuito Loopback A
5,30
Circuito Loopback C
11,36
Envío de datos
4,29
Recepción de datos
12 37
12,37
Circuito Loopback B
1,26,
, ,
7,32,
13,38,
19,44,
25,50
14-18,
20-24,
39-43,
45-49
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
42
Sin conectar
Sin conectar
12,37
Circuito Loopback B
Referencia de señales
1,26,
, ,
7,32,
13,38,
19,44,
25,50
Referencia de señales
Sin conectar
14-18,
20-24,
39-43,
45-49
Sin conectar
Sistemas
Si
t
dde T
Transporte
t dde D
Datos
t (9186)
Ingeniería en Informática (plan 2001)
Bloque I. Dispositivos para la transmisión de datos
Francisco Andrés Candelas Herías (fcandela@dfists.ua.es)
S ti
Santiago
Puente
P t Méndez
Mé d ((spuente@dfists.ua.es)
t @dfi t
)
Curso 2009
2009-10
10
I. Dispositivos para la transmisión de datos
1.
2.
3.
4.
Elementos en la transmisión de datos.
N
Normas
de
d interfaz
i t f DTE
DTE-DCE
DCE estándar.
tá d
Normativas de modulación y pprogramación
g
de módems.
Arquitecturas de multiplexado de señales.
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
2
I-3. Normativas de modulación y programación de módems





3
Necesidad de modulación.
Té i
Técnicas
dde modulación
d l ió para señales
ñ l di
digitales.
it l
Normativa de módems telefónicos.
Programación mediante comandos AT (Hayes).
C
Comandos
d AT para dispositivos
di
iti
GSM
GSM.
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-3. Normativas de modulación y programación de módems

Necesidad de modulación.


La modulación
mod lación permite adaptar las señales digitales a señales
analógicas adecuadas al medio de transmisión.
C la
Con
l modulación
d l ió se pretende
t d aprovechar
h all máximo
á i ell ancho
h dde
banda del medio de transmisión.
Portadora
p(t)
Medio físico
Modulada x(t)
Modulador
Moduladora
m(t)
Demodulador
Portadora
p(t)
p(t)
Vp
p(t)) = Vpp · sen(ω
p(
( · t + ϕ)
ω=2·π·f
t
ϕ
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
Moduladora
m(t)
T
T
f
ϕ
Vp
Periodo
Frecuencia (f = 1 / T)
Fase
Amplitud
4
I-3. Normativas de modulación y programación de módems

5
Necesidad de modulación.
0
Datos
1
1
0
t
Portadora
p(t) =Vp·sen(2πft)
ASK
FSK
Técnicas de modulación
para señales digitales.
digitales
PSK
Datos
V0
V1
f1 = 2·f
f0 = f
ϕ0 = 0º
0
ϕ1 = 180º
0
1
1
0
1
1
0
t
QPSK
ϕ00 = 0º
ϕ11 = 180º
ϕ01 = 90º
ϕ10 = 270º
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-3. Normativas de modulación y programación de módems

6
Necesidad de modulación.

Ha m
Hay
muchos
chos tipos de módems según el medio físico qquee se usa:
sa







Telefónicos: Modulan datos en el canal para la señal analógica de voz de una línea
telefónica cableada (300bps-56Kbps
(300bps 56Kbps descendente).
Conexiones punto a punto dedicadas (64Kbps-4Mbps). Módems con V.35 o HSSI.
Telefonía móvil digital. Transmiten paquetes de datos en redes GSM, GPRS y UMTS a
través de ondas de radio UHF-microondas (9.600bps-14Mbps descendente).
ADSL-VDSL. Modulan datos en canales para datos de línea telefónica cableada
(1 5Mbps-200MBps
(1,5Mbps
200MBps descendente)
Cable-módem: Modulan datos en canales de TV de redes de televisión por cable
(6Mbps-50MBps descendente).
PLC. Transmiten datos por las líneas eléctricas (2-200Mbps).
Radio. Hay una gran variedad de aplicaciones.
 Packet Radio
Radio. Canales de radioaficionado para largas distancias (1
(1.200-9.600bps).
200 9 600bps)
 Bandas RF libres para cortas distancias (9.600-19.200bps).
 Aplicaciones
p
especiales:
p
control de tráfico,, ppolicía y urgencias,
g
, aviación…
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-3. Normativas de modulación y programación de módems

7
Necesidad de modulación.

Módems telefónicos.
telefónicos


Ancho de banda de un canal telefónico analógico: 2400 baudios.
Ti
Tipos
dde módems
ód
ttelefónicos:
l fó i



Externos. Conectados con un interfaz RS-232.
Internos para PCs.
PCs Tarjetas PCI o PCMCIA
PCMCIA. El S
S.O.
O emula el interfaz RS-232
RS 232.
“Winmódems” para PCs. Módems internos económicos, que realizan gran parte de
sus funciones por software mediante drivers dependientes del S.O.
Red de telefonía
Línea
telefónica
Interfaz
DTE-DCE
RS-232
Módem
(DCE)
DTE
Interfaz
DTE-DCE
Nodos de
conmutación
RS-232
Módem
(DCE)
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-3. Normativas de modulación y programación de módems

Normativa de módems telefónicos.



Los módems son compatibles con normas pre
previas,
ias y usan
san la norma
más adecuada para el estado de la línea en el momento de la
conexión.
conexión
Son habituales las transmisiones semiduplex.
Primeras normas de la ITU (1960…1980):



V.22. 1.200bps duplex, ASK.
V.22bis. 2.400bps duplex, ASK con compresión de datos.
Modulaciones complejas (1980
(1980...1990):
1990):


V.32. 4.800bps duplex o 9.600 semi-duplex. QAM 16 (4 bits por baudio).
V 32 bis.
V.32
bis 14
14.400bps
400bps semi-duplex.
semi duplex QAM 64 (6 bits/baudio).
bits/baudio)
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
8
I-3. Normativas de modulación y programación de módems

9
Normativa de módems telefónicos.

Otras técnicas (1990
(1990…):
)





Protocolos MNP (no ITU). Compresión de datos (Huffman, hasta 2:1) y
corrección 19
corrección.
19.200bps
200bps semi-duplex
semi duplex con V
V.32.
32
V.41 / V.42. Corrección de errores en recepción.
V 42 bis.
V.42
bis Compresión de datos (Lepel-Zip
(Lepel Zip, hasta 4:1) más V
V.42.
42 Hasta 32Kbps
semi-duplex con V.32.
V.34 bis. Compresión,
p
corrección, y DSP con cancelación de eco. Hasta
34Kbps semi-duplex con V.32.
Primeras
e as normas
o as de 56
56Kbps
bps ((1997),
99 ), incompatibles
co pat b es eentre
t e ssí:


X2 de US Robotics y 3COM.
K56Flex de Rockwell y Lucent.
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-3. Normativas de modulación y programación de módems

Normativa de módems telefónicos.

Normati a V
Normativa
V.90
90 de 56Kbps de la ITU (1998)
(1998).





Lo mejor de X2 y de K56Flex. Además utiliza V.42bis.
C id que las
Considera
l lílíneas ttelefónicas
l fó i
son di
digitales
it l y ell ISP titiene un acceso
digital a la red de telefonía.
Flujo descendente (ISP a red) de hasta 56Kbps
56Kbps.
Flujo ascendente (red a ISP) de hasta 34Kpbs (V.34).
Normativa V.92
V 92 de la ITU (2000).
(2000) V.90
V 90 con nuevas funciones:





Mejor compresión: V.44 bis (hasta 6:1).
El módem envía una señal PCM a la red: flujo ascendente de hasta 48Kbps
48Kbps.
Reduce el tiempo de conexión; el módem recuerda los últimos parámetros.
Retención de la conexión de datos al recibir llamada telefónica.
telefónica
En España no se ha extendido su cobertura, debido a la expansión de ADSL.
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
10
I-3. Normativas de modulación y programación de módems

11
Normativa de módems telefónicos.

Acceso según V
V.34:
34

Los ADC introducen pérdida de calidad y limitan las velocidades a unos
34Kbps.
34Kbps
Ruido de
cuantificación
RS 232
RS-232
Usuario
Módem V
V.34
34
RTC digital
Línea
telefónica
analógica
Tramas
Módem
Línea
telefónica
analógica
ADC
DAC
DAC
ADC
C t l
Central
Central
Módem V.34
Módem
Ruido de
cuantificación
Servidor del
ISP (u otro
usuario)
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-3. Normativas de modulación y programación de módems

Normativa de módems telefónicos.

Acceso según V
V.90:
90

Se elimina ADC del ISP, y el flujo descendente puede llegar a 56Kbps.
Ruido de
cuantificación
RS-232
Módem
RTC digital
Tramas
Central
ADC
DAC
Usuario
Módem V.34
Línea
telefónica
analógica
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
Central
Acceso digital Servidor del
(TDM, SONET,
(TDM
SONET
ISP
ATM…)
12
I-3. Normativas de modulación y programación de módems

13
Programación mediante comandos AT.





Permiten programar o configurar
config rar las ffunciones
nciones de unn módem
módem.
Originales de los módems telefónicos Hayes: comandos Hayes.
Poco a poco se han estandarizado y los usan muchos tipos de
módems.
Están normalizados por la ITU en la norma V.25ter.
Los comandos empiezan
p
ppor AT ((ATention).
) Por eso se les llama
normalmente comandos AT.
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-3. Normativas de modulación y programación de módems

14
Programación mediante comandos AT.

Ha unn gran número de comandos.
Hay
comandos




Comandos y parámetros estándar.
C
Comandos
d y parámetros
á t particulares
ti l
dde un ffabricante.
bi t
Comandos para tipos especiales de módems (por ejemplo para módems GSM
y GPRS)
GPRS).
Los comandos soportados suelen venir en el manual de módem. En
el Campus Virtual hay manuales como ejemplo
ejemplo.
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-3. Normativas de modulación y programación de módems

15
Programación mediante comandos AT.

Estructura
Estr
ct ra de unn módem
módem, según la nomenclat
nomenclatura
ra habit
habitual
al del ETSI
para GSM:



TE: Terminal
TE
T i lE
Equipment,
i
t
TA: Terminal Adaptor
ME: GSM Mobile equipment
TE (DTE)
Puertto COM
o TTY
Comandos AT
(V 25ter)
(V.25ter)
Controladoradaptador (TA)
Módem
(ME)
Registros
Interface DTE-DCE:
RS-232 simple emulado
sobre
b IInfrarrojos,
f
j
Bluetooth o USB
Línea telefónica
o red GSM
Memoria conf.
DCE (módem)
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-3. Normativas de modulación y programación de módems

Programación mediante comandos AT.

F ncionamiento
Funcionamiento:
Comando de marcado ó
comando de respuesta a llamada
I i i
Inicio
Modo
comando
Modo
enlace
Fin de llamada ó
secuencia Escape “+++”

Ejemplo de comando AT:
ATCMD1 CMD2
CMD2=12
12 &CMD1
&CMD1; +CMD2
+CMD2=,,15;
15 +CMD2?<CR>
ATention
Parámetro
Comando
básico
Comando extendido:
comienza con ‘&’ o ’+’ (se
delimitan con ‘;’)
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
Parámetros
omitidos
Comando de lectura, para
obtener valores de
parámetros
Carácter de “retorno de
carro” (valor 13)
carro
16
I-3. Normativas de modulación y programación de módems

17
Programación mediante comandos AT.

Resp esta com
Respuesta
comunes
nes a los comandos
comandos: <CR><LF>Respuesta<CR><LF>
CR LF R
t CR LF
Texto
Código
Significado
OK
0
Comando ejecutado correctamente.
ERROR
4
Error al ejecutar comando
ERROR: …
...
Error all ejecutar
j
comando,
d y se especifica
ifi ell error
CONNECT
1
Establecida conexión DTE-DCE
RING
2
Se ha recibido una llamada
NO CARRIER
3
No se ha detectado portadora al atender una llamada
NO DIAL TONE
6
No se detecta tono al descolgar
BUSY
7
El destino al que se ha llamado está ocupado
NO ANSWER
8
Ha pasado cierto tiempo sin recibirse respuesta del DCE al otro extremo de la línea
5,10-19…
Establecida conexión con el otro DCE, según los parámetros (norma, velocidad) de
cadena
CONNECT cadena
CARRIER cadena
40-52…
Detectada portadora del otro DCE, según los parámetros (norma, velocidad) de
cadena
COMPRESSION cadena
66-69…
Acordada la compresión especificada en cadena con el otro DCE
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-3. Normativas de modulación y programación de módems

18
Programación mediante comandos AT.

Registros más utilizados:
tili ados
Registro
Significado
S0
Nº máximo de llamadas a efectuar hasta que conteste el destino
S2, S3, S4, S5
Valores ASCII para los códigos especiales de Escape (+), CR (13), LF (10) y Back Space (8)
S7
Tiempo máximo de espera (segundos) para recibir portadora del DCE destino después de llamar
S8
Duración del retardo indicado por el carácter ‘,’ en una cadena de llamada
S9
Tiempo que debe durar la portadora al empezar a recibirse para ser validada
S10
Tiempo máximo que puede desaparecer la portadora sin que el DCE corte la comunicación (255
para no colgar en ningún caso)
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-3. Normativas de modulación y programación de módems

19
Programación mediante comandos AT.

Comandos habituales
habit ales (I)
(I):
Comando
Nombre
Función
A
Answer
Responder una llamada: el módem envía portadora al DCE que le llama,
llama y si recibe
portadora establece conexión
D cadena
Dial
Establecer conexión con el número indicado y pasar a modo de enlace de datos. La cadena
p
de caracteres como:
está compuesta
0…9: dígitos
T, P: Marcar por Tonos o por Pulsos
A, B, C, D, #, *: Para tonos específicos
‘,’:
, : Pausa en el marcado
‘;’: Como último dígito antes del <CR> indica que no hay que pasar a modo de enlace de
datos
En
Echo
El DCE devuelve los comandos que recibe al DTE tras interpretarlos (n=1), o no (n=0)
Hn
Hang up
Cuelga y corta comunicación (n=0) o descuelga (n=1)
I
Information
Obtiene información sobre el módem
Sr?
Registros S
Devuelve el valor del registro S número r
Sr=n
Registros S
Establece el valor del registro S número r a n
Vn
Verbose
Formato de las respuestas de l CDE al DTE: código numérico (n=0) o texto (n=1)
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-3. Normativas de modulación y programación de módems

20
Programación mediante comandos AT.

Comandos habituales
habit ales (II):
(II)
Comando
Nombre
Función
Qn
Quiet
El DCE devuelve respuesta al DTE (n=0) o no (n=1)
&C n
Carrier
El DCE mantiene su línea de salida CD activa siempre (n=0) o sólo cuando recibe portadora
(n=1)
handsaKe
Estable el tipo de protocolo físico DTE-DCE:
n=0: no hay protocolo
n=3: control RTS/CTS
n=4: control XON/XOFF
n=5: control XON/XOFF transparente
&K n
Establece preferencias del modo de comunicación. Según n se fija el tipo de modulación,
compresión y corrección deseados
&Q n
&W n
Write
&Y n
Escribe la configuración actual en el banco de memoria RAM n
Lee y carga la configuración del banco de memoria RAM n
Z
Reset
Reiniciar el DCE
&F
Factory
Reestablece la configuración por defecto de fábrica (de ROM)
&X n
Establece el tipo de sincronización DTE-DCE según n
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-3. Normativas de modulación y programación de módems

21
Programación mediante comandos AT.

Ejemplo obtener versión
Ejemplo:
ersión del módem
módem.
ATI;
TOSHIBA V
V.90
90 Data+Fax Software Modem Version 3.1.116
3 1 116
OK

Ejemplo: configurar un número máximo de intentos de llamada de
10, y un tiempo máximo de espera de portadora tras llamar de 30
segundos.
segundos
ATS0=10S7=30
OK

(o AT S0=10 S7=30)
Ejemplo: marcar por tonos el número 999123456, hacer una pausa,
marcar 7890 y volver a modo comando.
ATDT999123456,7890;
OK
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-3. Normativas de modulación y programación de módems

Comandos AT para dispositivos GSM.

Normali ados en los documentos:
Normalizados
doc mentos




ETSI GSM Technical Especification 07.07. Comandos AT para GSM.
ETSI GSM T
Technical
h i lE
Especification
ifi ti 07
07.05.
05 IInterfaz
t f DTE
DTE-DCE
DCE para SMS y
CBS (Cell Broadcasting Services: mensajes de difusión de celda).
Se usan los comandos estándar más otos comandos específicos
para dispositivos móviles.
Los comandos específicos suelen empezar por “+C” de “Cellular”
“Cellular”.
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
22
I-3. Normativas de modulación y programación de módems

23
Comandos AT para dispositivos GSM.

Comandos generales:
generales
Comando
Función
AT
Devuelve OK si el módem (teléfono) está preparado.
preparado
ATZ&F
Reinicia el módem y carga los parámetros de fábrica
AT&K
AT&Kn
Control de flujo en la comunicación TE-TA:
[ ]): Noo hayy control
co o de flujo.
ujo.
n=0 ((n=[0]):
n=3: Control de flujo hardware (CTS-RTS).
n=4: Control de flujo software (XON/XOFF).
ATI
Información de la marca y versión del módem.
AT+CLIP=n
Calling Line Identification Presentation: muestra (n=1) o no (n=0) el identificador del origen de una llamada.
AT+CPIN=”pppp”
Introduce código pin del teléfono (pppp) desde el TE.
AT+CSQ
Devuelve valores que indican la calidad de la comunicación.
AT+CBC
Batery Charge: devuelve el estado de conexión y carga de la batería.
ATDT num[;]
Inicia una llamada de datos, o de voz si se pone el “;”, con el número destino num, marcando por tonos.
ATH
Colgar la llamada actual.
actual
ATA
Contestar una llamada entrante.
+++
Si se envía esta secuencia al módem durante una llamada, se regresa al modo de comandos AT.
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-3. Normativas de modulación y programación de módems

Comandos AT para dispositivos GSM.

Ejemplo de uso:
so
AT+CBC
ERROR
ATDT965903968;
OK
ATH
OK
AT+CLIP=1
OK
RING!!
+CLIP:”965903968”:108
ATA
OK
ATH
OK
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
(Estado de la batería)
(Comando no soportado)
(Realizar llamada de voz)
(Colgar)
(Mostrar id. de llamada)
(Hay una llamada entrante)
(Id. del que llamada)
(Contestar)
(Colgar)
24
I-3. Normativas de modulación y programación de módems

25
Comandos AT para dispositivos GSM.

Comandos para SMS
SMS:
Comando
Función
AT+CMCF=n
Selecciona formato del mensaje (n=1 para texto, n=0 para modo PDU).
AT+CSCA=”num”
AT+CSCA=
num
Selecciona el número del centro de mensajes (Service Centre Address) del proveedor
(nun).
AT+CMGS=”num”
Selecciona el número de un destinatario (num), y acepta del TE un mensaje para ser
enviado. El mensaje dede acabar con Ctrl-Z.
AT+CNMI d t b d bf
AT+CNMI=md,mt,bm,ds,bfr
Establece procedimiento de recepción de mensajes.
md: Que hacer con los códigos de resultado: guardarlos (0), pasarlos al TE si se puede
(1)…
g
los SMSs recibidos: no enviar al TE (0),
( ), enviar al TE un
mt: Como pprocesar y guardar
identificador (1), enviar mensaje completo al TE (2)…
bm: Como guardar los CBSs recibidos: no guardar (0)…
ds: Devolver información de estado (1) o no (0) .
bfr: Que hacer con los códigos de resultado guardados.
guardados
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-3. Normativas de modulación y programación de módems

Comandos AT para dispositivos GSM.

Ejemplo de uso
so para SMS
SMS:
AT+CMGF=1
(Formato texto)
OK
(ERROR si no acepta AT-SMS)
AT+CSCA=”+34656000311”
(Centro de mensajes)
OK
AT+CMGS=”+34654030405”
(Enviar SMS)
> Llamame a las 17:00<Ctrl-Z>
+CMGC:64
(SMS enviado con ID 64)
OK
AT+CMGF=1
OK
AT+CNMI=1,2,0,0,0
OK
(Formato texto)
(Activa recepción SMS)
+CMT: ”+34654030405”,,”04/02/15,14:10:35”
De acuerdo, te llamare luego
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
26
I-3. Normativas de modulación y programación de módems

27
Comandos AT para dispositivos GSM.

Comandos para datos GPRS
GPRS:
Comando
Función
AT+CGATT=estado;
Con estado=1 conecta a la red (Attach),
(Attach) y con estado=0 desconecta
desconecta. No es
necesario con algunos dispositivos.
AT+CGDCONT=cid,PDP,APN,Addr;
Define una conexión PDP (Packet Data Protocol).
(puede haber varias. Útil para
p otros
cid: identificador de conexión TE-TA (p
comandos posteriores.
PDP: Tipo de PDP: habitualmente “IP”.
APN: Access Point Name: nombre lógico para la conexión a la red. Depende el
proveedor.
Addr: Asigna dirección (IP) estática en la red. Normalmente se asigna
dinámicamente tras la conexión.
El ´;´ final depende del dispositivo utilizado
AT+CGACT=cid,stado
Activar (estado=1) o desactiva (estado=0) una conexión.
cid: identificador de la conexión TE-TA.
No es necesario con algunos dispositivos.
ATDT *99#
ATDT *99***1#
I i i conexión
Iniciar
ió GPRS.
GPRS El código
ódi depende
d
d del
d l proveedor.
d
Los parámetros IP (DNS, Dir IP, etc.) se deben configurar en el TE según lo que
especifique el proveedor.
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-3. Normativas de modulación y programación de módems

Comandos AT para dispositivos GSM.

Ejemplo básico para activar
acti ar cone
conexión
ión GPRS
GPRS:
AT+CGATT=1
OK
AT+CGDCONT=1,”IP”,”internet”
OK
ATDT *99#
OK
AT+CGACT=1,1
OK

(Alta en la red)
(Para GPRS de Amena/Orange)
(Ll
(Llamada
d d
de d
datos)
t )
(Activar conexión)
Según el modelo de dispositivo móvil, puede ser necesario usar
otros comandos o parámetros.
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
28
I-3. Normativas de modulación y programación de módems

29
Comandos AT para dispositivos GSM.

Ejemplo concreto para Nokia 6610
6610:
AT
OK
AT&FV1&D2&S0&C150=0+CVHU=1
OK
ATS7=60+DS=3,0;&K3
OK
AT+CGDCONT=1,”IP”,”internet”
OK
ATDT *99#
CONNECT
(Necesario para activar módem)
(cadena de iniciación)
(60s para fallo llamada,
compresión act., CTS-RTS, etc.)
(para GPRS de Amena/Orange)
(llamada)
Intercambio de datos
+++
ATH
OK
[O se desactiva CD]
(Desconexión)
[NO CARRIER]
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I. Dispositivos para la transmisión de datos
1.
2.
3.
4.
Elementos en la transmisión de datos.
N
Normas
de
d interfaz
i t f DTE
DTE-DCE
DCE estándar.
tá d
Normativas de modulación y pprogramación
g
de módems.
Arquitecturas de multiplexado de señales.
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
30
I-4. Arquitecturas de multiplexado de señales




31
Transmisión digital de señales analógicas (PCM).
M lti l d dde ddatos.
Multiplexado
t
Estándar de TDM Europea.
p
SONET y SDH.
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-4. Arquitecturas de multiplexado de señales

32
Transmisión digital de señales analógicas (PCM).


Las transmisiones actuales
act ales son habit
habitualmente
almente digitales
digitales. Las señales
de sonido o vídeo se envían como datos tras un proceso de
conversión en tramas
tramas.
Se pueden considerar dos tipos de transmisión:


Módem: Transmisión de señal digital por un medio preparado para señales
analógicas (portadora analógica).
PCM: Transmisión de señal analógica por un medio preparado para tramas de
datos (portadora digital) en tiempo real.
Señal original
0
CODEC
5
3
1
4
7
CODEC
Señal digital binaria
Señal reconstruida
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-4. Arquitecturas de multiplexado de señales

33
Transmisión digital de señales analógicas (PCM).

Base de funcionamiento:
f ncionamiento Teoremas de Nyquist
N q ist y Shannon.
Shannon

Una señal analógica se puede representar por muestras tomadas en unos
instantes de tiempo cada Tm segundos:
fm =

1
Tm
A partir de las m
muestras,
estras se ppuede
ede volver
ol er a reconstr
reconstruirir una
na señal analógica
similar a la original si se cumple que:
fm ≥ 2 Bs
Tm = Periodo de muestreo.
fm = Frecuencia de muestreo.
Bs = Ancho de banda de la señal analógica.
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-4. Arquitecturas de multiplexado de señales

34
Transmisión digital de señales analógicas (PCM).
Bloques de un CODEC:
Señal analógica
Señal
analógica
Señall muestreada
S
d (PAM)
Muestras analógicas
3
2
1
0
-1
-2
-3
PAM
Muestreo
Cuantificación
(A/D) y
Codificación
PCM
Reloj de muestreo
(Tm)
Error de cuantización
Señal cuantizada a 7 niveles
Muestras digitales de 3 bits
0
2
3 2 0 -2 -3 -2
Señal codificada (PCM)
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
Pasos para enviar una
señal analógica codificada
como PCM
I-4. Arquitecturas de multiplexado de señales

35
Transmisión digital de señales analógicas (PCM).

El error de cuantificación
c antificación se ppuede
ede red
reducir
cir con “compresión” de la
señal: uso de escala logarítmica para los niveles de cuantificación
(normas μ-Law
μ Law y A
A-Law).
Law)
0
Más niveles para los
valores más
pequeños
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-4. Arquitecturas de multiplexado de señales

Transmisión digital de señales analógicas (PCM).

Ejemplo para unn canal estándar de telefonía:
telefonía






Calidad de un canal de voz analógico: Bs ≈ 4KHz.
Bs ≈ 4KHz
4KH  fm = 8.000
8 000 mps  Tm = 125 μs.
Cuantificación de 256 niveles (-128 a 127).
Valor para cada muestra de 8 bits.
bits
Vt = Bits / Tm = 8 / 125 μs = 64 Kbps.
Vt = Bits · fm = 8 · 88.000mps
000mps = 64 Kbps
Kbps.
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
36
I-4. Arquitecturas de multiplexado de señales

37
Transmisión digital de señales analógicas (PCM).

0
Pasos para reconstruir
reconstr ir una
na señal analógica codificada como PCM.
PCM
2 3 2 0 -2 -3 -2
3
2
1
0
-1
-2
-3
Señal codificada
(PCM)
Señal PCM
Bloques del CODEC:
Decodificación
y Conversión D/A
Filtro PB
Señal analógica
reconstruida
Señal analógica
discretizada
Señal analógica
reconstruida
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-4. Arquitecturas de multiplexado de señales

Multiplexado de datos.


Se puede
p ede dismin
disminuirir los costes si se envían
en ían varias
arias señales
simultáneamente por el mismo medio físico en vez de usar
diferentes medios físicos.
físicos
Para multiplexar se reparte la capacidad del medio entre las
dif
diferentes
t señales:
ñ l
Capacidad total ≥
n
 Capacidad del canal i
i=1

La capacidad puede ser…



Ancho de banda.
Velocidad de transmisión máxima.
Tiempo de transmisión de datos.
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
38
I-4. Arquitecturas de multiplexado de señales

39
Multiplexado de datos.

M ltiple ado por di
Multiplexado
división
isión en frec
frecuencia
encia (FDM)




Divide ancho de banda
Ad
Adecuado
d para señales
ñ l analógicas
ló i
((radio,
di TV
TV, módems…).
ód
)
Transmisión simultánea de varias señales.
Tecnología cara
cara.
Canal 3
Canal 2
Canal 1
Bandas de
protección
KHz
1
2
1
M
3
canal único de
23 KHz
M
2
3
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-4. Arquitecturas de multiplexado de señales

40
Multiplexado de datos.

M ltiple ado por di
Multiplexado
división
isión en el tiempo (TDM)
(TDM).




Divide tiempo de transmisión (o velocidad).
Ad
Adecuado
d para ddatos
t y señales
ñ l di
digitales
it l PCM
PCM.
Más barato para datos y señales digitales.
Para señales digitales
digitales, hay que mantener el periodo de muestreo
muestreo.
A
11010
Multiplexor
B
01011
Canal A Canal B Canal C
C
Tiempo
00110
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-4. Arquitecturas de multiplexado de señales

41
Multiplexado de datos.

M ltiple ado TDM para señales PCM
Multiplexado
Señal A
t
00000000
PCM A
(64Kbps)
00000011
11111100
00001010
11111110
T = 125μs
125
Señal B
t
00010000
PCM B
(64Kbps)
T = 125 μs
PCM A y PCM B
multiplexadas
(128Kbps)
PCM A
PCM B
PCM A
PCM B
PCM A
PCM B
00000000
00010000
00000011
0001010
11111100
11111110
t
T = 125 μs
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-4. Arquitecturas de multiplexado de señales

42
Multiplexado de datos.

En la práctica,
práctica la TDM añade información de control cada cierto
número de muestras para:



Limitar
Li
it llas ttramas en llas que se empaquetan
t llas muestras.
t
Controlar qué canales PCM están libres o ocupados.
Control de flujo (numeración de tramas y confirmaciones)…
confirmaciones)
Control
PCM A
PCM B
Control
PCM A
PCM B
Control
PCM A
PCM B
0000
00000000
00010000
0001
00000011
0001010
0011
11111100
11111110
T = 125 μs
Vt = (4 + 8 + 8 ) / 125
12 μs = 160 Kb
Kbps
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
t
I-4. Arquitecturas de multiplexado de señales

43
Estándar de TDM Europea.

Se han definido y utilizado
tili ado varios
arios estándares de TDM entre los qquee
destacan:
Estándar
Normalizado por
Trama básica
Vt trama básica
Contenido
Tm
TDM EE.UU. y
Japón
ITU-T
T1
1,544 Mbps
24 canales
64Kbps
125 μs
TDM Europea
ITU-T
E1
2,048 Mbps
30 canales
64Kbps
125 μs
SONET
ANSI
STS 1
STS-1
51 Mbps
783 bytes
útiles
125 μss
SDH
ITU-T
STM-1
155,52 Mbps
63 tramas E1
125 μs
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-4. Arquitecturas de multiplexado de señales

44
Estándar de TDM Europea.

Formato de la trama básica E1
E1:




32 bytes: 30 canales y 2 bytes de control y sincronismo.
30 Canales
C l PCM dde 64Kb
64Kbps.
Tm = 125 μs.
Vt = (32
(32·8)
8) / 125 μs = 22,048
048 Mbps.
Mbps
1 trama de 125μs
31
0
1
2
3
Sincronización
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
4
15 16 17
Señalización
29 30 31
0
Dato de 8 bits
(ranuras 1-15, 17-31)
I-4. Arquitecturas de multiplexado de señales

45
Estándar de TDM Europea.

Jerarq ía de la TDM europea.
Jerarquía
e ropea
S ñ l 56Kb
Señal
56Kbps
Canales de 64Kbps
En cada agrupación se
añade información adicional
de control
Tramas E1 de
2,048 Mbps
Señales de
19200 bps
···
Señal de voz
d 64Kb
de
64Kbps
RDSI de
2x64Kbps
Vídeo de
768Kbps
Agrupación de 30
canales
l d
de 64Kb
64Kbps
en una trama E1
Tramas E2 de
8,448 Mbps
Acceso ATM 2Mbps
Tramas E3 de
34 368 Mbps
34,368
A
Acceso
Frame
F
Relay
R l
Tramas E4 de
139,264 Mbps
Otras tramas E1
Agrupación de 4
tramas E1 en una
trama E2
Agrupación de 4
tramas E2 en una
trama E3
Agrupación de 4 tramas
E3 en una trama E4
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-4. Arquitecturas de multiplexado de señales

SONET y SDH.





Bellcore desarrolló SONET (S
(Synchronous
nchrono s Optical Net
Network)
ork) en
EE.UU. para poder multiplexar flujos de datos procedentes de
diversas fuentes (TDM
(TDM, PDH
PDH…).
)
SONET fue normalizada en EE.UU. por el ANSI.
La ITU normalizó después una versión con pocos cambios: SDH
(Synchronous Digital Hierarchy).
Son las arquitecturas básicas para comunicaciones MAN-WAN
(datos y señales) y sirven de base a servicios de Internet, video,
teléfono…
Son niveles físicos más flexibles y de mayor capacidad que el
estándar de TDM.
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
46
I-4. Arquitecturas de multiplexado de señales

47
SONET y SDH.

Jerarq ía de tramas
Jerarquía
tramas:
Tipo de enlace
SONET
Multiplexado
SONET
Tipo de enlace
SDH
Multiplexado
SDH
STS-1
Capacidad
(Mbps)
51,84
STS-3
3 x STS-1
STM-1
155,52
STS-12
4 x STS-3
STM-4
4 x STM-1
622,08
STS-48
STS
48
4 x STS-12
STS 12
STM-16
STM
16
4 x STM-4
STM 4
2488 32
2488,32
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-4. Arquitecturas de multiplexado de señales

SONET y SDH.

Trama básica de SONET
SONET:
125 μs
F
9 filas
Sobrecarga
Delimitación
Sincronización
Control de errores
Apuntadores
Administración
....
3 bytes
CONTENIDO
Ejemplo de un canal en una secuencia de
tramas:
F
Datos de canales
multiplexados
(hasta 783 bytes)
87 bytes
Vt = 90 · 9 · 8 / 125 μs = 51,84 Mbps
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
Ejemplo de un canal no síncrono en una
secuencia de tramas:
Ejemplo de un bloque de datos repartido
en dos tramas:
48
I-4. Arquitecturas de multiplexado de señales
49
Multiplexado de tramas E1
en SDH
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
I-4. Arquitecturas de multiplexado de señales
Ejemplos de cálculo

M ltiple ado de 2 tramas E1
Multiplexado
E1, 2 flflujos
jos de aaudio
dio y dos flflujos
jos de vídeo.
ídeo
Control (2 bytes)
TDM E1
Control
(2 bytes)
MUX
X
2:1
Audio
384Kbps
Audio
384Kbps
Control
(2 bytes)
MUX
2:1
Video
512Kbps
Video
512Kbps
Determinar características de la
trama final:
MUX
2:1
TDM E1

MUX 3:1
1

50
Control
(2 bytes)
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
Trama
final


Duración.
Bits.
Velocidad (bps)
I-4. Arquitecturas de multiplexado de señales

51
Ejemplos de cálculo

Desmultiplexado
Desm
ltiple ado de 2 tramas E1
E1, 2 flflujos
jos de aaudio
dio y dos flujos
fl jos de
vídeo.
MUX
2:1
MUX
M
2
2:1
MU
UX 3:1
Trama
6,4Mbps
Control
(8 bytes)
MUX
2:1
I. Dispositivos para la Transmisión de Datos
TDM E1
TDM E1
Video
512Kbps
Video
512Kbps
Audio
? Kbps
Audio
? Kbps
Determinar características de las
señales de audio:


Bits en la trama.
Velocidad (bps)