lunes, 26 de octubre de 2015

3.1. Técnicas de modulación analógica: Modulación en amplitud (AM) y modulación en frecuencia (FM).

Técnicas de modulación analógica: Modulación en amplitud (AM) y modulación en frecuencia (FM).


La modulación nace de la necesidad de transportar una información a través del espacio. Este es un proceso mediante el cual dicha información (onda moduladora) se inserta a un soporte de transmisión. 


 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.


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 . Por ejemplo : 
En una onda portadora de 1000 Khz y que se module con una información (con un sonido) cuya frecuencia sea de 1000 Hz (1 Khz) presentará estas tres frecuencias : 
fp=1000 Khz 
fp+fi ; 1000 Khz+1Khz=1001 Khz

fp-fi ; 1000 Khz-1Khz=999 Khz 


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. 
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”. 

UNIDAD 3

UNIDAD 3 



3.1 Técnicas de modulación analógica, Modulación en amplitud (AM) y modulación en frecuencia (FM).

3.2 Técnicas de modulación digital, Modulación por desplazamiento de amplitud (ASK), modulación por desplazamiento de frecuencia (FSK), modulación por desplazamiento de fase (PSK) y modulación de amplitud en cuadratura (QAM).

3.3 Conversión analógico – digital: Muestreo, cuantización y codificación.

3.4 Códigos de línea, RZ, NRZ, NRZ-L, AMI, pseudo-ternaria, Manchester, Manchester diferencial, B8ZS, HDB3, entre otros.

3.5 Modem, estándares y protocolos.MORIA VIRTUAL 

2.4 Control de flujo

2.4 Control de flujo



control de flujo

El control de flujo es un mecanismo por el cual modem y ordenador gestionan los intercambios de información. Estos mecanismos permiten detener el flujo cuando uno de los elementos no puede procesar mas información y reanudar el proceso no mas vuelve a estar disponible. Los métodos mas comunes de control de flujo son: 
• Control de flujo hardware: 
TS y CTS permiten al PC y al modem parar el flujo de datos que se establece entre ellos de forma temporal. Este sistema es el mas seguro y el que soporta una operación adecuada a altas velocidades. 
• Control de flujo software: XON/XOFF.- 
Aquí se utilizan para el control dos caracteres especiales XON y XOFF (en vez de las lineas hardware RTS y CTS) que controlan el flujo. Cuando el PC quiere que el modem pare su envío de datos, envía XOFF. Cuando el PC quiere que el modem le envíe mas datos, envía XON. Los mismos caracteres utiliza el modem para controlar los envíos del PC. Este sistema no es adecuado para altas. 

 Técnicas De Control De Flujo

Cuando una trama llega a una máquina conectada a algún tipo de red, antes de pasar la información a niveles superiores, la capa de enlace realiza una serie de operaciones sobre la trama que ocupan un espacio en la memoria e implican un tiempo, función de la máquina, de manera que el proceso de recepción no es instantáneo. 

Prestaciones

Restringiéndonos al caso en que sólo se puede enviar una trama cada vez, encontramos dos posibles situaciones, definidas por el tiempo de transmisión y el tiempo de propagación: 
1.- Tiempo de Transmisión, Ttx: tiempo que tarda una máquina en pasar una trama al medio desde que sále el primer bit hasta el último. Se define como el cociente entre la longitud de la trama (L) y el régimen binario en el canal (R). 

Ttx = L / R 
2.- Tiempo de Propagación, Tprop: tiempo que tarda una unidad de información en pasar de un extremo del canal al otro. Se define como el cociente entre la distancia (d) o longitud del enlace, y la velocidad del medio de transmisión (v). 
Tprop = d / v 

Ventana Deslizante

Retomando el ejemplo del enlace que tenía un producto de ancho de banda x retraso de 8KB y las tramas de 1KB, se comprueba que la mejor utilización que se puede hacer del canal requiere que el emisor transmita la novena trama nada más recibir el acuse de recibo de la primera. 
En este algoritmo el témino ventana de transmisión se refiere a un buffer en el cual se almacenan copias de las tramas enviadas, en espera de recibir el ACK correspondiente; si no llegan en el tiempo previsto, se realiza una nueva copia y se retransmite la trama. El número de secuencia de transmisión, N(S), es la posición que ocupa la trama enviada en el buffer. El número de secuencia viaja en la cabecera de la trama, dentro del campo de control. 
Por ventana de recepción se entiende el buffer donde se almacenan las tramas que llegan a una máquina por alguno de sus enlaces. En este buffer esperan a ser procesadas, y a que se devuelva el acuse de recibo correspondiente a cada una de ellas, para que la máquina origen sepa que la transmisión ha llegado sin problemas a su destino. El número de secuencia de recepción, N(R), es la posición que ocupa la trama recibida en el buffer de recepción. 
El tamaño de la ventana puede estar preestablecido, o puede negociarse durante el establecimiento de la conexión. En la figura se ilustra el mecanismo del algoritmo para una ventana de tamaño 4: 
El algoritmo de ventana deslizante es como sigue: primero el emisor asigna un número de secuencia a cada trama. El emisor controla tres variables: 

1. El tamaño de la ventana de transmisión (TVT): que será finito. Representa el número máximo de tramas que el emisor puede enviar sin recibir ACK de la primera de ellas. 
2. El número de secuencia del último ACK recibido (UAR). 
3. El número de secuencia de la última trama enviada (UTE). 


2.3. Métodos para la detección y corrección de errores

2.3. Métodos para la detección y corrección de errores

Métodos para la detección y corrección de errores



Verificación de redundancia vertical (VRC)

–Se utiliza un bit de paridad por cada unidad de datos
–Ejemplo

l¿Qué paquetes tendrían que ser retransmitidos?

11111110 → SI                     11011110 → NO
11101100 → SI                     11011000 → NO
11001001 → NO 

Prestaciones
Detecta todos los errores de bit
Detecta errores de ráfaga siempre y cuando el número total de bits cambiados sea impar (3, 5, 7, 9, 11, etc)
No detecta errores de ráfaga siempre en los que el número total de bits cambiados es par (2, 4, 6, 8, 10, etc)
utiliza un solo bit redundante por unidad de datos


Verificación de Redundancia Longitudinal (LRC)

Los bloques a transmitir se organizan en forma de tabla
Se añade un bit de paridad por cada columna

¿Se aceptaría este bloque? :  NO
10101001     00111001     11011101     11100111     10101010

Prestaciones

Incrementa la probabilidad de detectar errores de ráfaga

LRC de n bits detecta todos los errores de ráfaga de n bits

Puede detectar errores de ráfaga de más de n bits

No detecta errores en los que cambian dos bits de una unidad de datos y dos bits de otra unidad de datos que están en la misma posición      

Verificación de Redundancia Cíclica (CRC)

Se utiliza la división de números binarios
Tanto el emisor como el receptor conocen un divisor común
Componentes:
Datos
Cola (n bits): Conjunto de ceros
CRC (n bits)
Divisor (n+1 bits)

División binaria
Solo si el resto es cero se aceptan los datos
Dividir   100100001    entre   1101:


2.2 No guiados: Radiofrecuencia, microondas, satélite e infrarrojo.

2.2 No guiados: Radiofrecuencia, microondas, satélite e infrarrojo.

No guiados: Radiofrecuencia, microondas, satélite e infrarrojo. 


Los medios de transmisión no guiados son aquellos que su característica principal es no usar cables, es decir usan un medio no físico, y esta se transmite por medio de ondas electromagnéticas.
La configuración para las transmisiones no guiadas puede ser direccional y omnidireccional.
En la direccional, la antena transmisora emite la energía electromagnética concentrándola en un haz, por lo que las antenas emisora y receptora deben estar alineadas.
 En la omnidireccional, la radiación se hace de manera dispersa, emitiendo en todas direcciones, pudiendo la señal ser recibida por varias antenas. Generalmente, cuanto mayor es la frecuencia de la señal transmitida es más factible confinar la energía en un haz direccional.


Radiofrecuencia.

El término radiofrecuencia, también denominado espectro de radiofrecuencia o RF, se aplica a la porción menos energética del espectro electromagnético7, situada entre unos 3 kHz y unos 300 GHz. Las ondas electromagnéticas de esta región del espectro, se pueden transmitir aplicando la corriente alterna originada en un generador a una antena.
Características:
·       Facilidad con la cual puede ionizar8 el aire para crear una trayectoria conductora a través del aire
·       Una fuerza electromagnética que conduce la corriente del RF a la superficie de conductores, conocida como efecto de piel.
·       La capacidad de aparecer atravesar las trayectorias que contienen el material aislador, como dieléctrico aislador de un condensador


Microondas

Una red por microondas es un tipo de red inalámbrica que utiliza microondas como medio de transmisión. El protocolo más frecuente es el IEEE 802.11b y transmite a 2.4 GHz, alcanzando velocidades de 11 Mbps (Megabits por segundo). Otras redes utilizan el rango de 5,4 a 5,7 GHz para el protocolo IEEE 802.11a

La radiocomunicación por microondas se refiere a la transmisión de datos o energía a través de radiofrecuencias con longitudes de onda del tipo microondas.
Se describe como microondas a aquellas ondas electromagnéticas cuyas frecuencias van desde los 500 MHz hasta los 300 GHz o aún más. Por consiguiente, las señales de microondas, a causa de sus altas frecuencias, tienen longitudes de onda relativamente pequeñas, de ahí el nombre de “micro” ondas.



Satélites
Todos los medios de transmisión vistos hasta ahora se valen de una línea fisica para transportar la información transmitida. Sin embargo, los datos también pueden trans­mitirse por medio de ondas electromagnéticas (de radio) a través del espacio libre, como en los sistemas por satélite. Un haz de microondas colimado, sobre el cual se modulan los datos, se transmite al satélite desde la superficie terrestre. Este haz se recibe y retransmite (reenvía) al destino o destinos previamente determinados mediante un circuito a bordo del satélite denominado transpondedor. Cada satélite tiene muchos transpondedores, cada uno de los cuales cubre una banda de frecuen­cias determinada.

Un canal de satélite representativo tiene un ancho de banda extre­madamente alto (500 MHz) y puede enlazar centenas de datos con alta tasa de bits mediante una técnica llamada multiplexión. En la sección 2.5.2 describiremos esto pero digamos que, en esencia, la capacidad total disponible del canal se divide en varios subcanales, que pueden sustentar, cada uno, un enlace de alta tasa de bits. 

infrarrojos

Los infrarrojos son ondas electromagnéticas que se propagan en línea recta, siendo susceptibles de ser interrumpidas por cuerpos opacos. Su uso no precisa licencias administrativas y no se ve afectado por interferencias radioeléctricas externas, pudiendo alcanzar distancias de hasta 200 metros entre cada emisor y receptor.

Cuándo usar un medio de transmisión infrarrojo?
· Por lo general estas las podemos usar cuando la información que deseamos compartir no es muy pesada y está mas dirigida a pequeños lugares como oficinas.
·  Cuando la distancia es muy corta.
· Cuando no contamos a la mano con algún otro medio de transmisión ya sea Físico (Cable Trenzado, Cable Coaxial, Fibra Óptica) o no Físico (Infrarrojo, Radiofrecuencia, Microondas).


2.1. Guiados: Par trenzado, coaxial y fibra óptica.


2.1. Guiados: Par trenzado, coaxial y fibra óptica.

Guiados: Par trenzado, coaxial y fibra óptica.


Se conoce como medios guiados a aquellos que utilizan unos componentes físicos y sólidos para la transmisión de datos. Los medios de transmisión guiados están constituidos por un cable que se encarga de la conducción (o guiado) de las señales desde un extremo al otro. Las principales características de los medios guiados son el tipo de conductor utilizado, la velocidad máxima de transmisión, las distancias máximas que puede ofrecer entre repetidores, la inmunidad frente a interferencias electromagnéticas, la facilidad de instalación y la capacidad de soportar diferentes tecnologías de nivel de enlace.


Cable Par Trenzado
En su forma más simple, un cable de par trenzado consta de dos hilos de cobre aislados y entrelazados. Hay dos tipos de cables de par trenzado: cable de par trenzado sin apantallar (UTP) y par trenzado apantallado (STP).


·         Cable de par trenzado apantallado (STP): es utilizado generalmente en las instalaciones de procesos de datos por su capacidad y buenas características contra las radiaciones electromagnéticas, pero el inconveniente es que es un cable robusto, caro y difícil de instalar.
·         Cable de par trenzado no apantallado (UTP): es el que ha sido mejor aceptado por su costo, accesibilidad y fácil instalación. El cable UTP es el más utilizado en telefonía. Existen actualmente 8 categorías del cable UTP.



Componentes del cable de par trenzado:
Aunque hayamos definido el cable de par trenzado por el número de hilos y su posibilidad de transmitir datos, son necesarios una serie de componentes adicionales para completar su instalación. Al igual que sucede con el cable telefónico, el cable de red de par trenzado necesita unos conectores y otro hardware para asegurar una correcta instalación.

Elementos de conexión:
 El cable de par trenzado utiliza conectores telefónicos RJ-45 para conectar a un equipo. Éstos son similares a los conectores telefónicos RJ11. Aunque los conectores RJ-11 y RJ-45 parezcan iguales a primera vista, hay diferencias importantes entre ellos.
El conector RJ-45 contiene ocho conexiones de cable, mientras que el RJ-11 sólo contiene cuatro.


Cable coaxial

Los cables coaxiales presentan una estructura diferente a los cables multipares. Existe una variedad muy amplia de este tipo de cables (más de 200 tipos diferentes) cada una con una aplicación específica.
En LAN's se utilizan tanto cables coaxiales convencionales, como cables de diseño especial dependiendo de la técnica de transmisión empleada así como de la velocidad de transmisión de datos.

Estructura del cable coaxial:
Su estructura consta de un conductor central de cobre rodeado por un aislamiento de polietileno sólido o espumado. El conductor central puede ser sólido o cableado. Alrededor del aislamiento, se tiene un segundo conductor de malla de cobre estañado que funciona como blindaje contra radiaciones electromagnéticas indeseables. El blindaje puede estar conformado también por una cinta de aluminio aplicada helicoidalmente sobre el aislamiento; o bien, puede ser que un diseño de coaxial incorpore los dos tipos de blindaje. Toda la estructura está protegida con una cubierta de polietileno pigmentado con negro de humo sí el cable es para instalación en exteriores o, de PVC sí el cable es para instalación en interiores.

Algunas observaciones sobre los cables coaxiales son:
•  Se pueden instalar en topología de bus, estrella y árbol.
•  Tienen coberturas de hasta 185mts.
•  Es hasta cierto punto inmune a radiaciones electromagnéticas.

  Tipos de cable coaxial:
·          Cable fino 
·          Cable grueso 


El tipo de cable coaxial más apropiado depende de las necesidades de la red en particular.

·         Cable Fino. El cable fino es un cable coaxial flexible de unos 0,64 centímetros de grueso (0,25 pulgadas). Este tipo de cable se puede utilizar para la mayoría de los tipos de instalaciones de redes, ya que es un cable flexible y fácil de manejar.


·         Cable Grueso. El cable grueso es un cable coaxial relativamente rígido de aproximadamente 1,27 centímetros de diámetro. Al cable grueso a veces se le denomina Ethernet estándar debido a que fue el primer tipo de cable utilizado con la conocida arquitectura de red


Fibra Óptica


Antes de explicar directamente que es la fibra óptica, es conveniente resaltar ciertos aspectos básicos de óptica. La luz se mueve a la velocidad de la luz en el vacío, sin embargo, cuando se propaga por cualquier otro medio, la velocidad es menor. Así, cuando la luz pasa de propagarse por un cierto medio a propagarse por otro determinado medio, su velocidad cambia, sufriendo además efectos de reflexión (la luz rebota en el cambio de medio, como la luz reflejada en los cristales) y de refracción (la luz, además de cambiar el modulo de su velocidad, cambia de dirección de propagación, por eso vemos una cuchara como doblada cuando está en un vaso de agua, la dirección de donde nos viene la luz en la parte que está al aire no es la misma que la que está metida en el agua). Esto se ve de mejor forma en el dibujo que aparece a nuestra derecha.

Fabricación de la Fibra Óptica
Las imágenes aquí muestran como se fabrica la fibra monomodo. Cada etapa de fabricación esta ilustrada por una corta secuencia filmada.La primera etapa consiste en el ensamblado de un tubo y de una barra de vidrio cilíndrico montados concéntricamente. Se calienta el todo para asegurar la homogeneidad de la barra de vidrio.




Componentes de la Fibra Óptica:
·         El Núcleo: En sílice, cuarzo fundido o plástico - en el cual se propagan las ondas ópticas. Diámetro: 50 o 62,5 um para la fibramultimodo y 9um para la fibra monomodo.
·         La Funda Óptica: Generalmente de los mismos materiales que el núcleo pero con aditivos que confinan las ondas ópticas en el núcleo.
·         El revestimiento de protección: por lo general esta fabricado en plástico y asegura la protección mecánica de la fibra.

Tipos de Fibra Óptica:

Fibra Monomodo
Potencialmente, esta es la fibra que ofrece la mayor capacidad de transporte de información. Tiene una banda de paso del orden de los 100 GHz/km. Los mayores flujos se consiguen con esta fibra, pero también es la más compleja de implantar. El dibujo muestra que sólo pueden ser transmitidos los rayos que tienen una trayectoria que sigue el eje de la fibra, por lo que se ha ganado el nombre de "monomodo" (modo de propagación, o camino del haz luminoso, único).

Fibra Multimodo de Índice Gradiante Gradual: 
Las fibras multimodo de índice de gradiente gradual tienen una banda de paso que llega hasta los 500MHz por kilómetro. Su principio se basa en que el índice de refracción en el interior del núcleo no es único y decrece cuando se desplaza del núcleo hacia la cubierta. Los rayos luminosos se encuentran enfocados hacia el eje de la fibra, como se puede ver en el dibujo. Estas fibras permiten reducir la dispersión entre los diferentes modos de propagación a través del núcleo de la fibra.

Fibra Multimodo de índice escalonado:
Las fibras multimodo de índice escalonado están fabricadas a base de vidrio, con una atenuación de 30 dB/km, o plástico, con una atenuación de 100 dB/km. Tienen una banda de paso que llega hasta los 40 MHz por kilómetro. 





UNIDAD 2

              UNIDAD 2

2.1 Guiados, Par trenzado, coaxial y fibra óptica.

2.2 No guiados, Radiofrecuencia, microondas, satélite e infrarrojo.

2.3 Métodos para la detección y corrección deerrores, Verificación de redundancia vertical
(VRC), verificación de redundancia longitudinal (LRC) y verificación de redundancia cíclica (CRC).

2.4 Control de flujo, Tipos: asentimiento, ventanas deslizantes. Por hardware o software, de lazo abierto o cerrado.