redes de computadora

Una red de computadoras, también llamada red de ordenadores o red informática, es un conjunto de equipos informáticos conectados entre sí por medio de dispositivos físicos que envían y reciben impulsos eléctricos, ondas electromagnéticas o cualquier otro medio para el transporte de datos para compartir información y recursos.^[1] Este término también engloba aquellos medios técnicos que permiten compartir la información. ^{[cita requerida]}

La finalidad principal para la creación de una red de computadoras es compartir los recursos y la información en la distancia, asegurar la confiabilidad y la disponibilidad de la información, aumentar la velocidad de transmisión de los datos y reducir el coste general de estas acciones.^[2]

La estructura y el modo de funcionamiento de las redes informáticas actuales están definidos en varios estándares, siendo el más importante y extendido de todos ellos el modelo TCP/IP basado en el modelo de referencia OSI. Este último, estructura cada red en 7 capas con funciones concretas pero relacionadas entre sí; en TCP/IP se reducen a 4 capas. Existen multitud de protocolos repartidos por cada capa, los cuales también están regidos por sus respectivos estándares.

Clasificación de las redes

Por alcance

• Red de área personal o PAN (personal area network) es una red de ordenadores usada para la comunicación entre los dispositivos de la computadora (teléfonos incluyendo las ayudantes digitales personales) cerca de una persona.
• Red de área local o LAN (local area network) es una red que se limita a un área especial relativamente pequeña tal como un cuarto, un solo edificio, una nave, o un avión. Las redes de área local a veces se llaman una sola red de localización.
• Una red de área de campus o CAN (campus area network) es una red de computadoras que conecta redes de área local a través de un área geográfica limitada, como un campus universitario, o una base militar.
• Una red de área metropolitana (metropolitan area network o MAN, en inglés) es una red de alta velocidad (banda ancha) que da cobertura en un área geográfica extensa.
• Las redes de área amplia (wide area network, WAN) son redes informáticas que se extienden sobre un área geográfica extensa.
• Una red de área de almacenamiento, en inglés SAN (storage area network), es una red concebida para conectar servidores, matrices (arrays) de discos y librerías de soporte
• Una Red de área local virtual (Virtual LAN, VLAN) es un grupo de computadoras con un conjunto común de recursos a compartir y de requerimientos, que se comunican como si estuvieran adjuntos a una división lógica de redes de computadoras en la cuál todos los nodos pueden alcanzar a los otros por medio de broadcast (dominio de broadcast) en la capa de enlace de datos, a pesar de su diversa localización física. ^{[cita requerida]}
• Red irregular es un sistema de cables y buses que se conectan a través de un módem, y que da como resultado la conexión de una o más computadoras. Esta red es parecida a la mixta, solo que no sigue los parámetros presentados en ella. Muchos de estos casos son muy usados en la mayoría de las redes. ^{[cita requerida]}

Por tipo de conexión

Medios guiados

• El cable coaxial se utiliza para transportar señales eléctricas de alta frecuencia que posee dos conductores concéntricos, uno central, llamado vivo, encargado de llevar la información, y uno exterior, de aspecto tubular, llamado malla o blindaje, que sirve como referencia de tierra y retorno de las corrientes.
• El cable de par trenzado es una forma de conexión en la que dos conductores eléctricos aislados son entrelazados para tener menores interferencias y aumentar la potencia y disminuir la diafonía de los cables adyacentes.
• La fibra óptica es un medio de transmisión empleado habitualmente en redes de datos; un hilo muy fino de material transparente, vidrio o materiales plásticos, por el que se envían pulsos de luz que representan los datos a transmitir.

Medios no guiados

• Red por radio
• Red por infrarrojos
• Red por microondas

Por relación funcional

• Cliente-servidor es una arquitectura que consiste básicamente en un cliente que realiza peticiones a otro programa (el servidor) que le da respuesta.
• Peer-to-peer es aquella red de computadoras en la que todos o algunos aspectos funcionan sin clientes ni servidores fijos, sino una serie de nodos que se comportan como iguales entre sí.

Por topología

• La red en bus se caracteriza por tener un único canal de comunicaciones (denominado bus, troncal o backbone) al cual se conectan los diferentes dispositivos.
• En una red en anillo cada estación está conectada a la siguiente y la última está conectada a la primera.
• En una red en estrella las estaciones están conectadas directamente a un punto central y todas las comunicaciones se han de hacer necesariamente a través de éste.
• En una red en malla cada nodo está conectado a todos los otros.
• En una red en árbol los nodos están colocados en forma de árbol. Desde una visión topológica, la conexión en árbol es parecida a una serie de redes en estrella interconectadas salvo en que no tiene un nodo central.
• En una red mixta se da cualquier combinación de las anteriores

Protocolos de redes

Modelos generales

Existen diversos protocolos, estándares y modelos que determinan el funcionamiento general de las redes. Destacan el modelo OSI y el TCP/IP. Cada modelo estructura el funcionamiento de una red de manera distinta: El modelo OSI cuenta con 7 capas muy definidas y con funciones diferenciadas y el TCP/IP con 4 capas diferenciadas pero que combinan las funciones existentes en las 7 capas del modelo OSI.^[4] Los protocolos están repartidos por las diferentes capas pero no están definidos como parte del modelo en sí sino como entidades diferentes de normativas internacionales, de modo que el modelo OSI no puede ser considerado una arquitectura de red.^[5]

Modelo OSI

El modelo OSI (open systems interconnection) fue creado por la ISO y se encarga de la conexión entre sistemas abiertos, esto es, sistemas abiertos a la comunicación con otros sistemas. Los principios en los que basó su creación son, una mayor definición de las funciones de cada capa, evitar agrupar funciones diferentes en la misma capa y una mayor simplificación en el funcionamiento del modelo en general.^[6] Este modelo divide las funciones de red en 7 capas diferenciadas.

#	Capa	Unidad de intercambio
7.	Aplicación	APDU
6.	Presentación	PPDU
5.	Sesión	SPDU
4.	Transporte	TPDU
3.	Red	Paquete
2.	Enlace	Marco / Trama
1.	Física	Bit

Modelo TCP/IP

Este modelo es el implantado actualmente a nivel mundial: Fue utilizado en ARPANET y es utilizado actualmente a nivel global en Internet y redes locales. Su nombre deriva de los dos principales protocolos que lo conforman: TCP en la Capa de transporte e IP en la Capa de red.^[7] Se compone de 4 capas.

#	Capa	Unidad de intercambio
4.	Aplicación	no definido
3.	Transporte	no definido
2.	Red / Interred	Paquete
1.	Enlace / nodo a red	??

Otros estándares

Existen otros estándares, más concretos, que definen el modo de funcionamiento de diversas tecnologías de transmisión de datos:
Esta lista no es completa

Tecnología	Estándar	Año de primera publicación	Otros detalles
Ethernet	IEEE 802.3	1983
Token Ring	IEEE 802.5	1970s[8]
WLAN	IEEE 802.11	1997[9]
Bluetooth	IEEE 802.15	2002[10]
FDDI	ISO 9314-x	1987	Reúne un conjunto de estándares.
PPP	RFC 1661	1994[11]

Tipos de servidores

Artículo principal: Servidor

En las siguientes listas hay algunos tipos comunes de servidores y sus propósitos.

• Servidor de archivos: almacena varios tipos de archivo y los distribuye a otros clientes en la red.
• Servidor de impresiones: controla una o más impresoras y acepta trabajos de impresión de otros clientes de la red, poniendo en cola los trabajos de impresión (aunque también puede cambiar la prioridad de las diferentes impresiones), y realizando la mayoría o todas las otras funciones que en un sitio de trabajo se realizaría para lograr una tarea de impresión si la impresora fuera conectada directamente con el puerto de impresora del sitio de trabajo.
• Servidor de correo: almacena, envía, recibe, enruta y realiza otras operaciones relacionadas con e-mail para los clientes de la red.
• Servidor de fax: almacena, envía, recibe, enruta y realiza otras funciones necesarias para la transmisión, la recepción y la distribución apropiadas de los fax.
• Servidor de la telefonía: realiza funciones relacionadas con la telefonía, como es la de contestador automático, realizando las funciones de un sistema interactivo para la respuesta de la voz, almacenando los mensajes de voz, encaminando las llamadas y controlando también la red o Internet; p. ej., la entrada excesiva del IP de la voz (VoIP), etc.
• Servidor proxy: realiza un cierto tipo de funciones a nombre de otros clientes en la red para aumentar el funcionamiento de ciertas operaciones (p. ej., prefetching y depositar documentos u otros datos que se soliciten muy frecuentemente). También sirve seguridad; esto es, tiene un Firewall (cortafuegos). Permite administrar el acceso a Internet en una red de computadoras permitiendo o negando el acceso a diferentes sitios web.
• Servidor del acceso remoto (RAS): controla las líneas de módem de los monitores u otros canales de comunicación de la red para que las peticiones conecten con la red de una posición remota, responden llamadas telefónicas entrantes o reconocen la petición de la red y realizan los chequeos necesarios de seguridad y otros procedimientos necesarios para registrar a un usuario en la red.
• Servidor de uso: realiza la parte lógica de la informática o del negocio de un uso del cliente, aceptando las instrucciones para que se realicen las operaciones de un sitio de trabajo y sirviendo los resultados a su vez al sitio de trabajo, mientras que el sitio de trabajo realiza la interfaz operadora o la porción del GUI del proceso (es decir, la lógica de la presentación) que se requiere para trabajar correctamente.
• Servidor web: almacena documentos HTML, imágenes, archivos de texto, escrituras, y demás material Web compuesto por datos (conocidos normalmente como contenido), y distribuye este contenido a clientes que la piden en la red.
• Servidor de reserva: tiene el software de reserva de la red instalado y tiene cantidades grandes de almacenamiento de la red en discos duros u otras formas del almacenamiento (cinta, etc.) disponibles para que se utilice con el fin de asegurarse de que la pérdida de un servidor principal no afecte a la red. Esta técnica también es denominada clustering.
• Impresoras: muchas impresoras son capaces de actuar como parte de una red de ordenadores sin ningún otro dispositivo, tal como un "print server", actuando como intermediario entre la impresora y el dispositivo que está solicitando un trabajo de impresión de ser terminado
• Terminal: muchas redes utilizan este tipo de equipo en lugar de puestos de trabajo para la entrada de datos. En estos sólo se exhiben datos o se introducen. Este tipo de terminales, trabajan unido a un servidor, que es quien realmente procesa los datos y envía pantallas de datos a los terminales.
• Otros dispositivos: hay muchos otros tipos de dispositivos que se puedan utilizar para construir una red, muchos de los cuales requieren una comprensión de conceptos más avanzados del establecimiento de una red de la computadora antes de que puedan ser entendidos fácilmente (e.g., los cubos, las rebajadoras, los puentes, los interruptores, los cortafuegos del hardware, etc.). En las redes caseras y móviles, que conectan la electrónica de consumo, los dispositivos, tales como consolas vídeojuegos, están llegando a ser cada vez más comunes.
• Servidor de Autenticación: Es el encargado de verificar que un usuario pueda conectarse a la red en cualquier punto de acceso, ya sea inalámbrico o por cable, basándose en el estándar 802.1x y puede ser un servidor de tipo RADIUS.
• Servidor DNS: Este tipo de servidores resuelven nombres de dominio sin necesidad de conocer su dirección IP

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Lenguajes, compiladores e Intérpretes. Definición

memoria RAM

Memoria Ram

Memoria de acceso aleatorio, o memoria de acceso directo (en inglés: Random Access Memory, cuyo acrónimo es RAM), o más conocida como memoria RAM, se compone de uno o más chips y se utiliza como memoria de trabajo para programas y datos. Es un tipo de memoria temporal que pierde sus datos cuando se queda sin energía (por ejemplo, al apagar la computadora), por lo cual es una memoria volátil.
En general, las RAMs se dividen en estáticas y dinámicas. Una memoria RAM estática mantiene su contenido inalterado mientras esté alimentada. En cambio en una memoria RAM dinámica la lectura es destructiva, es decir que la información se pierde al leerla, para evitarlo hay que restaurar la información contenida en sus celdas, operación denominada refresco.

Además, las memorias se agrupan en módulos, que se conectan a la placa base de la computadora. Según los tipos de conectores que lleven los módulos, se clasifican en módulos SIMM (Single In-line Memory Module), con 30 ó 72 contactos, módulos DIMM (Dual In-line Memory Module), con 168 contactos y módulos RIMM (RAMBUS In-line Memory Module) con 184 contactos
etección y corrección de errores

Existen dos clases de errores en los sistemas de memoria, las fallas (Hard fails) que son daños en el hardware y los errores (soft errors) provocados por causas fortuitas. Los primeros son relativamente fáciles de detectar (en algunas condiciones el diagnóstico es equivocado), los segundos al ser resultado de eventos aleatorios, son más difíciles de hallar. En la actualidad la confiabilidad de las memorias RAM frente a los errores, es suficientemente alta como para no realizar verificación sobre los datos almacenados, por lo menos para aplicaciones de oficina y caseras. En los usos más críticos, se aplican técnicas de corrección y detección de errores basadas en diferentes estrategias:
La técnica del bit de paridad consiste en guardar un bit adicional por cada byte de datos, y en la lectura se comprueba si el número de unos es par (paridad par) o impar (paridad impar), detectándose así el error.
Una técnica mejor es la que usa ECC, que permite detectar errores de 1 a 4 bits y corregir errores que afecten a un sólo bit esta técnica se usa sólo en sistemas que requieren alta fiabilidad.
Por lo general los sistemas con cualquier tipo de protección contra errores tiene un costo más alto, y sufren de pequeñas penalizaciones en desempeño, con respecto a los sistemas sin protección. Para tener un sistema con ECC o paridad, el chipset y las memorias debe tener soportar esas tecnologías. La mayoría de placas base no poseen soporte.
Para los fallos de memoria se pueden utilizar herramientas de software especializadas que realizan pruebas integrales sobre los módulos de memoria RAM. Entre estos programas uno de los más conocidos es la aplicación Memtest86+ que detecta fallos de memoria.

mapa mental de redes y del computador

TELEINFORMATICA / TELEMATICA

Teleinformática= telecomunicaciones + informática

Podemos definirla como la disciplina encargada del estudio de las técnicas necesarias para transmitir datos dentro de un sistema informático o entre puntos situados en lugares remotos por medios de redes de telecomunicaciones.

La palabra Teleinformática está constituida por la contracción de las palabras telecomunicaciones e Informática. En ella se reúnen los aspectos técnicos de ambas especialidades.

Se puede definir la teleinformática como la ciencia que estudia el conjunto de técnicas que es necesario usar para poder transmitir datos dentro de un sistema informático o entre puntos de él situados en lugares remotos

o usando redes de telecomunicaciones.

Lo que se intenta con la teleinformática es lograr que un ordenador pueda dialogar con equipos situados geográficamente distantes, reconociendo las características esenciales de la información como si la conexión fuera local, usando redes de telecomunicaciones.

Aunque se suele definir de la misma forma que la Telemática, es diferente. Se llama teleinformática a la utilización de los medios de comunicación para intercambiar información a través de computadoras, con los sistemas informáticos que requieran para ello.

La Ingeniería en Telemática es una disciplina científica y tecnológica que surge de la evolución y fusión de la telecomunicación y de la informática. El término Telemática se acuñó en Francia (télématique). En 1976, en un informe encargado por el presidente francés y elaborado por Simon Nora y Alain Minc (conocido como informe Nora-Minc y distribuido por el título: "Informatización de la Sociedad") en el que se daba una visión increíblemente precisa de la evolución tecnológica futura. Ahora bien, el concepto, como se indica en este informe, también puede ligarse a un origen estadounidense: compunication, o como se utiliza más habitualmente Computer and Communications. No obstante, no es casualidad la diferencia entre los términos: responden a contextos diferentes, en efecto, hay matices claves a distinguir. Para aclarar esto, conviene situarse en el contexto de la época: por una parte Francia, ponía claro énfasis en las telecomunicaciones como motor de su transformación social (1976), mientras que Estados Unidos estaba viviendo una gran revolución de la informática. Así, comunication apunta a un modelo con mayor relevancia de los sistemas informáticos; telemática (télématique) por su parte, refiere a un mayor énfasis en la telecomunicación. Esta diferencia de origen se ha perdido, ya que esta disciplina científica y tecnológica ha convergido por completo a nivel mundial, para formar un único cuerpo de conocimiento bien establecido.

EJEMPLOS

Dos grandes ejemplos de esta gran rama tecnológica son:

 La Internet.

 La red nacional de bancos.

 Entre otros.

TELECOMUNICACIONES

Se denomina telecomunicación a la técnica de transmitir un mensaje desde un punto a otro, normalmente con el atributo típico adicional de ser bidireccional. Proviene del griego tele, que significa distancia. Por tanto, el término telecomunicación cubre todas las formas de comunicación a distancia, incluyendo radio, telegrafía, televisión, telefonía, transmisión de datos e interconexión de ordenadores.

La base matemática sobre la que se desarrollan las telecomunicaciones fue desarrollada por el físico inglés James Clerk Maxwell. Maxwell, en el prefacio de su obra Treatise on Electricity and Magnetism (1873), declaró que su principal tarea consistía en justificar matemáticamente conceptos físicos descritos hasta ese momento de forma únicamente cualitativa, como las leyes de la inducción electromagnética y de los campos de fuerza, enunciadas por Michael Faraday. Con este objeto, introdujo el concepto de onda electromagnética, que permite una descripción matemática adecuada de la interacción entre electricidad y magnetismo mediante sus célebres ecuaciones que describen y cuantifican los campos de fuerzas. Maxwell predijo que era posible propagar ondas por el espacio libre utilizando descargas eléctricas, hecho que corroboró Heinrich Hertz en 1887, ocho años después de la muerte de Maxwell, y que, posteriormente, supuso el inicio de la era de la comunicación rápida a distancia. Hertz desarrolló el primer transmisor de radio generando radiofrecuencias entre 31 MHz y 1.25 GHz.

Los elementos que integran un sistema de telecomunicación son un transmisor, una línea o medio de transmisión y posiblemente, impuesto por el medio, un canal y finalmente un receptor. El transmisor es el dispositivo que transforma o codifica los mensajes en un fenómeno físico, la señal. El medio de transmisión, por su naturaleza física, es posible que modifique o degrade la señal en su trayecto desde el transmisor al receptor debido a ruido, interferencias o la propia distorsión del canal. Por ello el receptor ha de tener un mecanismo de decodificación capaz de recuperar el mensaje dentro de ciertos límites de degradación de la señal. En algunos casos, el receptor final es el oído o el ojo humano (o en algún caso extremo otros órganos sensoriales) y la recuperación del mensaje se hace por la La telecomunicación puede ser punto a punto, punto a multipunto o teledifusión, que es una forma particular de punto a multipunto que funciona solamente desde el transmisor a los receptores, siendo su versión más popular la radiodifusión.

EJEMPLOS

Grandes ejemplos de las telecomunicaciones por nombrar algunos de los tantos y más importantes son:

 La telefonía en cualquiera de sus tipos.

 La radio

 La televisión.

 Entre otros.

SISTEMAS TELEINFORMATICOS

Los sistemas teleinformáticas o también llamados “sistemas funcionales de comunicación de datos” son formas de trabajo que en general responden a necesidades concretas de los usuarios informáticos que trabajan en la modalidad “fuera de planta o remota”.

Los principales objetivos que tiene que satisfacer un sistema teleinformático son los siguientes:

 Reducir tiempo y esfuerzo.

 Capturar datos en su propia fuente.

 Centralizar el control.

 Aumentar la velocidad de entrega de la información.

 Reducir costos de operación y de captura de datos.

 Aumentar la capacidad de las organizaciones, a un costo incremental razonable.

 Aumentar la calidad y la cantidad de la información.

 Mejorar el sistema administrativo.

Casos en que los sistemas informáticos, son especialmente aptos para que utilicen técnicas teleinformáticas:

 Cuando se desea reducir un elevado volumen de correo, de llamadas telefónicas o de servicios de mensajería.

 En los casos en que se efectúen muy a menudo operaciones repetitivas, tales como crear o copiar a ser procesados o directamente duplicar información ya procesada.

 Cuando sea necesario aumentar la velocidad de envío de la información, mejorando las funciones administrativas.

 En la ejecución de operaciones descentralizadas.

 Para mejorar el control, descentralizando la captura de datos y centralizando su procesamiento.

 En los casos en que es necesario disminuir riesgos en el procesamiento de la información, debido a problemas técnicos del hardware.

 Cuando sea menester mejorar la actividad de planificación en la organización.

 Cada sistema teleinformática cubre un conjunto de necesidades y, por lo tanto, posee especiales características que diferencian unos de otros.

MODOS DE EXPLOTACION DE LOS SISTEMAS TELEINFORMATICOS

Cuando los trabajos se preparan antes de procesar y luego se ingresan ordenadamente (por lotes) al computador (que puede o no trabajar en modalidad multiprogramación), que los procesa con la prioridad que se le indique.

Cuando sufre un procesamiento idéntico al proceso por lotes, pero con la variante que los datos son enviados usando redes de telecomunicaciones al computador que se encargará de procesarlos.

Cuando el ordenador y sus periféricos, son compartidos simultáneamente por varios usuarios remotos, que efectúan trabajos distintos entre sí, pero con apariencia de simultaneidad.

Actúa en diálogo con sus equipos terminales en tiempo real, cuando devuelve los resultados con suficiente rapidez como para afectar el funcionamiento o interactuar con el medio que los produjo.

Actúa en diálogo con sus equipos terminales en tiempo diferido, cuando el tiempo de respuesta no tiene relación ni importancia con el medio que produjo la consulta.

PROCESO POR LOTES

PROCESO POR LOTES

REMOTO

TIEMPO COMPARTIDO

PROCESO INTERACTIVO EN TIEMPO DIFERIDO

PROCESO INTERACTIVO EN TIEMPO REAL

MODULACIÓN

Se denomina “modulación” a la operación mediante la cual ciertas características de una onda denominada portadora, se modifican en función de otra onda denominada moduladora, que contiene información, a los efectos de poder ser transmitida.

ESQUEMA DE MODULACIÓN

a (t) = origen analógico

Señal moduladora

d (t) = origen digital

Modulador

m (t) = Señal modulada

Señal portadora = p (t)

EN BANDA BASE NO ES NECESARIO EL PROCESO DE MODULACIÓN

MODULACIÓN POR ONDA CONTINUA

Proceso por el cual una señal denominada portadora, cuya forma de onda es sinusoidal, modifica su amplitud, frecuencia o fase, en función de la señal moduladora, la cual contiene la información a transmitir.

Ecuación de la portadora: p (t) = P sen (wp t + p)

 Modulación de amplitud

Aquella en que el parámetro de la señal senoidal de la portadora que se hace variar, es la amplitud.

AM: modulación de una portadora por una señal moduladora analógica.

ASK: modulación de una portadora por una señal moduladora digital.

 Por variación del nivel da la onda portadora.

Tanto la frecuencia como la fase de la señal quedan constantes antes y después de ser moduladas.

 Por supresión de onda portadora.

Este caso es utilizado en los sistemas telegráficos, donde los valores de la señal modulada varían entre un valor de amplitud A, para la transmisión del dígito 1 y la directa supresión de la portadora para la transmisión del dígito 0.

 Modulación de frecuencia

Aquella en que el parámetro de la señal senoidal de la portadora que se hace variar, es la frecuencia.

Cuando la señal moduladora es de origen analógico, la señal modulada varía su frecuencia dentro de valores continuos.

Cuando la señal moduladora es de origen digital, la señal modulada tomará un número discreto de valores de la frecuencia, iguales al número de valores, que corresponden a la señal moduladora.

 Modulación angular:

Técnica que permite hacer variar el ángulo de la portadora, con una señal moduladora.

Se puede observar que al aumentar la amplitud de la señal moduladora se incrementa la desviación de frecuencia, o lo que es lo mismo, el índice de modulación. Esto trae aparejado el incremento del ancho de banda, de la señal modulada en frecuencia.

 Modulación de frecuencia en banda angosta.

Si el índice de modulación es pequeño ( << /2) se tiene una señal de modulación de frecuencia “de banda angosta”.

El ancho de banda de la modulación de frecuencia de banda angosta como el de la modulación de amplitud, es de 2 fm, siendo fm la máxima componente de frecuencia de la señal modulante.

 Modulación de frecuencia en banda ancha.

Las ventajas de la modulación FSK sobre el método ASK se hacen importantes cuando  es grande ( > /2). Con esta condición se aumenta la protección contra el ruido e interferencias, buscando una performance muy superior a la modulación de amplitud.

El costo que se debe pagar es un mayor ancho de banda.

 Modulación de fase

Aquella en que el parámetro de la señal senoidal de la portadora que se hace variar, es la fase.

 PSK convencional. Las variaciones de fase se refieren a la fase de la portadora sin modular.

 PSK diferencial. Las variaciones de fase se refieren a la fase de la portadora del estado inmediatamente anterior al considerado.

PROCESO DE DIGITALIZACIÓN DE SEÑALES ANALÓGICAS

CODEC: equipo utilizado para digitalizar las señales analógicas, para que puedan ser procesadas por las redes de telecomunicaciones. Los equipos CODEC utilizan normalmente la técnica denominada “Modulación por pulsos codificado – PCM”.

 Muestreo

Una señal de ancho de banda finito f puede ser satisfactoriamente definido por un conjunto de muestras instantáneas tomadas a una frecuencia de muestreo fm mayor que el doble del ancho de banda f de la señal a muestrear.

Las muestras pueden tomarse en cualquier instante y pueden ser uniformes o no uniformes (requieren una exactitud muy elevada).

MODULACIÓN POR PULSOS

Modificación por medio de una señal moduladora de una señal portadora constituida por un tren de pulsos.

Los parámetros que pueden ser alterados son:

 Amplitud.

 Duración.

 Posición del pulso.

o La potencia transmitida puede estar concentrada en ráfagas cortas (BURST) en lugar de entregarse en forma continua.

o Permiten realizar procesos de multiplexado de los canales de comunicaciones, mediante la tecnología conocida como “multiplexación por división de tiempo – TDM”.

 Modulación por pulsos analógica

Aquella en que el tren de pulsos que compone la señal portadora, puede ser modificada por la señal modulante de infinitas formas diferentes, al ser modulada.

 Modulación de pulsos en amplitud – PAM. La señal de salida aumenta o disminuye su amplitud, siguiendo la forma de la señal analógica moduladora.

 Modulación de pulsos por variación del ancho de pulso – PDM. La señal de salida aumenta o disminuye su duración, siguiendo la forma de la señal analógica moduladora.

 Modulación de pulsos por modificación de la posición del pulso – PPM. La señal de salida se retarda o avanza, en correspondencia con la variación de la señal analógica moduladora.

 Modulación por pulsos digital

Aquella en que el tren de pulsos que compone la señal portadora, puede ser modificada por la señal modulante en un número finito de formas diferentes, al ser modulada.

Las señales digitales:

 Pueden ser transmitidas por las redes digitalizadas.

 Tienen calidad de transmisión uniforme.

 No es necesario el uso de equipos modem de datos.

 Permiten la integración de servicios.

 Permiten optimizar:

o Los sistemas de codificación.

o Los sistemas de seguridad.

o Los sistemas de control de errores.

 Permiten abaratar costos de fabricación.

 Modulación por pulsos codificados – PCM.

Método de modulación, que consiste en la transmisión información analógica en forma de señales digitales.

Ruido en los sistemas PCM

Ruido de cuantificación. Producido en el transmisor durante el proceso de cuantificación.

Ruido de transmisión. Introducido en cualquier parte entre la salida del transmisor y la entrada al receptor.

Características

 Velocidad de muestreo = 8000 muestras por segundo,  50 ppm (partes por millón).

 Ley de codificación para circuitos internacionales.

 Calidad de la transmisión casi independiente de la distancia.

 Bajo costo de implementación para enlaces de mediano alcance.

 Modulación delta.



Consiste en la generación de una onda escalonada que siga las variaciones de la señal de entrada.

Inconvenientes

 Ruido granular o de cuantificación. Proveniente de la “persecución”, que ocurre cuando e(t) permanece constante por lo cual s(t) es una secuencia de escalones de polaridad alterna.

 Sobrecarga de pendiente. Cuando la señal de entrada e(t) varía bruscamente.

Estos inconvenientes están originados en la amplitud del escalón que es siempre constante.

 Modulación delta adaptativa.

Soluciona los dos inconvenientes de la modulación delta adaptando la amplitud del escalón en función de la variación de la señal de entrada e(t).

 Modulación por pulsos codificados diferenciales.

Combina el método de modulación delta, con la codificación propia de los sistemas PCM y consiste, básicamente, en reemplazar al modulador por un dispositivo, constituido por un “cuantificador – muestreador”.

INTERFASE DIGITAL ESTÁNDAR

Vínculo que permite que las señales digitales, pasen de un equipo emisor a otro receptor, con las características deseadas.

MODEM DE DATOS

Se denomina equipo “modem” (modulador-demodulador) a aquello dispositivo, que convierte las señales digitales provenientes de un equipo terminal de datos (ETD), en señales aptas para ser transmitidas eficazmente por las redes telefónicas analógicas.

Por otro lado, convierte en el extremo terminal de un circuito teleinformático, las señales analógicas que entrega la red, en señales aptas para ser procesadas por el ETD, ubicado en el extremo receptor.

Los equipos modem siempre deben ser usados de a pares. Uno en donde se transmiten los datos y otro donde se reciben, cualquiera sea el tipo de transmisión que se utilice (simplex, dúplex o semidúplex).

FUNCIONES BÁSICAS DE LOS MODEM DE DATOS

 Codificación

Consiste en transformar los datos recibidos del equipo terminal, en códigos que tengan en cuenta, los factores que hacen a la transmisión de señales a distancia. Esos códigos generalmente se denominan “Códigos de Línea” y adaptan la señal digital a la línea de transmisión.

Este proceso no se utiliza en las transmisiones asincrónicas de baja velocidad.

Los factores más importantes que se deben considerar en la transmisión de señales digitales por redes de telecomunicaciones son:

 El valor de la componente de continua de la señal (del desarrollo en serie de Fourier).

 La distribución espectral de potencia.

 El ruido.

 La distorsión.

 La interferencia que se puede producir entre los mismos símbolos a transmitir.

 El mantenimiento del sincronismo entre equipos.

 Modulación

Consiste en el proceso por el cual las señales digitales generadas por el ETD son transformadas en señales analógicas, que conservan la misma información que la generada por aquellos equipos.

FUNCIONES COMPLEMENTARIAS DE LOS MODEM DE DATOS

Aquellas que posibilitan que el equipo pueda cumplir con sus funciones básicas.

 Recepción de señales a través de la interface estándar

 Permite la normalización con cualquier ETD de manera de independizarse del fabricante o de la función que cumple.

 Control de línea y señalización

 A los efectos de poder manejar los diálogos entre los equipos y la red.

 Protección contra sobre tensiones en la red telefónica

FUNCIONES ESPECIALES DE LOS MODEM DE DATOS

 Discado y recepción automática desde el computador

 Corrección de errores

 Multiplexado de canales

 En algunos equipos especiales, el modem de datos está incorporado a equipos multiplexores, que permiten la división del canal telefónico en varios canales de menor ancho de banda.

LAS REDES TELEFÓNICAS ANALÓGICAS Y LOS MODEM DE DATOS

 Las frecuencias menores de 200 Hz son atenuadas fuertemente, como así también las que superan los 3000 Hz.

 No se transmite la corriente continua. Esto imposibilita enviar un bloque de datos debido a que estas señales tienen una componente continua importante, especialmente en el caso en que fueran los bits transmitidos todos “unos” o todos “ceros”.

 En los canales telefónicos analógicos, la transmisión está afectada por perturbaciones tales como el ruido en todas sus formas y la distorsión. Su efecto sobre la transmisión vocal es imperceptible, pero sobre la transmisión de datos es importante, pues aumenta significativamente la tasa de error.

CLASIFICACIÓN DE LOS MODEM

Los modem se pueden clasificar en sincrónicos o asincrónicos, según que necesiten mantener el sincronismo durante toda la transmisión o sólo durante breves instantes en los cuales se retransmite un carácter.

Los modem de velocidades superiores a 2400 bps, son generalmente sincrónicos dado que no resulta eficiente transmitir a alta velocidad utilizando un procedimiento de bajo rendimiento como es el asincrónico.

MODEM DE BANDA ANCHA

Son aquellos que pueden alcanzar velocidades iguales o superiores a 19.200 bps.

MODEM DE RANGO VOCAL

Son aquellos que transmiten en el rango de las frecuencias vocales de las líneas telefónicas.

Son los más comunes y cubren velocidades de 300 bps a 9.000 bps.

MODEM DE BANDA DASE

Son aquellos que utilizan la transmisión digital codificada y son aptos para distancias cortas en líneas especiales.

En estos casos, la denominación de modem es más simbólica que real, pues este tipo de equipo, no realiza una de las funciones principales de todo modem como es la de modulación y demodulación.

En estos casos, los equipos realizan la función de codificación y pueden realizar las otras funciones complementarias o auxiliares.

Su uso está limitado al empleo de líneas de transmisión compuestas de cables constituidos por pares físicos de cobre o similares sin carga, pudiendo éstos ser de 2 ó 4 hilos.

Las transmisiones por este medio siempre se realizan en modo sincrónico.

Su utilización reviste importancia en los siguientes casos:

 Instalaciones en radios urbanos y en cortas distancias.

 Necesidad de trabajar a velocidades altas (más de 9.600 bps).

 Fácil instalación, puesta a punto y mantenimiento.

 Necesidad de disminuir las inversiones (bajo costo).

EQUIPOS EXITADORES DE LÍNEA (DRIVER)

Los equipos excitadores de línea (también conocidos como “supresores de modem”), si bien no reciben la denominación de modem banda base, facilitan las transmisiones en banda base a distancias cortas.

Su instalación permite precisamente, eliminar los modem banda base en ambos extremos de la línea, con el consiguiente ahorro de costos.

MODEM DE DATOS CON CANAL AUXILIAR

Algunos modem de datos, que se conocen con el nombre de “Modem con Canal Auxiliar”, consisten en equipos que aprovechando el ancho de banda disponible de un canal telefónico (3.000 Hz), dividen a éste, en un canal principal y uno o dos canales auxiliares.

El objetivo de los mismos es lograr un mejor aprovechamiento del ancho de banda, que a menudo es mayor a las necesidades del usuario.

El resultado de este tipo de modem es una transmisión dúplex asimétrica, muy aceptable para ciertas aplicaciones.

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS Y OPERATIVAS QUE SE DEBEN CONSIDERAR PARA LA ELECCIÓN DE UN MODEM

o Velocidad de modulación.

o Velocidad de transmisión.

o Número de bits por Baudio.

o Modo de transmisión.

o Tipo de explotación.

o Tipo de línea a utilizar.

o Calidad de la línea a utilizar.

o Interface a utilizar con el ETD.

o Origen de la señal de sincronismo.

o Base de tiempo interna y externa.

o Sensibilidad de recepción.

o Consumo de potencia.

o Tipo de modulación.

o Tensión y frecuencia de alimentación.

o Sistema de portadora.

o Tipo de ecualización.

o Requerimientos del canal.

o Banda pasante.

o Distorsión.

o Relación señal/ruido.

o Supresión de eco.

o Codificación de las señales.

o Llamada automática.

o Contestación automática.

o Posibilidades de trabajo multipunto.

MULTIPLEXACION

MULTIPLEXAR

Técnica que permite que por un único canal físico de comunicaciones, puedan cursarse varias comunicaciones simultaneas, sin que éstas se interfieran entre sí.

MULTIPLEXOR

Dispositivo que reparte, según una ley fija en el tiempo, un único canal de capacidad C, entre n subcanales de entrada cuya suma de velocidades no puede superar el valor C.

n

C   Ci

i = 1

OBJETO Y FUNCIONES DE LOS MULTIPLEXORES

El objeto de multiplexar, consiste fundamentalmente en utilizar un circuito telefónico de alta velocidad, para transportar varias comunicaciones simultaneas de velocidad menor, con el objeto de reducir el costo de alquiler de línea.

o Multiplexar

o Demultiplexar

USO DE LAS TÉCNICAS DE MULTIPLEXACIÓN

 Utilización plena de los canales de frecuencia de voz (3.000 Hz) que son los más comunes.

 La demanda de circuitos, que requieren tanto canales de baja velocidad como también de alta velocidad.

 Las bifurcaciones normales, que muchas veces se necesitan en la configuración de cualquier red.

 La necesidad que existe, de enviar muchas veces, varios mensajes simultáneos entre dos puntos.

 Los descuentos que a menudo otorgan las empresas de servicios telefónicos en el servicio interurbano, por uso de circuitos de mayor capacidad (ahorro de costos).

MULTIPLEXADO POR DIVISIÓN DE FRECUENCIA (FDM)

 En ciertas configuraciones de teleproceso, cuando se necesitan un número limitado de canales de baja velocidad, la simplicidad de los sistemas “FDM”, puede dar un precio menor por canal, comparado con otras tecnologías.

 No es necesario que todos los subcanales terminen en el mismo punto físico. El multiplexor de tecnología “FDM”, cuando se conecta en redes de punto de caída múltiples permite dejar cada subcanal, en cada estación de operación y se continúa con las frecuencias restantes, hasta las estaciones más remotas.

 El sistema “FDM”, no reduce el número de puertas de entrada al computador. Se necesitan tantas, como terminales se quieran conectar.

 La capacidad de utilización del canal de frecuencia de voz es pequeña: 1.800 bps. El rendimiento que se puede obtener utilizando esta técnica es de aproximadamente 1 bps cada 1,5 Hz. De ahí que el ancho de banda necesario para cada canal depende de la velocidad que se quiere obtener.

MULTIPLEXORES POR DIVISIÓN DE TIEMPO (TDM)

Divide el tiempo de transmisión de una secuencia de datos y se le asigna un segmento de dicho tiempo a cada subcanal.

 Los multiplexores TDM tienen mayor eficacia que los FDM, en especial, sobre canales telefónicos y para un gran número de terminales.

 Aceptan velocidades de 50 a 19.100 bps en modo asincrónico y 1.200 a 56.000 bps en modo sincrónico.

 Permite mezclar terminales de distintas velocidades y de diferentes modelos.

 Son transparentes para los ETD.

 Son menos aptas en redes de larga distancia, donde cada terminal está ubicada en un lugar geográfico distinto.

COMPARACIÓN DE LAS CARACTERÍSTICAS ENTRE LOS SISTEMAS FDM Y TDM SISTEMA FDM	SISTEMA TDM
Sobre canales telefónicos de 3 Khz de ancho de banda.
Puede alcanzar hasta una velocidad total de 1.800 bps.	Puede alcanzar hasta una velocidad total de 9.000 bps.
Es eficiente cuando multiplexa a velocidades de modulación.
Más simples y menos costosos hasta 12 terminales.	Más complejos tecnológicamente y más caros, en particular con menos de 12 terminales.
La calidad del servicio depende del estado del canal.	La calidad es uniforme en todos los canales pues usan todo el ancho de banda disponible.
Las fallas afectan a uno o varios canales, pero no a todo el equipo.	Las fallas afectan a todos los canales, dado que todos ellos están interrelacionados.
No necesita equipos modem ya que están incorporados en las funciones del multiplexor.	Necesita equipos modem que trabajen a altas velocidades de transmisión.
Ideal para interconectar terminales ubicados en varias ciudades.	Es muy eficiente cuando todos los equipos terminales están en una única ciudad.
Existe total compatibilidad entre distintos fabricantes.	No existe compatibilidad por no ser estándar la sincronización.
Sólo terminales asincrónicas.	Acepta terminales sincrónicas y asincrónicas.
Poseen muy pocas facilidades para el autodiagnóstico y la detección de fallas.	Tiene facilidad para la detección de fallas y permite el autodiagnóstico.
No puede utilizar todo el ancho de banda del canal, debido a la necesidad de establecer las bandas de seguridad.	Usa todo el ancho de banda del canal telefónico.