Transmisión de Datos y Sistemas de Conmutación

Transmisión de Datos

Transmisión de Datos Debe: - Comunicar emisor y receptor (técnicas de conmutación), - Transformar los datos adaptándose al medio y tipo de transmisión (modulación, codificación), - Poder transmitir muchas señales por un único canal (multiplexación)

Sistemas de Conmutación

Es el proceso de establecimiento de una conexión entre dos usuarios de la red, ya sea digital o analógica, para hacerla llegar del emisor al receptor.

Técnicas de Conmutación

- Conmutación de Circuitos: Es la más antigua, trata de establecer un camino físico entre dos terminales que se comunican a través de circuitos conectados a los nodos de la red, estableciendo conexiones consecutivas entre sucesivos nodos entre el emisor y el receptor.

- Conmutación de Mensajes: No es utilizada actualmente para emails, se basa en el almacenaje y retransmisión de mensajes por centrales empleando ordenadores grandes para almacenar y enviar mensajes. Es un sistema abierto, con memorias infinitas.

- Conmutación de Paquetes: Se basa en la división de mensajes en pequeños trozos llamados paquetes que son los que transmiten nodo a nodo en un único bloque, de cualquier tamaño, con bits de origen y bits de control. Tiene comunicación en tiempo real. Hay dos formas de encaminar: - Datagrama (sin conexión): las tramas se envían sin conexión previa, en una única ruta durante toda la comunicación. Al estar dividido el mensaje en el primer nodo, la trama puede llegar desordenada y tendrá que organizar los paquetes para ver el original. Emplea protocolos IP y TCP. - Por circuito virtual: se basa en el envío de una primera trama al destino (establecimiento de llamada) que identifica en cada nodo y estos identifican el resto de paquetes del mensaje y los envían secuencial y automáticamente por el mismo camino. Ventaja: se entregan ordenados y deja el camino para otros usuarios. - Conmutación rápida de paquetes: alta velocidad de retransmisión confinando fibra óptica y nodos de mayor potencia y rapidez, al rechazar los paquetes erróneos. Integrando en un circuito digital varios tipos de información (voz, datos, video), son más rápidos que los convencionales al rechazar directamente los paquetes erróneos. Hay dos tipos: paquetes Frame Relay (retransmisión de trama) o ATM (asynchronous transfer mode) modo de transferencia asíncrona.

Modulación

Se busca conseguir que la señal modulada se adapte a las características de transmisión. En este proceso hay 3 tipos de señales: - Mensaje que se desea enviar es la señal moduladora, la señal portadora es la onda que tiene la forma que mejor vale para la transmisión, la señal modulada es el resultado de adaptar la señal moduladora a la señal portadora, después se procesa para obtener el mensaje original.

Modulación Analógica

Señal portadora es una onda sinusoidal y la señal moduladora es analógica.

Modulación Digital

Señal portadora es una onda sinusoidal y la señal moduladora es digital.

Velocidad de Modulación

Es la velocidad a la que funciona un modulador o demodulador, se mide en baudios y se obtiene dividiendo la velocidad de transmisión serie en el número de bits para la señal modulada (símbolo), usando dos niveles coincidiendo la señal de modulación y la velocidad de transmisión (dos símbolos = 1 bit, dos estados, y modulador a 4 niveles cada símbolo = 2 bits).

Modulaciones Analógicas Lineales

Señales en las que el espectro de frecuencias de la señal modulada está relacionado con la moduladora, con modulación de doble banda (BSB) y modulación de banda lateral (SSB), modulación amplitud con portadora AM o convencional, con forma de portadora con variaciones proporcionales a la moduladora.

Modulaciones Analógicas Angulares

(o exponenciales), el espectro modulado no está relacionado con la señal moduladora. Mejorando señal/ruido sin aumentar la potencia. PM = modulación de fase, cambia el sentido de la fase modulada en función de la variación de amplitud de la señal moduladora. FM = modulación frecuencia, la señal modulada es proporcional a la amplitud de la señal moduladora, eliminando los ruidos de transmisión (ruido banda ancha).

Modulaciones Digitales

Señal portadora es una onda sinusoidal y la señal moduladora es digital. ASK (Amplitude shift keying) = señal que se varía al variar la señal portadora en función de la señal moduladora digital 1 a 0. FSK (Frequency shift keying) = variación de frecuencia portadora, modulación de frecuencia. PSK (Phase shift keying) = produce un desplazamiento de la fase portadora.

Multiplexación

Es un proceso reversible que une las señales de distintas fuentes en una sola y en un único canal, que equivale a un canal común dividido entre canales independientes en el mismo sentido, de forma lógica no física. Por ejemplo, una central telefónica multiplexa llamadas a la vez. Multiplexor (MUX) recoge señales de varios emisores y el Demultiplexor (DEMUX) se encarga de entregar a los receptores la señal a cada uno de ellos que viajan multiplexadas por el mismo canal.

Tipos de Multiplexación

Tanto en digital como analógico: - Por División de Frecuencia (FDM): enviar varias señales simultáneamente y cada una de ellas con una frecuencia, mediante la modulación previa variando las señales originales generalmente con señales analógicas moduladas en FM. Una variante de FDM es la WDM, o multiplexación por división de onda, que emplea señales luminosas por el interior de un cable de fibra óptica. - Por División en el Tiempo (TDM): usada en transistores digitales, consiste en asignar un tiempo de transmisión a cada señal emitida intercalando los emisores entre sí. El multiplexor trocea las señales y mete una señal de sincronismo separando tramas de las señales multiplexadas. El receptor sincroniza para separar cada señal de las demás. - Por Estadística en el Tiempo (STDM): variante de TDM, asigna más o menos tiempo a cada canal en función del tráfico, optimizando el trabajo al multiplexor que se llama concentrador. Por ejemplo, un 1 emite el triple de bits por segundo que el terminal, el concentrador trabaja dejando pasar 3 bits del primero de cada bit del segundo.

Codificación

Modulación por impulso codificado (PMC o IMC), el más usado en telefonía para convertir señal en digital. A/D partiendo de la señal analógica se hace: - Muestreo: señal analógica, recogida de valores instantáneos de la señal analógica a tiempos iguales. - Cuantificación: intervalos establecidos a los que se asigna un valor discreto a los datos de muestreo. - Codificación: traducción de valores discretos a binario.

Codificación de Datos Digitales

- Transmisión síncrona: protocolos orientados a carácter y a bit. - Asíncrona: código Manchester, que cada periodo de bit se divide en dos partes iguales. Un 0 de la señal original es una primera parte nivel bajo y una segunda parte nivel alto, y de forma inversa, un 1 es una primera parte nivel alto y una segunda parte nivel bajo.

Banda Base

Es un tipo de transmisión digital en el que la señal transmite codificada y sin modular. La distancia máxima es muy limitada, utilizando repetidores. Al transmitir, usa todo el ancho de banda y no permite multiplexación, pero permite el ahorro de aparatos de modulación.

Banda Ancha

Es un tipo de transmisión de señal analógica moduladas y multiplexadas en frecuencia. Cada canal lógico (no físico) transporta información diferenciada: sonido, videos, datos, etc., a distintas velocidades en cada canal. Se utiliza en distancias elevadas, decenas de kms, y se pueden usar amplificadores para aumentar la longitud de redes MAN y WAN. Tiene un ancho de banda de 25 a 360 Hz con frecuencias de transmisión de 5 a 3000 MHz. La información está codificada en su banda base, desplazando una banda de frecuencias permitiendo la multiplexación y aumentando la banda original.