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LA INTERFAZ DE COMUNICACIÓN DE DATOS Tema V REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE VICE-RECTORADO.

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1 LA INTERFAZ DE COMUNICACIÓN DE DATOS Tema V REPÚBLICA BOLIVARIANA DE VENEZUELA UNIVERSIDAD NACIONAL EXPERIMENTAL POLITÉCNICA ANTONIO JOSÉ DE SUCRE VICE-RECTORADO PUERTO ORDAZ Departamento de Ingeniería Electrónica

2 Uso de los Modems en la Transmisión de Datos

3 OBJETIVO Brindar al participante un conjunto de aspectos básicos sobre los módems, clasificación, estándares que usan, comandos que utilizan, estrategias de diagnósticos, etc.

4 TIPOS DE LÍNEAS EN LA RED TELEFÓNICA TIPOS DE LÍNEAS DE RED TELEFÓNICA Líneas conmutadas Líneas conmutadas Líneas arrendadas (dedicadas, privada) Líneas arrendadas (dedicadas, privada) TipoVentajasDesventajas Conmutada Flexibilidad.Flexibilidad. Económicas para bajos volúmenes de información.Económicas para bajos volúmenes de información. Requiere establecimiento de la llamada.Requiere establecimiento de la llamada. Baja calidad.Baja calidad. Posibilidad de bloqueo por congestión de la red.Posibilidad de bloqueo por congestión de la red. Arrendada Ideal para altos volúmenes de Información.Ideal para altos volúmenes de Información. Mejor calidad de Tx. Mejor calidad de Tx. Sin bloqueos por congestión.Sin bloqueos por congestión. No requiere establecimiento de llamada.No requiere establecimiento de llamada. Costosa para bajos volúmenes.Costosa para bajos volúmenes. Falta de flexibilidad (comunica sólo con otra computadora fija).Falta de flexibilidad (comunica sólo con otra computadora fija).

5 SIGNIFICADO: MOdulador DEModulador Función: Permitir la transmisión de señales digitales a través de medios analógicos. MODEMS RPT DTE MODEM DTE CIRCUITO INTERFASE RED TELEFÓNICA CIRCUITO INTERFASE

6 Modular y demodular la señal portadora de información. Modular y demodular la señal portadora de información. Establecer la comunicación con una computadora remota. Establecer la comunicación con una computadora remota. Establecer comunicación con el MODEM remoto para negociar la comunicación. Establecer comunicación con el MODEM remoto para negociar la comunicación. Recuperar la señal reloj para recepción de señales sincrónicas. Recuperar la señal reloj para recepción de señales sincrónicas. Los MODEMs avanzados incluyen técnicas de compresión y control de errores. Los MODEMs avanzados incluyen técnicas de compresión y control de errores. PRINCIPALES FUNCIONES DEL MODEM

7 TIPOS DE MODEMS Modems Internos: ubicados dentro del PC. Se ubican en una ranura libre del PC. Modems Externos: ubicados en un gabinete individual fuera del PC.

8 Datos Tx Datos Rx Señales de Control MODEMDTE LíneaTelefónica INTERFAZ ETD - ETCD

9 ¿Como indicar el número destino si No hay hilos para indicar número a discar? Se definen estados y lo que viaja por TxD y RxD tiene diferente significado según el estado del MODEM MODEMs Inteligentes: se configuran según los requerimientos del momento en que se está utilizando. El usuario se desprende del engorroso procedimiento de configuración y re-configuración o diagnóstico. Solución: Existen varias características en esta interfaz que pueden ser resumidas como: INTERFAZ DTE - DCE

10 Estado On-line Estado Comando Off-lineOn-line Estado Comando. En este caso ocurre que: El modem interpreta como comandos lo que el DTE El modem interpreta como comandos lo que el DTE transmite por TxD. transmite por TxD. El modem emite respuestas por RxD. El modem emite respuestas por RxD. En este caso TxD y RxD no transportan datos En este caso TxD y RxD no transportan datos ESTADOS DE UN MODEM INTELIGENTE

11 Estado Comando Off- line: El MODEM interpreta comandos y emite respuestas (por TxD y RxD) sin tener establecida conexión alguna. Estado comando On-Line: El MODEM interpreta comandos y emite respuestas (por TxD y RxD) sin abandonar una conexión establecida. Estado On-Line: Hay una conexión establecida y TxD y RxD transportan datos. ESTADOS DE UN MODEM INTELIGENTE

12 Encendido Corrida del S/W de comunicación Estado comando Off-Line llamada respuesta conmutación voz a datos lazo de verificación Estado On - Line comunicación establecida Pérdida Portadora Pérdida port. Reset = Z Colgado = H Comando On Line = O Estado comando On - Line ESC +++ colgado Abortar MODEMS INTELIGENTES Y COMANDOS AT

13 Los comandos pueden ser enviados al Modem desde el teclado del terminal o por el S/W de comunicación. Los comandos pueden ser enviados al Modem desde el teclado del terminal o por el S/W de comunicación. AT precede a cualquier comando excepto a los comandos: A/ y ESC (AT es usado para comprobar velocidad y formato de caracteres). AT precede a cualquier comando excepto a los comandos: A/ y ESC (AT es usado para comprobar velocidad y formato de caracteres). Sintaxis de la línea comando: Sintaxis de la línea comando: AT comando1 comando AT comando1 comando Se usa el Prefijo AT, denominado código ATENCIÓN Se usa el Prefijo AT, denominado código ATENCIÓN Tras la ejecución de un comando válido, el Modem emite Tras la ejecución de un comando válido, el Modem emite respuestas tales como: respuestas tales como:OKCONNECT BUSY, etc. COMANDOS AT

14 Comandos No precedidos por AT Precedidos por AT silencio+++silencio (regresa a modo comando) A/ ESC Discado Registros Estándares COMANDOS AT (BÁSICOS)

15 Comandos Básicos : AT comandos originales: Operaciones básicas, discado, registros, reset, control del speaker, etc. registros, reset, control del speaker, etc. Comandos Extendidos : AT& Opciones de control de flujo, control de errores y compresión, operaciones de diagnóstico, etc. Comandos Extendidos : AT* Funciones de seguridad, acciones ante cambios de calidad de la señal, configuración remota, etc. COMANDOS AT, CATEGORÍAS:

16 Servicios de Voz del Modem :AT+V Métodos de compresión de la voz, volumen de la voz, etc. voz, etc. Comandos para FAX : AT+F COMANDOS AT, CATEGORÍAS:

17 Los comandos emitidos por el DTE son almacenados en un buffer (con capacidad de 40 caracteres) que conserva la última línea de comandos que puede ser re-ejecutada con A/ y editada con Backspace. Ejemplo de un comando AT: ATDT9W Indica: Discar con tonos el 9, esperar un tono durante un tiempo gobernado por el contenido del registro S6 y al llegar el tono discar el COMANDOS AT (BÁSICOS)

18 DIAGRAMA EN BLOQUE DE MODEM ASINCRÓNICO Modulador FPB Amplificador de salida Interfaz línea FPB Limitador Discrimi nador Amplificador de entrada D Buffers TxD RTS CTS RxD DCD Oscilador local Detector nivel Línea Telf.

19 DIAGRAMA EN BLOQUES DE UN MODEM ASINCRÓNICO Filtro pasabanda: eliminar las componentes de frecuencias indeseables.Filtro pasabanda: eliminar las componentes de frecuencias indeseables. Discriminador: efectúa la demodulación FSK.Discriminador: efectúa la demodulación FSK. Limitador: Eliminar variaciones espurias en las amplitudes.Limitador: Eliminar variaciones espurias en las amplitudes. Detector de nivel: Señalizar la detección de nivel de portadora.Detector de nivel: Señalizar la detección de nivel de portadora. Interfaz de línea: transformador para adaptación de impedancias y/o híbrida para separación de señalesInterfaz de línea: transformador para adaptación de impedancias y/o híbrida para separación de señales

20 Estándares de MODEMs MODEMs para transmisión de Datos por la red telefónica estandarizados a través de las Recomendaciones de la serie V del CCITT (UIT), V.21, V.23, V.26, V.29, V.32, V.34, etc.MODEMs para transmisión de Datos por la red telefónica estandarizados a través de las Recomendaciones de la serie V del CCITT (UIT), V.21, V.23, V.26, V.29, V.32, V.34, etc. MODEMS estandarizados por los laboratorios Bell (E.U.)MODEMS estandarizados por los laboratorios Bell (E.U.)

21 RECOMENDACIÓN V.21 Modem asincrónicoModem asincrónico Modem FSK full dúplexModem FSK full dúplex Los canales están separados en frecuencias (MDF) 300 bps.Los canales están separados en frecuencias (MDF) 300 bps. El sistema opera en líneas telefónicas conmutadas.El sistema opera en líneas telefónicas conmutadas. Portadora f1f0 Portadora f1f0 Canal Hz Canal Hz Txorigen Txresp.

22 codificador modulador F PB amplif. salida interfaz línea F PB limitador discrimi nador- decodif amplificador entrada D buffers TxD RTS CTS RxD DCD osc. local detector nivel línea Tlf. ecualiz. aleatoriz. Circ. sincronismo des- aleatoriz. circuito recuperación de reloj RxC TxC (ETCD) DIAGRAMA MODEM SINCRÓNICO

23 ALEATORIZADOR - DESALEATORIZADOR Funciones: Funciones: Eliminar secuencias periódicas que pudieran generar líneas espectrales y secuencias que dificulten la recuperación de reloj.Eliminar secuencias periódicas que pudieran generar líneas espectrales y secuencias que dificulten la recuperación de reloj. Son dispositivos autosincronizables.Son dispositivos autosincronizables. Caracterizan su configuración a través de un polinomio en el que x -1 ==> 1 demora de T unidades de tiempo.Caracterizan su configuración a través de un polinomio en el que x -1 ==> 1 demora de T unidades de tiempo.

24 aleatorizador P(x) = 1 + x x anan b n - 6 b n - 7 bnbn b n = a n + b n b n - 7 c n = b n +b n - 6 +b n - 7 = (a n +b n - 6 +b n - 7 ) + b n b n - 7 c n = a n + sumador modulo 2 Tx ++ bnbn b n - 6 b n - 7 cncn desaleatorizador Rx ALEATORIZADOR - DESALEATORIZADOR

25 LA NORMA V.26 MODEM sincrónico.MODEM sincrónico. Operación full duplex en circuitos a 4 hilos arrendados.Operación full duplex en circuitos a 4 hilos arrendados bps, 1200 Bd.2400 bps, 1200 Bd. Modulación DPSK 4 con portadora en 1800Hz.Modulación DPSK 4 con portadora en 1800Hz Alternativa A Alternativa B La alternativa A requiere de aleatorizador para evitar secuencias seguidas de 0

26 LA NORMA V. 26bis Define versión de V.26 a 2H para el uso en la red telefónica conmutada.Define versión de V.26 a 2H para el uso en la red telefónica conmutada. Igual constelación de modulación que V.26Igual constelación de modulación que V.26 Permite adicionalmente una velocidad auxiliar de 1200 bps con la siguiente constelación de modulación:Permite adicionalmente una velocidad auxiliar de 1200 bps con la siguiente constelación de modulación: 0 1

27 LA NORMA V. 29 Portadora a 1700 Hz modulando símbolos de 4 bits.Portadora a 1700 Hz modulando símbolos de 4 bits Baudios, 9600 bps, full dúplex sobre 4H arrendados.2400 Baudios, 9600 bps, full dúplex sobre 4H arrendados. Modulación multifásica - multinivelModulación multifásica - multinivel Q 2 Q 3 Q 4 Cambio Fase Fase Q 1 Amp. relativa

28 V. 29 Diagrama de Constelación Uso obligatorio de aleatorizador. - Ecualizador adaptativo - Multiplexor optativo

29 LA NORMA V. 32 Modem a 2H para líneas conmutadas operando a 4800 o 9600 bps.Modem a 2H para líneas conmutadas operando a 4800 o 9600 bps Bd.2400 Bd. Operación full duplex usando técnicas digitales de cancelación de eco.Operación full duplex usando técnicas digitales de cancelación de eco. Portadora en 1800 Hz y modulación TCM.Portadora en 1800 Hz y modulación TCM. Aleatorizadores y ecualización adaptativaAleatorizadores y ecualización adaptativa

30 TCMConversorserie-paralelo ModuladorQAM SeñalmoduladaTCM 4 bits Codificador no lineal bits de inf. V. 32 Q4Q4Q4Q4 Q3Q3Q3Q3 Q2Q2Q2Q2 Q1Q1Q1Q1 MODULADOR V. 32

31 LA NORMA V. 32 bis Mejoras sobre V.32, 2H, línea conmutada en operación full duplex con cancelación de eco.Mejoras sobre V.32, 2H, línea conmutada en operación full duplex con cancelación de eco Bd.2400 Bd. Alcanza velocidades de: 14400, 12000, 9600, 7200 bps con TCM y 4800 bps sin TCM.Alcanza velocidades de: 14400, 12000, 9600, 7200 bps con TCM y 4800 bps sin TCM. Conversorserieparalelo codificador ModuladorQAM Q1Q1Q1Q1 Q6Q6Q6Q6 Q5Q5Q5Q5 Q4Q4Q4Q4 Q3Q3Q3Q3 Q2Q2Q2Q2 datos TCM

32 LA NORMA V. 33 Operación a 4H líneas arrendadas operando a bps con velocidad adicional (fall back) de bps.Operación a 4H líneas arrendadas operando a bps con velocidad adicional (fall back) de bps Bd.2400 Bd. TCMTCM Esquema de modulación semejante a V.32bis.Esquema de modulación semejante a V.32bis. Emplea aleatorizadores y ecualización adaptativa.Emplea aleatorizadores y ecualización adaptativa. Inclusión opcional de multiplexor.Inclusión opcional de multiplexor.

33 LA NORMA V. 34 Velocidades de modulación de 2400, 3000 y 3200 Bd obligatorias y otras opcionales.Velocidades de modulación de 2400, 3000 y 3200 Bd obligatorias y otras opcionales. Velocidades > de 3000 Bd sólo soportadas por circuitos de muy buena calidad en la banda de voz en la que las frecuencias hasta 3400 Hz son muy poco atenuadas.Velocidades > de 3000 Bd sólo soportadas por circuitos de muy buena calidad en la banda de voz en la que las frecuencias hasta 3400 Hz son muy poco atenuadas.

34 LA NORMA V. 34 Operación full duplex por 2H conmutados o 2H/4H arrendados.Operación full duplex por 2H conmutados o 2H/4H arrendados. Cancelación de eco.Cancelación de eco. TCM.TCM. Velocidades desde 2400 bps hasta bpsVelocidades desde 2400 bps hasta bps Permite transmisiones asimétricas (diferentes velocidades en transmisión y recepción).Permite transmisiones asimétricas (diferentes velocidades en transmisión y recepción).

35 Red Modem V.54 norma el conjunto de operaciones de diagnóstico de un modem y las negociaciones entre dos módems para la colaboración en la ejecución de una operación. Lazo Local AnalógicoLazo Local Analógico Lazo Local Analógico con auto-testLazo Local Analógico con auto-test Lazo Digital RemotoLazo Digital Remoto Lazo Digital Remoto con Auto-testLazo Digital Remoto con Auto-test Lazo Local digitalLazo Local digital MODO DIAGNÓSTICO

36 Transmisor Receptor ETD Línea Telefónica Modem Sxanalógica Comprueba integridad de la computadora y del ModemComprueba integridad de la computadora y del Modem No hay transmisión al modem remotoNo hay transmisión al modem remoto En la pantalla de la PC debe aparecer lo mismo que seEn la pantalla de la PC debe aparecer lo mismo que se transmite (eco) transmite (eco) Se parte del estado comando off-lineSe parte del estado comando off-lineAT&T1 LAZO LOCAL ANALÓGICO

37 Generador de mensajes Contador de errores Transmisor Receptor lazo analógico Línea TxD RxD ETD Comprueba integridad del modemComprueba integridad del modem El propio modem genera el patrón de pruebaEl propio modem genera el patrón de prueba Se parte del estado comando off-lineSe parte del estado comando off-lineAT&T8 Al concluir la prueba con AT&T0 el modem informa del número de erroresAl concluir la prueba con AT&T0 el modem informa del número de errores LAZO LOCAL ANALÓGICO CON AUTO-TEST

38 Modem Local Modem remoto RxD TxD Comprueba ETD local, modem local y remoto, y circuito Comprueba ETD local, modem local y remoto, y circuito telefónico. telefónico. Desde modem local se comprueban errores del mensaje Desde modem local se comprueban errores del mensaje transmitido. transmitido. Transmisor Receptor Receptor Transmisor circuitotelefónico RxD TxD lazodigital Partiendo del estado Comando On-Line AT&T6 (en el modem local). Partiendo del estado Comando On-Line AT&T6 (en el modem local). LAZO REMOTO DIGITAL

39 Igual a Lazo Remoto Digital pero con mensaje auto-generado por Modem Local. Igual a Lazo Remoto Digital pero con mensaje auto-generado por Modem Local. AT&T7 AT&T7 Modem Local Modem remoto Transmisor Receptor Receptor Transmisor circuitotelefónico RxD TxD lazodigital Generadordemensaje Contadorerrores TxD RxD LAZO REMOTO DIGITAL CON AUTO CHEQUEO

40 Modem Local Modem remoto TxD Transmisor Receptor Receptor Transmisor circuitotelefónico RxD TxD RxD Permite prueba de módems, línea y ETD remotoPermite prueba de módems, línea y ETD remoto Util cuando el modem remoto no es capaz de solicitarUtil cuando el modem remoto no es capaz de solicitar lazo remoto digital lazo remoto digital Partiendo del estado Comando On-LinePartiendo del estado Comando On-Line AT&T3 AT&T3 LAZO LOCAL DIGITAL

41 Errores de Transmisión Lazo Remoto Digital OK Falla en ETD distante Error Lazo Remoto Digital con auto-chequeo OK Falla en ETD local Error Lazo Analógico Local con Auto-Chequeo Falla en Modem LocalError OK Lazo Local Analógico en Estación remota OK Falla en Modem Remoto Remoto Falla en Línea Telefónica Error LOCALIZACIÓN DE FALLAS

42 Ante fallas es conveniente emplear recursos para localizarla.Ante fallas es conveniente emplear recursos para localizarla. Conjunto de lazos de diagnósticos que el modem puede ejecutar y que ponen a prueba diferentes partes del circuito de comunicación, incluyendo a las computadoras de los extremos.Conjunto de lazos de diagnósticos que el modem puede ejecutar y que ponen a prueba diferentes partes del circuito de comunicación, incluyendo a las computadoras de los extremos. Es necesario revisar las especificaciones del modem y comprobar el repertorio de comandos AT que soporta. Es necesario revisar las especificaciones del modem y comprobar el repertorio de comandos AT que soporta. RESUMEN DE OPERACIONES DE DIAGNÓSTICO

43 Además de técnicas de modulación que admiten altas velocidades se puede incrementar ésta: Disminuyendo los errores en la transmisión mediante técnicas de corrección de erroresDisminuyendo los errores en la transmisión mediante técnicas de corrección de errores Aplicando técnicas de compresión Aplicando técnicas de compresión modemmodem red enlace virtualmente libre de errores datos datos datoscompactados ACCIONES PARA INCREMENTAR LA VELOCIDAD DE TRANSFERENCIA

44 Necesario el establecimiento de estándares para la comunicación entre diferentes productos. Microcom Networks Protocols de Microcom Inc. MNP Protocolos que normaliza el intercambio de información estructurado por capas entre 2 Modems : MNP1, MNP2,..... MNP5.... emplea técnicas de compactación CCITT: Estándar V.42 y V.42bis CORRECCIÓN DE ERRORES Y COMPRESIÓN

45 MNP5 (compresión) emplea MNP4 para control de errores.MNP5 (compresión) emplea MNP4 para control de errores. V42bis (compresión) emplea V.42 para control de errores.V42bis (compresión) emplea V.42 para control de errores. V.42bis es superior en eficiencia que MNP5V.42bis es superior en eficiencia que MNP5 La compresión de datos requiere un enlace libre de errores, datos erróneos arruinan proceso de descompresiónLa compresión de datos requiere un enlace libre de errores, datos erróneos arruinan proceso de descompresión ESTÁNDARES CON COMPRESIÓN

46 Atención: Aplicar MNP5 para transferencia de información YA compactada sólo introduce demoras innecesarias Si emplea técnicas de control de errores en el modem, debe seleccionar un protocolo de transferencia de archivos sin control de errores como Ymodem-G y Zmodem-G ESTÁNDARES CON COMPRESIÓN

47 Soportar multiestándares : V.32, V.32bis, V.33, V.34, V.34bis, etc.Soportar multiestándares : V.32, V.32bis, V.33, V.34, V.34bis, etc. Operar en todos los ambientes: Windows 95, DOS, MAC, UNIX, etc.Operar en todos los ambientes: Windows 95, DOS, MAC, UNIX, etc. Soportar técnicas de control de errores y de compactaciónSoportar técnicas de control de errores y de compactación FACILIDADES TÍPICAS DE UN MODEM MODERNO

48 FACILIDADES TÍPICAS DE UN MODEM MODERNO (Cont.) Altas velocidades en la interfaz DTE- DCE: Ej. 460,8 KbpsAltas velocidades en la interfaz DTE- DCE: Ej. 460,8 Kbps Amplio repertorio de comandos AT, incluyendo los extendidosAmplio repertorio de comandos AT, incluyendo los extendidos Soportar V.25bis: Transferencia sincrónica entre PC y ModemSoportar V.25bis: Transferencia sincrónica entre PC y Modem Operar a 2 hilos conmutados y 2 /4 hilos arrendadosOperar a 2 hilos conmutados y 2 /4 hilos arrendados

49 Caída automática de velocidad para intercambiar con módems más lentos.Caída automática de velocidad para intercambiar con módems más lentos. Detección automática de fax, voz y datos. Puede usarse el mismo teléfono para los 3 servicios (con algunas centrales telefónicas).Detección automática de fax, voz y datos. Puede usarse el mismo teléfono para los 3 servicios (con algunas centrales telefónicas). Funciones de seguridad: protección de acceso con password, implementación de call-back.Funciones de seguridad: protección de acceso con password, implementación de call-back. Pueden ser configurados remotamente.Pueden ser configurados remotamente. Flash EPROM que permite actualización del firmware incluso por FTP.Flash EPROM que permite actualización del firmware incluso por FTP. FACILIDADES TÍPICAS DE UN MODEM MODERNO (Cont.)

50 GRACIAS ! Fin del Tema 5


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