Fundamentos para Transmisión de Datos / Modos . Control de Errores

RESUMEN 1ER CORTE.

1. FUNDAMENTOS PARA LA TRANSMISIÓM

DE DATOS

2. MODOS DE TRANSMISIÓN

3. MÉTODOS DE DETECCIÓN Y

CORRECCIÓN DE ERRORES

4. COMPRESIÓN DE DATOS

5. CIRCUITOS DE CONTROL DE

TRANSMISIÓN

6. DISPOSITIVOS DE CONTROL

1.

FUNDAMENTOS PARA LA TRANSMISIÓM DE DATOS

1.


• Dato: Es cualquier representación con significado. En comunicaciones, un dato se representa en grupos de 8 bits o 1 byte. Un dato puede ser análogo, como voz y video; o digital, como texto.

1.


• Información: es cualquier señal organizada, que describe algo que tiene significado. Es la comunicación entre dos computadoras los cuales transportan algo con significado.

1.


• Ruido: Es energía electromagnética no deseada, que proviene de fuentes distintas al transmisor. El ruido se manifiesta cuando la información transmitida se ve modificada en el receptor. Se tienen dos diferentes fuentes de ruido; externo al sistema, como atmosférico, galáctico y hechos por el hombre. Y el interno al sistema, producido por las fluctuaciones de corriente o voltaje en los circuitos eléctricos.

1.


• Transmisión de Datos : es el movimiento de información utilizando un medio físico como alambres, ondas de radio, fibra óptica, etc. donde los datos están representados por señales eléctricas que pueden ser análogas o digitales y pueden ser transmitidas de manera análoga o digital.

1.


• Señales: se define como la codificación eléctrica o magnética de los datos.

• Una SEÑAL ANALÓGICA es un tipo de señal generada por algún tipo de fenómeno electromagnético y que es representable por una función matemática continua en la que es variable su amplitud y periodo (representando un dato de información) en función del tiempo.

1.


• SEÑALES ANALÓGICAS: El problema principal que presentan estas señales es la atenuación con la distancia lo que provocará que tengamos que intercalar una serie de amplificadores. Sin embargo estos amplificadores tienen un problema añadido y es que además de nuestra señal se amplifica el ruido, por lo que cuanto más largo sea el enlace peor será la calidad de la señal en recepción.

1.


• Señales Analógicas: La transmisión de informaciones clásicamente ha sido por el uso de señales analógicas, y la voz y el sonido son ejemplos de señales analógicas.

1.


• Una señal analógica se caracteriza porque su amplitud o nivel puede admitir un número teóricamente infinito de valores posibles

1.


• Señales Digital: es un tipo de señal generada por algún tipo de fenómeno electromagnético en que cada signo que codifica el contenido de la misma puede ser analizado en término de algunas magnitudes que representan valores discretos, en lugar de valores dentro de un cierto rango.

1.


• Señales Digital: Esto no significa que la señal físicamente sea discreta ya que los campos electromagnéticos suelen ser continuos, sino que en general existe una forma de discretizarla unívocamente.

1.


• Señales Digitales: Con las señales digitales eliminamos el problema de la pérdida de calidad, ya que en lugar de amplificadores se emplean repetidores. Los repetidores no se limitan a aumentar la potencia de la señal, sino que decodifican los datos y los codifican de nuevo regenerando la señal en cada salto; idealmente el enlace podría tener longitud infinita.

1.


• Señales Digitales: Sin embargo, las señales digitales se caracterizan por tener unos niveles de señal bien definidos, y además son pocos, y no hay ningún otro que sea distinto de éstos

1.


• Comunicación de Datos. Es el proceso de comunicar información en forma binaria entre dos o más puntos.

• Emisor: Dispositivo que transmite los datos

• Mensaje: lo conforman los datos a ser transmitidos

• Medio : consiste en el recorrido de los datos desde el origen hasta su destino

• Receptor: dispositivo de destino de los datos

1.


• TELEPROCESO : Se encarga del estudio de tecnologías de punta que facilitan y mejoren la transmisión de información y datos, evitando la movilización o traslados innecesarios de unidades o personas, generando de esta manera una mayor eficiencia en los procesos de comunicación, manejo actualizado de información y de toma de decisiones viene a convertirse en el objetivo fundamental del modulo de teleprocesos.

Procesamiento de datos

Transmisión de señales digitales

Recolección de datos

• Es la unidad mínima de

información

Bit

• Esta formado por un conjunto de 8 bits.

Byte • Es un

conjunto mas largo de bits que va a depender de la maquina que se esta usando

Palabra

Códigos mas comunes en la comunicación de datos

• Llamado también código télex, fue el primer código de caracteres de longitud fija.es un código de caracteres de 5 bits, que se usa principalmente en equipos de teletipo de baja velocidad, con este código solo hay posibles o 32 combinaciones posibles, insuficientes para representar las 26 letras del alfabeto, los 10 dígitos y los diversos signos de puntuación y caracteres de control. En consecuencia este código se usa caracteres de paso a figuras y de paso a letras para aumentar su capacidad a 58 caracteres. Baudot

• Es un conjunto de caracteres de 7 bits y tiene o 128 combinaciones. El bit menos significativo se llama y el más significativo . El no es parte del código ASCII, sino se reserva en general como bit de paridad. En la transmisión en serie el bit menos significativo es el que primero se transmite. Es el código que más se usa hoy en día.

ASCII

• Es uno de los 8 caracteres desarrollado por IBM. Con 8 bits son posibles o 256 combinaciones y esto hace que sea el código mas poderoso de caracteres en este código el bit menos significativo es el y el mas significativo es el , por consiguiente se transmite primero el , este código no facilita el uso de bit de paridad.

EBCDIC

2.

MODOS DE TRANSMISIÓN

Se clasifica según:

La dirección de los intercambios

El número de bits enviados simultáneamente

La sincronización entre el transmisor y el receptor

Conexión Simple

Conexión Semidúplex

Conexión Dúplex Total

Conexión Paralela

Conexión En Serie

Conexión Síncrona

Conexión Asíncrona

2.

MODOS DE TRANSMISIÓN • LA TRANSMISIÓN DE DATOS es el movimiento

de información utilizando un medio físico como alambres, ondas de radio, fibra óptica, etc. donde los datos pueden ser transmitidas de manera análoga o digital.

• LA TRANSMISIÓN ANÁLOGA: sin importar el contenido, la señal se debilita a distancias mayores. Por lo tanto se utilizan amplificadores los cuales aumentan la potencia de transmisión.

• LA TRANSMISIÓN DIGITAL: la distancia es limitada ya que la atenuación es muy grande y puede dañar la integridad de los datos. Para cubrir distancias mayores, se usan repetidores.

2.


• FORMAS:

• TRANSMISIÓN EN SERIE: los bits se transmiten de uno a uno sobre una línea única. Se utiliza para transmitir a larga distancia.

• TRANSMISIÓN EN PARALELO: los bits se transmiten en grupo sobre varias líneas al mismo tiempo. Es utilizada dentro del computador.

2.


TRANSMISION ASINCRONA:

En esta transmisión el emisor decide cuando va a enviar el mensaje por la red, mientras que el receptor no sabe en que momento le puede llegar dicho mensaje, para esto se utiliza un bit de cabecera que va al inicio de cada carácter y uno o dos bits de parada que va al final de ese mismo carácter, esto se hace con la finalidad que tanto el emisor como el receptor puedan sincronizar sus relojes y poder decodificar el mensaje.

2.


TRANSMISION ASINCRONA:

Este tipo de transmisión es utilizada cuando no se necesita mucha velocidad, ya que cada carácter es transmitido de uno en uno y por lo tanto puede ser un poco lento, por otra parte, los equipos que se utilizan son económicos.

EJEMPLO

2.


TRANSMISION SINCRONA:

A diferencia de la transmisión asíncrona, en este tipo de transmisión no se utilizan bits de inicio o parada, aquí para evitar la desincronización lo que se usa son relojes que permite que los bits se envíen a una velocidad constante que es dictada por los pulsos de reloj.

2.


TRANSMISION SINCRONA: Cabe resaltar que en este tipo de transmisión

antes de enviar cualquier dato se debe primero enviar un grupo de caracteres de sincronía para que el receptor sepa que va a recibir un mensaje.

Esta transmisión es utilizada cuando se necesita bastante velocidad, y el hardware que se utiliza suele ser mas costoso que el de la transmisión asíncrona.

EJEMPLOS

2.


(Dirección de Intercambios)

Una conexión simple, es una conexión en la que los datos fluyen en una sola dirección, desde el transmisor hacia el receptor.

Una conexión semidúplex, es una conexión en la que los datos fluyen en una u otra dirección, pero no las dos al mismo tiempo.

Una conexión dúplex total es una conexión en la que los datos fluyen simultáneamente en ambas direcciones.

2.


Conexión paralela

Las conexiones paralelas consisten en transmisiones simultáneas de N cantidad de bits. Estos bits se envían simultáneamente a través de diferentes canales N

Conexión en serie

En una conexión en serie, los datos se transmiten de a un bit por vez a través del canal de transmisión.

El número de bits enviados simultáneamente

2.


• Conexión asíncrona

En la que cada carácter se envía en intervalos de tiempo irregulares.

Cada carácter es precedido por información que indica el inicio de la transmisión del carácter (el inicio de la transmisión de información se denomina bit de INICIO) y finaliza enviando información acerca de la finalización de la transmisión (denominada bit de FINALIZACIÓN, en la que incluso puede haber varios bits de FINALIZACIÓN).

• Conexión síncrona

El transmisor y el receptor están sincronizados con el mismo reloj. El receptor recibe continuamente (incluso hasta cuando no hay transmisión de bits) la información a la misma velocidad que el transmisor la envía. Se inserta información suplementaria para garantizar que no se produzcan errores durante la transmisión.

En el transcurso de la transmisión sincrónica, los bits se envían sucesivamente sin que exista una separación entre cada carácter, por eso es necesario insertar elementos de sincronización; esto se denomina sincronización al nivel de los caracteres.

.

La sincronización entre el transmisor y el receptor

3.

METODOS DE DETECCIÓN Y

CORRECCIÓN DE ERRORES.

La detección y corrección de errores es una importante

práctica para el mantenimiento e integridad de los datos a

través de canales ruidosos y medios de almacenamiento

poco confiables

Se han desarrollado dos estrategias básicas para manejar los

errores:

Códigos de Detección de Errores. Códigos de Corrección de Errores.

3.



3.



CÓDIGOS DETECTORES DE ERRORES: Los métodos más utilizados son: · LOS BASADOS EN LA PARIDAD, TANTO LINEAL COMO EN BLOQUE.

· LOS DE REDUNDANCIA CÍCLICA.

· MÉTODOS BASADOS EN LA PARIDAD:

Un bit de paridad es un bit que se añade a un dato con el fin de protegerlo contra los errores. El tipo de paridad más sencillo es la paridad lineal o de carácter, y consiste en añadir un bit de la derecha de cada carácter a transmitir de modo que el número de bit a uno en el conjunto carácter + bit extra sea par o impar, lo cual se habrá establecido de antemano.

3.



CÓDIGOS DETECTORES DE ERRORES:

· Métodos basados en la REDUNDANCIA CICLICA:

El control de redundancia cíclica es una función diseñada para detectar cambios accidentales en datos de computadora y es comúnmente usada en redes digitales. El nombre "control/comprobación de redundancia cíclica" se debe a que se "controla" (verificación de datos) un código redundante (no agrega nueva información, el código CRC representa el mismo bloque de datos) y el algoritmo está basado en códigos cíclicos

3.



CÓDIGOS CORRECTORES DE ERRORES:

Los sistemas de corrección de errores se basan en la idea de reconstruir la información original a partir de los datos recibidos, que están compuestos por los datos originales más la redundancia. Luego, la recuperación de la información tiene lugar en el equipo receptor.

Hamming.

Se basan en añadir a cada una de las palabras de información

que se van a transmitir un conjunto de bits de redundancia; el

conjunto de bits de información y de bits de redundancia

constituyen una palabra del código Hamming que se esté

utilizando. La particularidad de los códigos Hamming se

encuentra que a partir de los bits de redundancia se pueden

detectar las posiciones de los bits erróneos y corregirlos;

corregir un bit erróneo es invertirlo.

3.


CORRECCIÓN DE ERRORES. CÓDIGOS CORRECTORES DE ERRORES:

CONTROL DE FLUJO

Resulta necesario asegurar que la computadora de destino de la información se encuentra en disposición de recibir los datos. Para esto, existen técnicas que permiten al destinatario de la información controlar al emisor, para que envié ésta en el momento idóneo El control de flujo asegura que una computadora que disponga de dispositivos de transmisión rápidos no inundará con datos a otra que no sea capaz de igualarla en rapidez. El esquema general de esta técnica consiste en enviar a la computadora origen un mensaje donde se le indica la imposibilidad de continuar recibiendo datos durante algún tiempo. La computadora de destino enviará el mensaje en el momento en el que detecte una disminución preocupante de su capacidad de almacenaje de mensajes.

3.



CONTROL DE FLUJO

SISTEMAS SINCRONOS

PARADA Y ESPERA. El nombre de esta técnica corresponde a la obligación de la computadora que emite, de esperar tras la emisión de una trama, hasta enviar la siguiente, o la misma en caso de una recepción errónea. VENTANAS DESLIZANTES permite el envío de tramas mientras se espera la recepción de confirmación El receptor debe confirmar cada trama según vaya llegando correctamente. De esta manera, mientras se envían las confirmaciones, el emisor puede estar mandando más información y, de esta forma se consigue un uso más apropiado de la conexión

3.



CONTROL DE FLUJO

SISTEMAS ASINCRONOS.

Los sistemas asíncronos son aquellos en los que la sincronización de los datos se hace carácter a carácter. Control de flujo por software X−ON/X−OFF.

Se suele utilizar con módem (RS−232). Cuando el terminal no puede recibir más datos envía un carácter X−OFF. Una vez procesados los mensajes, avisa a la computadora origen, enviando el mensaje X−ON. Dadas las características de esta técnica se suele implementar con software.

Control de Flujo por hardware:

Existen determinadas interfaces que disponen señales propias, implementadas físicamente

4.

COMPRESIÓN DE DATOS.

4.

COMPRESIÓN DE DATOS.

CONCEPTO.

Es la reducción del volumen de datos tratables para representar una determinada información empleando una menor cantidad de espacio. Al acto de compresión de datos se denomina compresión, y al contrario descompresión. La compresión es un caso particular de la codificación, cuya característica principal es que el código resultante tiene menor tamaño que el original. La compresión de datos se basa fundamentalmente en buscar repeticiones en series de datos para después almacenar solo el dato junto al número de veces que se repite. Así, por ejemplo, si en un fichero aparece una secuencia como "AAAAAA", ocupando 6 bytes se podría almacenar simplemente "6A" que ocupa solo 2 bytes.

En realidad, el proceso es mucho más complejo, ya que raramente se consigue encontrar patrones de repetición tan exactos (salvo en algunas imágenes)

4.

COMPRESIÓN DE DATOS. Redundancia: Datos que son repetitivos o previsibles Entropía: La información nueva o esencial que se define como la diferencia entre la cantidad total de datos de un mensaje y su redundancia. La información que transmiten los datos puede ser de tres tipos: Redundante: información repetitiva o predecible. Irrelevante: información que no podemos apreciar y cuya eliminación por tanto no afecta al contenido del mensaje. Por ejemplo, si las frecuencias que es capaz de captar el oído humano están entre 16/20 Hz y 16.000/20.000 Hz, serían irrelevantes aquellas frecuencias que estuvieran por debajo o por encima de estos valores. Básica: la relevante. La que no es ni redundante ni irrelevante. La que debe ser transmitida para que se pueda reconstruir la señal. Teniendo en cuenta estos tres tipos de información, se establecen tres tipologías de compresión de la información: Sin pérdidas reales: es decir, transmitiendo toda la entropía del mensaje (toda la información básica e irrelevante, pero eliminando la redundante). Subjetivamente sin pérdidas: es decir, además de eliminar la información redundante se elimina también la irrelevante. Subjetivamente con pérdidas: se elimina cierta cantidad de información básica, por lo que el mensaje se reconstruirá con errores perceptibles pero tolerables (por ejemplo: la videoconferencia.

4.

COMPRESIÓN DE DATOS. Diferencias entre compresión con y sin pérdida

El objetivo de la compresión es siempre reducir el tamaño de la información, intentando que esta reducción de tamaño no afecte al contenido. No obstante, la reducción de datos puede afectar o no a la calidad de la información: Compresión sin pérdida: los datos antes y después de comprimirlos son exactos en la compresión sin pérdida. En el caso de la compresión sin pérdida una mayor compresión solo implica más tiempo de proceso. El bit rate siempre es variable en la compresión sin pérdida. Se utiliza principalmente en la compresión de texto. Un algoritmo de compresión con pérdida puede eliminar datos para reducir aún más el tamaño, con lo que se suele reducir la calidad. En la compresión con pérdida el bit rate puede ser constante o variable. Hay que tener en cuenta que una vez realizada la compresión, no se puede obtener la señal original, aunque sí una aproximación cuya semejanza con la original dependerá del tipo de compresión. Se utiliza principalmente en la compresión de imágenes, videos y sonidos.

5.

CIRCUITOS DE

CONTROL DE TRANSMISIÓN

CONVERSIÓN Analógica/Digital

Modulación/Codec/Conversión

TRANSMISIÓN ASINCRONA

TRANSMISIÓN SÍNCRONA

6.

DISPOSITIVOS DE CONTROL.

6.

DISPOSITIVOS DE CONTROL. Un aparato electrónico (o dispositivo) consiste en una

combinación de componentes electrónicos organizados

en circuitos, destinados a controlar y aprovechar las

señales eléctricas.

Un dispositivo de control es un aparato eléctrico o

electrónico que sirve para transmitir órdenes de control a

los aparatos que lo soporten.

Un sistema está integrado por una serie de elementos

que actúan conjuntamente y que cumplen un cierto

objetivo. Los elementos que componen un sistema no

son independientes, sino que están estrechamente

relacionados entre sí, de forma que las modificaciones

que se producen en uno de ellos pueden influir en los

demás.

6.

DISPOSITIVOS DE CONTROL.

Engineering

Fundamentos para Transmisión de Datos / Modos . Control de Errores