UNIDAD 6 DISPOSITIVOS DE COMUNICACIÓN

INTRODUCCIÓN

Los dispositivos de comunicación son los que envían y reciben archivos de una computadora a otra.

Entre los más comunes tenemos el módem y las tarjetas de red

A continuación se presentan algunos de los dispositivos de almacenamiento más comunes.

Dispositivos de comunicación

MÓDEM:

Un módem es un dispositivo que convierte las señales

digitales del ordenador en señales analógica que pueden

transmitirse a través del canal telefónico. Así pues, su

trabajo es modular/demodular (mod/dem).

Un módem transforma las señales digitales del

ordenador en señal analógica y viceversa, con lo que

permite al ordenador transmitir y recibir información por

la línea telefónica y es utilizado para la comunicación de

ordenadores a través de líneas analógicas de transmisión

de datos. El módem convierte las señales digitales del emisor en otras analógicas susceptibles de

ser enviadas por teléfono. Cuando la señal llega a su destino, otro módem se encarga de reconstruir

la señal digital primitiva, de cuyo proceso se encarga el ordenador receptor. En el caso de que ambos

puedan estar transmitiendo datos simultáneamente, se dice que operan en modo full-duplex; si sólo

puede transmitir uno de ellos, el modo de operación se denomina half-duplex.

TARJETA DE RED:

Es el elemento fundamental en la composición de la parte

física de una red de área local. Es una interface hardware

entre el sistema informático y el medio de transmisión físico

por el que se transporta la información de un lugar a otro.

Dentro del ordenador es la encargada de llevar los datos a y

desde la RAM, y fuera del ordenador es quien controla el

flujo de datos de entrada y salida del cableado de la red.

HUB (CONCENTRADOR):

Un concentrador o hub es un dispositivo que permite

centralizar el cableado de una red y poder ampliarla. Esto

significa que dicho dispositivo recibe una señal y repite esta

señal emitiéndola por sus diferentes puertos.

Lo que se recibe por una puerta se envía por todas las otras

(Broadcast).

Tienden a perjudicar la velocidad en que se transmiten los datos por la red.

ROUTERS (ENCAMINADORES):

El router es un dispositivo utilizado en redes de

mayor porte. Es más " inteligente" que el switch,

pues, además de cumplir la misma función, también

tiene la capacidad de escoger la mejor ruta que un

determinado paquete de datos debe seguir para

llegar a su destino. Es como si la red fuera una ciudad

grande y el router elige el camino más corto y menos

congestionado. De ahí el nombre de router. Existen

dos tipos de routers estáticos y dinámicos.

SWITCH (CONMUTADOR):

Su función es interconectar dos o más segmentos

de red, de manera similar a los puentes de red,

pasando datos de un segmento a otro de acuerdo

con la dirección MAC de destino de las tramas en la

red.

Los conmutadores poseen la capacidad de aprender y almacenar las direcciones de red de nivel 2

(direcciones MAC) de los dispositivos alcanzables a través de cada uno de sus puertos. Por ejemplo,

un equipo conectado directamente a un puerto de un conmutador provoca que el conmutador

almacene su dirección MAC. Esto permite que, a diferencia de los concentradores o hubs, la

información dirigida a un dispositivo vaya desde el puerto origen al puerto de destino. Decide donde

enviar el paquete basado en información que posee.

El switch es un aparato muy semejante al hub, pero tiene una gran diferencia: los datos provenientes

de la computadora de origen solamente son enviados a la computadora de destino.

CARACTERISTICAS FUNCIONALES

El propósito principal de los medios de comunicación es, precisamente, comunicar, pero según su

tipo de ideología pueden especializarse en; informar, educar, transmitir, entretener, formar opinión,

enseñar, controlar, etc.

Positivas. Las características positivas de los medios de comunicación residen en que posibilitan que

amplios contenidos de información lleguen a extendidos lugares del planeta en forma inmediata.

Los medios de comunicación, de igual manera, hacen posible que muchas relaciones personales se

mantengan unidas o, por lo menos, no desaparezcan por completo. Otro factor positivo se da en el

ámbito económico: quien posea el uso de los medios puede generar un determinado tipo de

consciencia sobre una especie de producto, es decir, puede generar su propia demanda, ya que los

medios muchas veces cumplen la función de formadores de opinión. Entonces, visto desde el ámbito

empresarial, es un aspecto ampliamente positivo al hacer posible el marketing y anuncios para el

mundo.

Negativas. Las características negativas recaen en la manipulación de la información y el uso de la

misma para intereses propios de un grupo específico. En muchos casos, tiende a formar

estereotipos, seguidos por muchas personas gracias al alcance que adquiere el mensaje en su

difusión (como sucede al generalizar personas o grupos).

Toda implementación de una red de comunicaciones de datos involucra una filosofía de diseño y un

conjunto de componentes físicos que materializan esta filosofía.

Terminales

Son lugares donde se conecta un sistema central de procesamiento. Se hace referencia a dos formas

de conectar un sistema central con una o varias terminales o sistemas secundarios: punto a punto

o multipunto.

PUNTO A PUNTO:

Cuando un enlace físico une sólo dos puntas de transmisión de datos, desde donde, por lo general,

tanto se pueden enviar como recibir.

Esta conexión tiene importantes características:

o Tiene bajo costo

o Permite forma “Conversacional” de comunicaciones

o Apta para transmisión de lotes de datos

o Permite fácil migración a fibra óptica

o Válido en topología de estrella, anillo y árbol

o Admite la utilización de diferentes medios físicos

o Es de fácil implementación (en general es simple)

MULTIPUNTO:

Se utiliza este término cuando se hace referencia a un sistema central que conecta varias terminales

o sistemas secundarios.

La conexión multipunto tiene las siguientes características:

o Economiza líneas, módems, adaptadores, puertos del procesador

o Exige la utilización de un “intermediario”

o Exige la utilización del sondeo

o Aumenta los tiempos de respuesta

o Permite mayor conexión de terminales por cada procesador central

o Software y hardware relativamente complejo

Adaptadores de comunicación

El adaptador de comunicaciones es un elemento que conceptualmente existe en cada extremo de

cada cable de comunicaciones. Normalmente son dos piezas de hardware independientes-tarjetas

de circuitos impresos- aunque pueden venir integrados en el dispositivo. Su modularidad es una

condición deseable porque proporciona mayor flexibilidad de configuración al equipo que los

contiene.

En salida su función principal es preparar los datos para su transmisión a través de la línea,

serializándolos, insertando caracteres de control en el mensaje, permitiendo la sincronización,

respondiendo a los comandos de control. En la mayoría de los caso maneja la detección de errores

y corrección y el encuadre de datos dentro de un bloque transmitible.

Originalmente los adaptadores venían en modelos especiales para cada disciplina de

comunicaciones utilizadas. Actualmente los adaptadores son pequeños computadores

implementados en una tarjeta de circuitos, que tienen gran inteligencia residente.

El uso de mensajes más cortos implicaría una pérdida de información en el receptor, que en muchos

casos no sería admisible. Entonces, la solución consistió en acortar la forma de representar los datos,

sin sacrificar contenido. Así es como nacen los COMPRESORES/DESCOMPRESORES DE DATOS

(CODES)

Un codes consiste en un dispositivo capaz de analizar una secuencia de caracteres, estudiar su

distribución, frecuencia e interrelaciones y producir finalmente una secuencia de bits de menor

longitud que transporte la información original, con total garantía de reversibilidad fidedigna del

proceso. De lo anterior se deduce que los codes trabajan en pares por cada línea de comunicación.

Los codes más modernos utilizan algoritmos muy sofisticados que analizan grandes bloques de datos

para estudiarlos y lograr mayor compresión. Muchos garantizan una compactación que supera la

relación 2:1.

Características de los codes

o Comprensión de datos de 2:1( o más)

o Independencia del protocolo utilizado.

o Muy fácil instalación

o Transparente al usuario final

o Completa detección y corrección de errores

o Operación con módems o redes de servicio digitales

o Implementación conjunta con multiplexores STDM

Módems

Los módems son dispositivos destinados principalmente a la conversión de señales digitales en

analógicas y viceversa. Su nombre proviene de la contracción de modulación y demodulación.

Pueden ser externos, independientes, o residir dentro del gabinete del procesador central. Según el

caso, se les llama modulares o integrados.

Se distinguen por síncrono y asíncrono, dependiendo del tipo de mensaje a transmitir.

Concentradores

Es un dispositivo inteligente basado en un microprocesador cuyo cometido principal es concentrar

líneas de comunicación. Esta concentración permite economizar líneas, módems, adaptadores y

puertos de conexión central. Su uso puede ser local o remoto. El concentrador realiza el sondeo

(polling) de sus terminales en forma totalmente independiente y asincrónica de las transmisiones

del procesador central.

Entre las funciones comúnmente realizadas por el concentrador destacan:

o Sondeo de terminales

o Conversión de protocolos

o Conversión de códigos

o Elaboración de formatos de mensajes

o Recolección local de datos como respaldo

o Conversión de velocidades

o Compactación de datos

o Control de errores

o Reingreso automático de los datos capturados

o Diagnósticos.

En general son inteligentes, de programación fija y de capacidad de almacenamiento limitada.

Controladores

También llamados procesadores nodales. Un concentrador se distingue de un controlador por su

nivel de inteligencia y almacenamiento de ambos.

La función principal es CONTROLAR un grupo de terminales de aplicación específica, implementando

algunos conceptos del procesamiento distribuido de datos.

INTERFACES

En telecomunicaciones y hardware, una interfaz es el puerto (circuito físico) a través del que se

envían o reciben señales desde un sistema o subsistemas hacia otros. No existe una interfaz

universal, sino que existen diferentes estándares (Interfaz USB, interfaz SCSI, etc.) que establecen

especificaciones técnicas concretas (características comunes), con lo que la interconexión sólo es

posible utilizando la misma interfaz en origen y destino. Así también, una interfaz puede ser definida

como un intérprete de condiciones externas al sistema, a través de transductores y otros

dispositivos, que permite una comunicación con actores externos, como personas u otros sistemas,

a través de un protocolo común a ambos. Una interfaz es una Conexión física y funcional entre dos

aparatos o sistemas independientes.

La interfaz de E/S es requerida cuando los dispositivos son ejecutados por el procesador. La interfaz

debe ser necesariamente lógica para interpretar la dirección de los dispositivos generados por el

procesador. El Handshaking deberá ser implementado por la interfaz usando los comandos

adecuados (BUSY, READY, WAIT…), y el procesador puede comunicarse con el dispositivo de E/S a

través de la interfaz. Si se intercambian diferentes formatos de datos, la interfaz debe ser capaz de

convertir datos en serie a paralelo y viceversa. Los dispositivos de E/S se comunican por

interrupciones con el procesador, si una interrupción es recibida, el procesador la atenderá con la

rutina de interrupción correspondiente a dicha interrupción.

Un ordenador que usa E/S mapeados en memoria por lectura y escritura accede al hardware a través

de la posición de memoria específica, usando el mismo lenguaje ensamblador que el procesador usa

para el acceso a memoria.

Implementación de interfaces a alto nivel

Los sistemas operativos y lenguajes de programación de alto nivel facilitan el uso separado de más

conceptos y primitivas abstractas de E/S. Por Ejemplo: la mayoría de sistemas operativos

proporcionan aplicaciones con el concepto de fichero. Los lenguajes de programación C y C++, y los

sistemas operativos de la familia UNIX, tradicionalmente abstraen ficheros y dispositivos como

streams, los cuales pueden ser leídos o escritos, o ambas cosas. La librería estándar de C proporciona

funciones para la manipulación de streams para E/S.

Aplicaciones De La Interfaz (Controlador de periférico)

Actualmente se usan multitud de interfaces o controladores para las conexiones entre el procesador

y los distintos periféricos (cada uno de estos últimos suele tener su propio controlador). En

ocasiones se puede interconectar los periféricos con la memoria principal directamente sin pasar

por el procesador para lo cual se utilizan dispositivos más avanzados como los DMA que son

procesadores dedicados a dichas transferencias. En el contexto del proceso de interacción persona-

ordenador, la interfaz gráfica de usuario es el artefacto tecnológico de un sistema interactivo que

posibilita, a través del uso y la representación del lenguaje visual, una interacción amigable con un

sistema informático.

PROTOCOLOS Y ESTÁNDARES

Protocolos

En el campo de las telecomunicaciones, un protocolo de comunicaciones es el conjunto de reglas

normalizadas para la representación, señalización, autenticación y detección de errores necesario

para enviar información a través de un canal de comunicación. Un ejemplo de un protocolo de

comunicaciones simple adaptado a la comunicación por voz es el caso de un locutor de radio

hablando a sus radioyentes.

Los protocolos de comunicación para la comunicación digital por redes de computadoras tienen

características destinadas a asegurar un intercambio de datos fiable a través de un canal de

comunicación imperfecto. Los protocolos de comunicación siguen ciertas reglas para que el sistema

funcione apropiadamente

o Sintaxis: se especifica como son y cómo se construyen.

o Semántica: que significa cada comando o respuesta del protocolo respecto a sus

parámetros/datos.

o Procedimientos de uso de esos mensajes: es lo que hay que programar realmente (los

errores, como tratarlos).

Función de un protocolo

Cuando se realiza un intercambio de datos entre computadores, terminales y/u otros dispositivos

se requieren las siguientes tareas: (similitud de conversación entre un profesor y un alumno)

1. El sistema fuente de información debe activar el camino directo de datos o bien

proporcionar a la red de comunicación la identificación del sistema destino deseado.

(....Señor Juan M.,...)

2. El sistema fuente debe asegurarse de que el destino está preparado para recibir los datos.

(....Señor Juan M., míreme...)

3. La aplicación de transferencia de fichero en el origen debe asegurarse de que el programa

gestor en el destino está preparado para aceptar y almacenar el fichero para el usuario

determinado. (....Señor Juan M., míreme..., Don José le estoy escuchando....)

4. Si los formatos de los ficheros son incompatibles uno de los sistemas deberá realizar una

operación de adecuación. (....Señor Juan M., míreme..., Don José le estoy escuchando....

perdone pero tengo que acercarme para escucharle mejor).

Para la comunicación entre dos entidades situadas en sistemas diferentes (entidad es cualquier cosa

capaz de enviar y recibir información. Sistema es un objeto físico que contiene una o más entidades),

es necesario la definición y utilización de un protocolo. Los protocolos se pueden definir como el

conjunto de reglas que gobiernan el intercambio de datos entre dos entidades. Los puntos que

define o caracteriza un protocolo son:

o La sintaxis: Incluye aspectos como el formato de datos y niveles de señal.

o La semántica: Incluye información de control para la coordinación y manejo de errores.

o La temporización: Incluye la sincronización de velocidades y la secuenciación.

Para conseguir un alto grado de cooperación entre los computadores, en lugar de implementar toda

la lógica de comunicación en un único módulo, dicha tarea se divide en subtareas, cada una de las

cuales se realiza por separado. Esta estructura se denomina arquitectura de protocolos.

Los protocolos pueden ser:

o Directo. Los datos e información de control pasan directamente entre las entidades sin

intervención de un agente activo.

o Indirecto. Las dos entidades no se pueden comunicar directamente sino a través de una red

conmutada o de una interconexión de redes.

o Monolítico. El protocolo no está estructurado en capas. El paquete debe incluir toda la

lógica del protocolo.

o Estructurado. El protocolo posee una estructura jerárquica, en capas. Entidades de nivel

inferior ofrecen servicio a entidades de nivel superior. A todo el conjunto de hardware y

software, se le denomina arquitectura.

o Simétrico. La comunicación se realiza entre unidades paritarias.

o Asimétrico. Las entidades que se conectan no son paritarias. Por ejemplo un proceso

“cliente” y otro “servidor”, o para simplificar al máximo la lógica de una de las dos entidades,

de forma que una asuma la operación (Por ejemplo en HDCL).

o Estándares. El protocolo es extensivo a todas las fuentes y receptores de información.

o No estándares. Protocolo particular. Se utiliza para situaciones de comunicación muy

específicas.

Protocolos CAN

El Medio de Comunicación

El protocolo CAN al igual que el protocolo VAN, no impone soporte de comunicación. El

medio utiliza un par de cables conductores.

Se denominará a los dos cables CAN H (CAN HIGH) CAN L (CAN LOW) Líneas (par)

trenzadas(o)

La línea física que constituye el bus es llamada igualmente par diferencial. Estos pares diferenciales

están trenzados con el fin de reducir las perturbaciones radioeléctricas (las radiaciones de campo

emitidas por los cables se anulan).La diferencia de potencial eléctrico entre estos dos cables

permitirá codificar dos estados lógicos distintos:

Codificación de las informaciones

El protocolo CAN utiliza la codificación NRZ y MANCHESTER contrariamente al VAN que inserta un

bit inverso cada 4 bits, el CAN utiliza el método del "bit stuffing" o bit de relleno. El bit invertido

permitirá la sincronización del reloj del receptor provocando un frente ascendente o descendente.

Después de cinco bits de mismo nivel, un bit de nivel inverso sin ningún significado es añadido.

Protocolos VAN

Este proceso permite:

o Limitación de las radiaciones emitidas,

o Compensación de los de calajes de masa,

o Muy buen comportamiento antes las perturbaciones (ver croquis).

o Funcionamiento en modo degradado si uno u otro de los cables está seccionado, en

cortocircuito a positivo, o a masa.

o En el caso de pérdida de un cable, la electrónica compara el nivel de tensión de la señal

respecto a un umbral, y decide si la señal se encuentra a 1 o a 0. La electrónica indicará

igualmente los defectos de las líneas de datos.

Protocolo LIN BUS

Local InterConnect significa aquí, que todas las unidades de control están localizadas en una zona

limitada (p. ej. en el techo). También se le da el nombre de «subsistema local».

En el caso del LIN-Bus se trata de un bus monoalámbrico. El cable tiene el color básico violeta y un

color de identificación. La sección del conductor es de 0,35 mm2. No requiere apantallado.

El sistema permite el intercambio de datos entre una unidad de control LIN maestra y hasta 16

unidades de control LIN esclavas. La que ejecuta las funciones de maestra en el LIN-Bus.

Funciones asignadas

o Controla la transmisión de datos y su velocidad. La unidad de control LIN maestra transmite

el encabezamiento del mensaje (header, ver página 12).

o En el software se define un ciclo, según el cual se han de transmitir mensajes al LINBus y se

especifica cuáles.

o Asume la función de traducción entre las unidades de control LIN abonadas al sistema del

LIN-Bus local y el CAN-Bus de datos. De esa forma es la única unidad de control del LIN-Bus

que va conectada a su vez al CAN-Bus.

o La diagnosis de las unidades de control LIN esclavas que lleva conectadas se realiza a través

de la unidad de control LIN maestra.

MECANISMOS DE DETECCIÓN Y CORRECCIÓN DE ERRORES

Las redes deben ser capaces de transferir datos de un dispositivo a otro con total exactitud, si los

datos recibidos no son idénticos a los emitidos, el sistema de comunicación es inútil. Sin embargo,

siempre que se transmiten de un origen a un destino, se pueden corromper por el camino. Los

sistemas de comunicación deben tener mecanismos para detectar y corregir errores que alteren los

datos recibidos debido a múltiples factores de la transmisión.

La detección y corrección de errores se implementa bien en el nivel de enlace de datos o bien en el

nivel de transporte del modelo OSI

Tipos de errores

Interferencias, calor, magnetismo, etc, influyen en una señal electromagnética, esos factores

pueden alterar la forma o temporalidad de una señal. Si la señal transporta datos digitales, los

cambios pueden modificar el significado de los datos. Los errores posibles son:

ERROR DE BIT

Únicamente un bit de una unidad de datos determinada cambia de 1 a 0 o viceversa.

Un error de bit altera el significado del dato. Son el tipo de error menos probable en una

transmisión de datos serie, puesto que el intervalo de bit es muy breve (1/frecuencia) el

ruido tiene que tener una duración muy breve. Sin embargo si puede ocurrir en una

transmisión paralela, en que un cable puede sufrir una perturbación y alterar un bit de cada

byte.

ERROR DE RÁFAGA.

El error de ráfaga significa que dos o más bits de la unidad de datos han cambiado. Los

errores de ráfaga no significan necesariamente que los errores se produzcan en bits

consecutivos. La longitud de la ráfaga se mide desde el primero hasta el último bit correcto,

algunos bits intermedios pueden estar bien.

Los errores de ráfaga es más probable en transmisiones serie, donde la duración del ruido

es normalmente mayor que la duración de un bit, por lo que afectara a un conjunto de bits.

El número donde bits afectados depende de la tasa de datos y de la duración del ruido.

Detección

Se conocen el tipo de errores que pueden existir, el problema es ser capaz de reconocerlos, dado

que no se puede comparar el dato recibido con el original, sólo se podría saber que ha habido un

error cuando se descodifique todo el mensaje y se vea que no tiene sentido. Sin embargo existen

determinadas técnicas sencillas y objetivas para detectar los errores producidos en la transmisión:

REDUNDANCIA: La redundancia consiste en enviar dos veces cada unidad de datos, de forma que

el dispositivo receptor puede hacer una comparación bit a bit entre ambos datos y detectar si ha

habido errores, para corregirlos con el mecanismo apropiado. Esta técnica es muy exacta pero

enlentece la transmisión.

Sin embargo el concepto es aplicable añadiendo al flujo de datos un grupo pequeño de bits al final

de cada unidad, siendo estos bits redundantes con una parte de la información, esos bits

redundantes se descartan una vez comprobada la integridad de la transmisión.

En las comunicaciones de datos se usan cuatro tipos de comprobación de redundancia: verificación

de redundancia vertical (VRC, Vertical Redundancy Check) conocida como verificación de paridad,

verificación de redundancia longitudinal (LRC longitudinal Redundancy Check), verificación de

redundancia cíclica (CRC Cyclic Redundandy Check) y suma de comprobación (Checksum). Las tres

primeras se implementan habitualmente en el nivel físico para que pueda usarlo en nivel de enlace

de datos, mientras que la suma de comprobación se usa en los niveles más altos.

Verificación

DE REDUNDANCIA VERTICAL VRC: Es el mecanismo más frecuente y barato, la VRC se denomina a

menudo verificación de paridad, y se basa en añadir un bit de redundancia, denominado bit de

paridad, al final de cada unidad de datos, de forma que el número total de unos en la unidad

(incluyendo el bit de paridad) sea par, o impar en el caso de la verificación de paridad impar.

Esta técnica permite reconocer un error de un único bit, y también de ráfaga siempre que el número

total de bits cambiados sea impar .La función de paridad (par o impar) suma el dato y devuelve la

cantidad de unos que tiene el dato, comparando la paridad real (par o impar) con la esperada (par

o impar).

DE REDUNDANCIA LONGITUDINAL LRC: En esta técnica, los bloques de bits se organizan en forma

de tabla (filas y columnas), a continuación se calcula un bit de paridad para cada columna y se crea

una nueva fila de bits, que serán los bits de paridad de todo el bloque, a continuación se añaden los

bits de paridad al dato y se envían al receptor.

Típicamente los datos se agrupa en unidades de múltiplos de 8 -1 byte- (8, 16, 24,32 bits) la función

coloca los octetos uno debajo de otro y calcula la paridad de los bits primeros, de los segundos, etc,

generando otro octeto cuyo primer bit es el de paridad de todos los primeros bits, etc.

Esta técnica incrementa la probabilidad de detectar errores de ráfaga, ya que una LRC de n bits (n

bits de paridad) puede detectar una ráfaga de más de n bits, sin embargo un patrón de ráfaga que

dañe algunos bits de una unidad de datos y otros bits de otra unidad exactamente en la misma

posición, el comprobador de LRC no detectará un error.

DE REDUNDANCIA CÍCLICA CRC: A diferencia de las técnicas VRC y LRC, que se basan en la suma

(para calcular la paridad), la técnica CRC se basa en la división binaria. En esta técnica, se añaden

bits redundantes en la unidad de datos de forma que los todo el conjunto sea divisible exactamente

por un número binario determinado, en el destino los datos recibidos son divididos por ese mismo

número, si en ese caso no hay resto de la operación, el dato es aceptado, si apareciera un resto de

la división, el dato se entendería que se ha corrompido y se rechazará.

La técnica añade unos bits de CRC, de la siguiente manera en tres pasos básicos: en primer lugar se

añade una tira de n ceros, siendo n el número inmediatamente menor al número de bits del divisor

predefinido (que tiene n+1 bits), el segundo paso es dividir la nueva unidad de datos por el divisor

predefinido usando un proceso de división binaria, el resto que quedara sería los bits de CRC a

añadir, el tercer paso es sustituir los n bits añadidos en el paso primero por los n bits del resto de la

operación del segundo paso, el dato final será divisible exactamente por el divisor predefinido. La

imagen muestra el esquema del proceso.

SUMAS DE COMPROBACIÓN: Es el método de detección usado por los protocolos de alto nivel, se

basa en el concepto de redundancia.

GENERADOR DE SUMA DE COMPROBACIÓN: En el emisor, el generador subdivide la unidad de

datos en segmentos iguales de n bits (habitualmente n=16), estos segmentos se suman usando una

aritmética de complemento a uno, de forma que la suma sea también n bits, a continuación se

complementa la suma y ese dato complementado se añade al final de la unidad de datos original

como bits de redundancia, la unidad extendida se transmite por la red.

COMPROBADOR DE SUMA DE COMPROBACIÓN: El receptor subdivide las unidades de datos en los

mismos n bits, suma todos los segmentos (incluidos los bits de redundancia) y luego complementa

el resultado, si la unidad de datos está intacta, el valor final que se obtiene es nulo (n bits 0), si en

resultado no es cero, el paquete contiene un error y es rechazado.

CORRECCIÓN DE ERRORES: Los mecanismos explicados detectan errores pero no los corrigen. La

corrección del error se puede conseguir de dos formas, en la primera, cuando de descubre un error

el receptor puede pedir al emisor que retransmita toda la unidad de datos, con la segunda, el

receptor puede usar un código de corrección de errores que corrija automáticamente determinados

errores. En teoría es posible corregir automáticamente cualquier error en un código binario, sin

embargo los códigos de corrección son más sofisticados que los de detección y necesitan más bits

de redundancia, el número de bits necesarios es tan alto que su uso no es eficiente, por esa razón

la mayoría de la corrección se limita a errores de tres bits o menos.

CORRECCIÓN DE ERRORES DE UN ÚNICO BIT: El concepto de la corrección de errores se puede

comprender con el caso más sencillo: el error de un único bit. Un error de un bit supone que un bit

ha cambiado de un 0 a un 1 o de un 1 a un 0, para corregir el error, el receptor sólo tiene que invertir

el valor del bit alterado, sin embargo, para hacer eso, el receptor debe saber en qué bit está el error,

por lo que el secreto de la corrección de errores es localizar el bit o bits inválidos. La cuestión es el

uso de los bits de redundancia para la corrección. Ahora bien ¿cuantos bits de redundancia usar?

Para calcular el número de bits de redundancia r necesarios para corregir un número de bits de

datos m, es necesario encontrar una relación entre m y r.

Si a m de datos bits se le añaden r bits de redundancia, la unidad transmitida es m+r, los bits de

redundancia r deben ser capaces de indicar todas las posibilidades de error de 1 bit posibles,

incluyendo el no error, que en m+r bits es de m+r+1 posibilidades (no error, error en bit0, error en

bit 1, etc), por ello r debe ser capaz de indicar todas esos estados. Dado que los r bits pueden

representar 2r estados, entonces r debe ser tal que 2r ≥m + r + 1.

CÓDIGO HAMMING: Se pueden utilizar los bits de redundancia para corregir errores, pero ¿cómo

se manipulan esos bits para descubrir en qué posición se ha producido el error? R. W. Hamming

desarrolló una técnica que proporciona una solución práctica. El código Hamming se puede aplicar

a unidades de datos de cualquier longitud y usa la relación de bits de datos y de redundancia. En el

código cada bit r es el bit de VRC (redundancia vertical) para una combinación de bits de datos. Por

ejemplo, un dato de 7 bits necesita 4 bits de redundancia, los colocaremos en las posiciones 1, 2, 4

y 8, con lo que la secuencia transmitida es la que indica la figura.

DETECCIÓN Y CORRECCIÓN: El receptor recibe la transmisión, toma los datos y recalcula cuatro

nuevos VRC usando el mismo conjunto de bits usados en el cálculo en el emisor, a continuación

reensambla los nuevos valores de paridad siguiendo el orden de la posición (r8, r4, r2, r1) la cifra

resultante indica si ha habido error y en qué bit se ha producido. Si el resultado es 0000 no ha habido

error, cualquier otro resultado indica error y bit erróneo. Una vez identificado el bit erróneo, el

receptor puede cambiar el valor de ese bit para corregir el error.

CORRECCIÓN DE ERRORES DE RÁFAGA: Se puede diseñar un código Hamming para corregir errores

de ráfaga de una cierta longitud, sin embargo el número de bits de redundancia necesarios es muy

elevado, porque los errores pueden ser de tantos bits pero pueden estar en cualquiera de los bits

de la cadena transmitid.

CONCLUSIÓN

Es sorpréndete lo que pueden llegar hacer los dispositivos de comunicación implementados en

algún tipo de sistema ya que nos reducen costos y nos ayudan a realizar el trabajo en una forma

más eficaz, ya que sin ellos no lograríamos hacer cosas de forma más rápida de lo que ahora

podemos.

BIBLIOGRAFIA

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