Modem
- 1. José Manuel López Berrios Modem
- 2. - Módem. Generalidades. - Técnicas de modulación. FSK. PSK. ASK. QAM. - Velocidad de transmisión. - Tipo de transmisión. Síncrona y Asíncrona. - Modo de transmisión. Simplex, Semidúplex y Dúplex. - Interfaces. - Tipos de Modems. - Esquema a bloques de un Módem. Explicación de cada bloque. - ADSL. Características . ContenidoS
- 3. Los módems fueron desarrollados y usados por la defensa aérea norteamericana durante los años 50. Sin embargo, los primeros módems comerciales se lanzaron en los años 60, teniendo gran uso en las empresas como medio de comunicación entre varias computadoras. El primer módem conocido como tal tenía la capacidad de transmitir datos a la moderada velocidad de 110 bits por segundo (bps); a finales de la década de los setenta la tecnología incrementó esta velocidad a 600 bps, aunque existen módems comerciales de 33,600bps, y pronto estarán disponibles los superveloces módems de Bell que pueden transmitir a 64,000 bps. Para tener una idea de la velocidad del módem es necesario saber que a 300 bps el módem recibe o transmite, cerca de 30 caracteres por segundo, lo cual equivale a transmitir una hoja de máquina de escribir por minuto; a la velocidad estándar de 2400 bps, se transmite un archivo de 100 Kb (cerca de 70 hojas carta) en sólo 7 u 8 minutos. Las bajas velocidades de los primeros módems no variaron durante mucho tiempo, hasta que fue necesario conectarlos a otras máquinas, como ordenadores o para intercambio entre ordenador y teléfono. Debido a estas demandas, en los últimos diez años la velocidad de los módems ha ido aumentando constantemente, alcanzándose valores de 56 Kbit/s. Actualmente el módem es un complemento indispensable para cualquier usuario de informática, no sólo para aquellos que quieran conectarse a INTERNET, sino también para las empresas, y particulares, que necesiten hacer envíos de cantidades importantes de datos a destinos más o menos lejanos de su lugar de residencia, reduciendo drásticamente el gasto telefónico, de modo que el correo electrónico (E-Mail) está sustituyendo el uso del FAX tradicional. Modem
- 4. Como definición, la palabra "módem" es la abreviatura de: "MOdulador - DEModulador"; y es aquél aparato que se utiliza para conectar computadoras por medio de la línea telefónica. Un módem se encarga de transformar la señal digital que sale de la computadora, en analógica, que es en la forma que viaja a través de las líneas de teléfono comunes; y a su vez, el módem receptor se encarga de "demodular" la señal, transformándola de analógica a digital para ser recibida de nuevo por la computadora. Como existe una gran cobertura de la red telefónica convencional posibilita la casi inmediata conexión de dos ordenadores si se utiliza módems. El módem es el método más popular de acceso a Internet por parte de los usuarios privados y también de muchas empresas.
- 5. La modulación transforma la señal digital binaria en analógica. La demodulación transforma la señal analógica en digital binaria. Para modular la señal hay distintas técnicas: - FSK: quiere decir Codificación por cambio de frecuencias y es una técnica que cada vez que enviábamos unos datos en binario, ya sea un 1 o un 0, se transmitían unas frecuencias. El inconveniente de esta técnica es que las velocidades de transmisión eran escasas, a unos 300Kb/s. La única solución que se podía hacer era aumentar las frecuencias de las portadoras, pero no se logró por las limitaciones de la red telefónica. - PSK: También llamado DPSK (diferencial PSK). En los módems modernos el DSP es el encargado de sintetizar tanto la señal transmitida como sus cambios de fase. También se encarga de la demodulación. - QAM: Modulación por amplitud y cuadratura. Es una técnica para variar la amplitud de la señal, además de la fase. Con esta técnica tendremos más posibilidades de codificación, es decir, más bits por evento. Tiene 16 puntos, y en cada punto podíamos transmitir 4 bits. - ASK: Modulación por desplazamiento de amplitud. Es una técnica por la cual se representan los datos digitales como variaciones de amplitud de la onda portadora. Técnicas de Modulación
- 6. Una de las cosas que que miramos cuando queremos comprar un modem es la velocidad de transmisión de datosque tiene dicho modem. La velocidad se mide en bits por segundo y hay módems de 33.600 y 56.000 bits/seg. También podemos encontrarnos con módems que rondan los 128.000 o 256.000 bps. Los módems más antiguos empleaban técnicas de modulación como FSK y PSK, por tanto en cada periodo de transferencia se enviaba 1 bit de información. Esto significa que la velocidad de transferencia toma el mismo valor, tanto en bps como en baudios. Con el paso del tiempo, los módems alcanzaron el límite de baudios que las líneas telefónicas podían ofrecer. Por ello, la única forma de aumentar la velocidad en bps ha consistido en utilizar nuevas técnicas de modulación, que empaquetan varios bits en cada periodo de transferencia de información. Esto hace que la tasa de transferencia en bps sea mayor que su expresión en baudios. Por ejemplo, si se emplea modulación 8PSK, se envían tres bits en cada periodo de transferencia (3 bits por baudio). Esto implica que un módem 8PSK trabajando a 1200 baudios ofrecerá una velocidad de transferencia de 9600 bps. Velocidad de Transmisión
- 7. Los sistemas síncronos y asíncronos pueden ser tanto serie como paralelo. La mayoría de los módems, por utilizar la línea telefónica conmutada, emplean un sistema asíncrono de comunicación. En estos sistemas cada dato se envía secuencialmente, precedido por un bit de arranque y después los bits de datos y finalizando con un bit de stop. El bit de arranque tiene por misión activar en el equipo receptor la lectura de los datos enviados. El bit de stop deja al receptor en un estado de espera. Además del sistema asíncrono está el sistema síncrono, cuya diferencia del anterior radica en que tanto el ordenador emisor como el receptor quedan sincronizados, es decir, sus ciclos de lectura/escritura de datos (bits) son coincidentes. Además los bits son transmitidos en grupos llamados tramas. Tipos de Transmisión
- 8. Hay tres tipos de transmisión: Simple: de esta manera, el módem era capaz de sólamente emitir información Half-Duplex: En este tipo de transmisión el modem puede enviar y recibr información pero no simultáneamente. Full-Duplex: De esta manera nuestro modem es capaz de enviar y recibir información simultáneamente. NOTA INFORMATIVA: Hay tres tipos: - Circuito simple: solo se podía emitir información. - Circuito Half-Duplex: se tenía que parar para poder recibir información. - Circuito Full-Duplex: se podía emitir y recibir información simultáneamente. Modo de Transmisión
- 9. UART Son las siglas de "Universal Asynchronous Receiver-Transmitter" (en español, "Transmisor-Receptor Asíncrono Universal"). Se encarga de transmitir los datos del ordenador por el MODEM al otro MODEM del ordenador receptor; existen varios modelos de UART, el más básico de los cuales es el 8250A, empleado en ordenadores 286 y 386 y ya obsoleto. Posteriormente, fueron apareciendo modelos más avanzados, hasta llegar al más común empleado en la actualidad, el 16550 (del que existen 3 variantes, 16550A, AF y AFN, casi idénticas entre ellas). Este chip incorpora un buffer FIFO (First In, First Out) de 16 bytes, lo que le permite incrementar notablemente su rendimiento; asimismo, su capacidad de transmisión se eleva hasta 115 Kbps, por lo que podemos decir que es totalmente imprescindible la inclusión de este modelo de UART en cualquier MODEM actual. Interfaces
- 10. Externos: Tienen forma de caja y se conectan, por un lado a la línea telefónica y por otro lado al ordenador mediante un cable que puede ser de serie, o en los más modernos del tipo USB (Universal Serial Bus). Se colocan en la mesa de trabajo y se conectan al ordenador utilizando un puerto serie. Internos: Tienen forma de tarjeta y se colocan en las llamadas “ranuras de expansión”. Al estar conectadas directamente en el interior del ordenador, sólo tienen una salida externa para su conexión a la línea telefónica. MÓDEMS EXTERNOS Este es el módem "clásico" por antonomasia y posiblemente aún el más utilizado, a pesar de que la competencia de los modelos basados en USB es cada vez más fuerte. Por tanto, los mejores modelos se suelen encontrar aún en este formato y es ya habitual encontrarse en ellos funciones de contestador automático, fax y centralita telefónica, actuando incluso en el caso de que nuestro ordenador esté apagado, gracias a la memoria que incorporan. Algunos modelos también integran un altavoz y un micrófono, por lo que se convierten en plenamente autónomos. Tipos de Modems
- 11. Ventajas: No ocupan ninguna ranura de expansión, lo que es adecuado para ordenadores con nulas o pocas posibilidades de ampliación. Sólo utilizan los recursos del propio puerto serie al que están conectados. Disponen de indicadores luminosos que nos informan del estado de la conexión y del propio módem. Se pueden "reiniciar" sin necesidad de hacerle un "reset" al ordenador o simplemente apagar cuando no lo utilizamos. Por último, algunos modelos externos implementan botoncitos adicionales para subir o bajar el volumen del altavoz o para activar las funciones de contestador o incluso implementan un micrófono o un altavoz, que en los modelos internos difícilmente podremos encontrar. Inconvenientes: En máquinas muy antiguas nos podemos encontrar con que la velocidad de transferencia del puerto serie limitará la velocidad del módem, por lo que será necesario sustituir nuestra tarjeta I/O por una más moderna. Necesitan de una fuente de alimentación externa y ocupan lugar en nuestro escritorio. Necesitan un puerto serie libre.
- 12. MÓDEMS INTERNOS En este tipo de configuración normalmente encontramos modelos de gama baja y prestaciones recortadas, como ocurre en el caso de los "Winmódem", también llamados "softmódem" o HSP. Sin embargo esto no es más que una estrategia de los fabricantes debido a que este tipo de módem suelen resultar más económicos que los externos. Podemos hacer una segunda distinción dependiendo del tipo de bus al que vayan conectados. Encontraremos modelos para ranura ISA, para PCI o para las más novedosas AMR. Debido a que el primero está tendiendo a desaparecer, cada vez es más difícil encontrar modelos para él, siendo lo habitual los dispositivos PCI, que además tienen la ventaja del Plug and Play que siempre es una ayuda en el momento de su instalación. Los modelos basados en AMR sólo podremos utilizarlos en las placas más modernas, y están orientados al mercado de gama baja, debido a que la mayor parte de la funcionalidad del dispositivo está ya implementada en la propia placa base y al igual que ocurre en el caso de los Winmódem su funcionamiento está más basado en el software que en el hardware, lo que repercute en un menor precio de coste pero por el contrario su utilización consume ciclos de CPU y su portabilidad está limitada ya que no todos los sistemas operativos disponen del soporte software adecuado para hacerlos funcionar.
- 13. Ventajas: No necesitan una fuente de alimentación externa y no ocupan lugar en nuestro escritorio, lo que normalmente es de agradecer. No ocupan ninguno de los puertos serie existentes en nuestra máquina. En máquinas muy antiguas no hay que preocuparse de posibles problemas en la velocidad de transferencia por causa de un puerto serie lento debido a la utilización de algún chip UART anticuado. Inconvenientes: Ocupan una ranura de expansión, lo que puede ser contraproducente cuando disponemos de pocas en el interior de nuestra máquina. Los “leds” quedan en la parte trasera del PC, por lo que no podemos estar informados del estado de la conexión y del propio módem. Tampoco se pueden "reiniciar" cuando tenemos algún problema con él, aunque esto último suele ser hoy día bastante raro.
- 14. El el transmisor, Está el modulador que es quien se encarga de convertir las señales analógicas que provienen de nuestro ordenador en señales anaógicas, Luego pasan por unos filtros igualadores para controlar que la señal no sea más grande de lo necesario, y un control de transmisión que controla, como su propio nombre indica, la transmisión de datos.Y en el Receptor hay unos filtros de recepción para dejar pasar sólo las frecuencias necesarias, un detector de portadora que lo que hace es que localiza la frecuencia portadora y la elimina, un demodulador que lo que tiene por misión es convertir las señales analógicas en ceros y unos (leguaje digital), y como en el transmisor un control pero esta vez de recepción. y del demodulador conectamos con el ordenador. Esquema en bloques de un Modem
- 16. ADSL es una tecnología que, apoyándose sobre una línea telefónica convencional, permite alcanzar velocidades mucho mayores que las conseguidas con módems RTC actuales, particularmente en sentido red-usuario. Es una tecnología asimétrica, lo que significa que las características de la transmisión no son iguales en ambos sentidos: la velocidad de recepción de datos es mucho mayor que la de envío, lo cual hace de esta tecnología el instrumento idóneo para acceso a los denominados servicios de información, y en particular la navegación por Internet. Ello es debido a que, cuando se accede a Internet, el volumen de información recibido es muy grande, especialmente al recuperar contenidos multimedia (imágenes, vídeo, audio) siendo la información enviada, en general, muy inferior. La capacidad inherente de la tecnología DMT (Discrete Multitone) de ADSL hace posible adaptar automáticamente las velocidades de transmisión de cada una de las 640 millones de líneas de cobre que recorren el planeta para ofrecer velocidades de datos de 1,5 a 8 Mbps en el sentido red-usuario y de 176 Kbps a 1 Mbps en el sentido usuario-red. Para usuarios Internet esto representa un incremento de velocidad de entre 50 y 300 veces respecto a los módems típico de 28.800 kbps. delante de cada red de usuario se ha de colocar un dispositivo denominado "splitter". Este dispositivo no es más que un conjunto de dos filtros: uno paso alto y otro paso bajo. La finalidad de estos filtros es la de separar las señales transmitidas por el bucle de modo que las señales de baja frecuencia (telefonía) de las de alta frecuencia (ADSL). ADSL