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El Modem

Enviado por luis.ernesto




1. Naturaleza de la informacion

3. Estándares de modulacion
4. Codificación de la informacion
5. Control de flujo
6. Modos de operación del modem
7. Códigos de resultados
8. Programación de los registros s.
9. Perfil de parámetros de usuario

1. Naturaleza de la informacion

El modem es un dispositivo que permite conectar dos ordenadores remotos utilizando la línea telefónica de forma que puedan intercambiar información entre si. El modem es uno de los métodos mas extendidos para la interconexión de ordenadores por su sencillez y bajo costo.

La gran cobertura de la red telefónica convencional posibilita la casi inmediata conexión de dos ordenadores si se utiliza modems. El modem es por todas estas razones el método mas popular de acceso a la Internet por parte de los usuarios privados y también de muchas empresas

La información que maneja el ordenador es digital, es decir esta compuesta por un conjunto discreto de dos valores el 1 y el 0. Sin embargo, por las limitaciones físicas de las líneas de transmisión no es posible enviar información digital a través de un circuito telefónico.

Para poder utilizar las lineas de teléfono (y en general cualquier linea de transmisión) para el envío de información entre ordenadores digitales, es necesario un proceso de transformación de la información. Durante este proceso la información se adecúa para ser transportada por el canal de comunicación. Este proceso se conoce como modulación-demodulación y es el que se realiza en el modem.

2. Modulación de la informacion: el modem.

Un modem es un dispositivo que convierte las señales digitales del ordenador en señales analógica que pueden transmitirse a través del canal telefónico. Existen distintos sistemas de modular una señal analógica para que transporte información digital. En la siguiente figura se muestran los dos métodos mas sencillos la modulación de amplitud (a) y la modulación de frecuencia (b).

Otros mecanismos como la modulación de fase o los métodos combinados permiten transportar mas información por el mismo canal.

Baudios. Numero de veces de cambio en el voltaje de la señal por segundo en la línea de transmisión. Los modem envían datos como una serie de tonos a través de la linea telefónica. Los tonos se "encienden"(ON) o "apagan"(OFF) para indicar un 1 o un 0 digital. El baudio es el numero de veces que esos tonos se ponen a ON o a OFF. Los modem modernos pueden enviar 4 o mas bits por baudio.

Bits por segundo (BPS). Es el número efectivo de bits/seg que se transmiten en una linea por segundo. Como hemos visto un modem de 600 baudios puede transmitir a 1200, 2400 o, incluso a 9600 BPS.

La señal esta formada por diferentes tonos que viajan hasta el otro extremo de la linea telefónica, donde se vuelven a convertir a datos digitales.

Las leyes físicas establecen un límite para la velocidad de transmisión en un canal ruidoso, con un ancho de banda determinado. Por ejemplo, un canal de banda 3000Hz, y una señal de ruido 30dB (que son parámetros típicos del sistema telefónico), nunca podrá transmitir a mas de 30.000 BPS.

Throughput. Define la cantidad de datos que pueden enviarse a través de un modem en un cierto período de tiempo. Un modem de 9600 baudios puede tener un throughput distinto de 9600 BPS debido al ruido de la linea (que puede ralentizar) o a la compresión de datos (que puede incrementar la velocidad hasta 4 veces el valor de los baudios).

Para mejorar la tasa efectiva de transmisión o throughput se utilizan técnica de compresión de datos y corrección de errores.

Compresión de datos. Describe el proceso de tomar un bloque de datos y reducir su tamaño. Se emplea para eliminar información redundante y para empaquetar caracteres empleados frecuentemente y representarlos con sólo uno o dos bits.

Control de errores. La ineludible presencia de ruido en las lineas de transmisión provoca errores en el intercambio de información que se debe detectar introduciendo información de control. Así mismo puede incluirse información redundante que permita ademas corregir los errores cuando se presenten.

3. Estándares de modulacion

Dos modems para comunicarse necesitan emplear la misma técnica de modulación. La mayoría de los modem son full-duplex, lo cual significa que pueden transferir datos en ambas direcciones. Hay otros modem que son half-duplex y pueden transmitir en una sola dirección al mismo tiempo. Algunos estándares permiten sólo operaciones asícronas y otros síncronas o asícronas con el mismo modem. Veamos los tipos de modulación mas frecuentes:

TIPO CARACTERISTICAS

Bell 103 Especificación del sistema Bell para un modem de 300 baudios, asíncrono y full-duplex

Bell 201 Especificación del sistema Bell para un modem de 2400 BPS, síncrono, y full-duplex.

Bell 212 Especificación del sistema Bell para un modem de 2400 BPS, asíncrono, y full-duplex.

V.22 bis Modem de 2400 BPS, síncrono/asíncrono y full-duplex

V.29 Modem de 4800/7200/9600 BPS, síncrono y full-duplex

V.32 Modem de 4800/9600 BPS, síncrono/asíncrono y full-duplex

V.32 bis Modem de 4800/7200/9600/7200/12000/14400 BPS, síncrono/asíncrono y full-duplex

Hayes Express Modem de 4800/9600 BPS, síncrono/asíncrono y half-duplex. Sólo compatibles consigo mismo aunque los mas modernos soportan

V.32

USR-HST Modem de USRobotics de 9600/14400 BPS. Sólo compatibles consigo mismo aunque los mas modernos soportan V.32 y

V.32bis

Vfast Vfast es una recomendación de la industria de fabricantes de modem. La norma Vfast permite velocidades de transferencia de hasta 28.800 bps

V34 estándar del CCITT para comunicaciones de modem en velocidades de hasta 28.800 bps

4. Codificación de la informacion

La información del ordenador se codifica siempre en unos y ceros, que como se ha visto, son los valores elementales que el ordenador es capaz de reconocer. La combinación de 1 y 0 permite componer números enteros y números reales. Los caracteres se representan utilizando una tabla de conversión. La mas común de estas tablas es el código ASCII que utilizan los ordenadores personales. Sin embargo existen otras y por ejemplo los grandes ordenadores de IBM utilizan el código EBCDIC.

La información codificada en binario se transmite entre los ordenadores. En las conexiones por modem los bits se transmiten de uno en uno siguiendo el proceso descrito en el apartado modulación de la información. Pero ademas de los códigos originales de la información, los equipos de comunicación de datos añaden bits de control que permiten detectar si ha habido algún error en la transmisión. Los errores se deben principalmente a ruido en el canal de transmisión que provoca que algunos bits se malinterpreten. La forma mas común de evitar estos errores es añadir a cada palabra (conjunto de bits) un bit que indica si el número de 1 en la palabra es par o impar. Según sea lo primero o lo segundo se dice que el control de paridad es par o impar. Este simple mecanismo permite detectar la mayor parte de errores que aparecen durante la transmisión de la información.

La información sobre longitud de la palabra (7 0 8 bits) y tipo de paridad (par o impar) es básica en la configuración de los programas de comunicaciones. Otro de los parámetros necesarios son los bits de paro. Los bits de paro indican al equipo que recibe que la transmisión se ha completado. (los bits de paro pueden ser uno o dos).

Estándares De Control De Errores

El problema de ruido puede causar perdidas importantes de información en modem a velocidades altas, existen para ello diversas técnicas para el control de errores. Cuando se detecta un ruido en un modem con control de errores, todo lo que se aprecia es un breve inactividad o pausa en el enlace de la comunicación, mientras que si el modem no tiene control de errores lo que ocurre ante un ruido es la posible aparición en la pantalla de caracteres "basura" o , si se esta transfiriendo un fichero en ese momento, esa parte del fichero tendría que retransmitirse otra vez.

En algunos casos el método de control de errores está ligado a la técnica de modulación:

  • Modem Hayes V-Serie emplea modulación Hayes Express y un esquema de control errores llamado Link Access Procedure-Modem (LAP-M).
  • Modem US Robotics con protocolo HTS emplea una modulación y control de errores propios de US Robotics

Hay otras dos técnicas para control de errores bastante importantes:

  • Microcom Network Protocol(MNP-1,2,3,4,) .
  • Norma V.42 (procedente del CCITT e incluye el protocolo MNP-4)
  • Norma MNP 10. Corrección de errores recomendada para comunicaciones a través de enlaces móviles.

Estándares De Compresion De Datos

La compresión de datos observa bloques repetitivos de datos y los envía al modem remoto en forma de palabras codificadas. Cuando el otro modem recibe el paquete lo decodifica y forma el bloque de datos original. Hay dos técnicas para la compresión muy extendidas:

  • Microcom Network Protocol(MNP-5,7). Este protocolo permite compresiones de dos a uno, es decir podemos enviar el doble de información utilizando la misma velocidad de modulación.
  • Norma V.42 bis (procedente del CCITT). Con esta norma de compresión se consiguen ratios de 4:1.

Estas tasas son las máximas que se pueden conseguir. Las mejores tasas se consiguen con ficheros de tipo texto o gráficos generados por ordenador. Si la información esta ya comprimida con alguna utilidad tipo arj o zip, estos protocolos no pueden ya comprimir mas la información y en estos casos incluso se pierde capacidad.

Si se envía información ya comprimida en el ordenador, el modem ya no podrá comprimirla mas, y en estos casos los protocolos de compresión perjudican el rendimiento del modem.

Conexión Rs232 Entre Pc Y Módem

Los módem se conectan con el ordenador a través de un puerto de comunicaciones del primero. Estos puertos siguen comunmente la norma RS232.

A través del cable RS232 conectado entre el ordenador y modem estos se comunican. Hay varios circuitos independientes en el interfaz RS232. Dos de estos circuitos, el de transmitir datos (TD), y el de recibir datos(RD) forman la conexión de datos entre PC y Modem. Hay otros circuitos en el interfaz que permiten leer y controlar estos circuitos.

Vamos a ver como se utilizan estas señales para conectarse con el modem:

  • DTR (Data Terminal Ready). Esta señal indica al modem que el PC está conectado y listo para comunicar. Si la señal se pone a OFF mientras el modem esta en on-line, el modem termina la sesión y cuelga el teléfono.
  • CD(Carrier Detect).El modem indica al PC que esta on-line, es decir conectado con otro modem.
  • RTS(Request to send).Normalmente en ON. Se pone OFF si el modem no puede aceptar más datos del PC, por estar en esos momentos realizando otra operación.
  • CTS(Clear to send).Normalmente en ON. Se pone OFF cuando el PC no puede aceptar datos del modem.

5. Control de flujo

El control de flujo es un mecanismo por el cual modem y ordenador gestionan los intercambios de información. Estos mecanismos permiten detener el flujo cuando uno de los elementos no puede procesar mas información y reanudar el proceso no mas vuelve a estar disponible. Los métodos mas comunes de control de flujo son:

  • Control de flujo hardware
  • RTS y CTS permiten al PC y al modem parar el flujo de datos que se establece entre ellos de forma temporal. Este sistema es el mas seguro y el que soporta una operación adecuada a altas velocidades.
  • Control de flujo software: XON/XOFF
  • Aquí se utilizan para el control dos caracteres especiales XON y XOFF (en vez de las lineas hardware RTS y CTS) que controlan el flujo. Cuando el PC quiere que el modem pare su envío de datos, envía XOFF. Cuando el PC quiere que el modem le envíe mas datos, envía XON. Los mismos caracteres utiliza el modem para controlar los envíos del pc. este sistema no es adecuado para altas velocidades.

Comandos de control del modem

La mayoría de los modems se controlan y responden a caracteres enviados a través del puerto serie. El lenguaje de comandos para modem mas extendido es de los comandos Hayes que fue inicialmente incorporado a los modems de este fabricante. Existen dos tipos principales de comandos

  • Comandos que ejecutan acciones inmediatas (ATD marcación, ATA contestación o ATH desconexión)
  • Comandos que cambian algún parámetro del modem (por ejemplo ATS7=90)

6. Modos de operación del modem

El modem tiene dos modos de funcionamiento:

El modem esta en estado de comandos el modem responde a los comandos que envía el ordenador. En este modo es posible configurar el modem o realizar las operaciones de marcado y conexión. Antes de que se puedan enviar un comando al modem este debe estar en el "estado de comandos".

Cuando el modem se conecta con otro modem pasa al modo en linea. En este modo cualquier información que reciba del ordenador será enviada al modem distante. En este modo el modem no procesa la información y simplemente la trasmite a través de la línea de comunicación.

Para salir del modo en linea y pasar de nuevo al modo comandos se envía al modem +++(petición de atención) precedidos por un segundo de inactividad.

Formato De Comandos Hayes

Todos los comandos Hayes empiezan con la secuencia AT. La excepción es el comando A/. Tecleando A/ se repite el último comando introducido. El código AT consigue la atención del modem y determina la velocidad y formato de datos.

Los comandos mas simples:

  • ATH dice al modem que cuelgue el teléfono
  • ATDT dice al modem que marque un número de teléfono determinado empleando la marcación por tonos
  • ATDP lo mismo que ATDT pero la marcación es por pulsos

Los comandos comienzan con las letras AT y siguen con las letras del alfabeto (A..Z). A medida que los modem se hicieron más complicados, surgió la necesidad de incluir mas comandos, son los comandos extendidos y tienen la forma AT&X (por ejemplo), donde el "&" marca la "X" como carácter extendido.

7. Códigos de resultados

Cuando envía un comando al modem, este responde con un código de resultado: "CONNECT", "OK" o "ERROR".

  • ATV determina el tipo de código de resultado que aparecerá:
  • ATV0 respuesta numérica
  • ATV1 respuesta de palabras
  • ATQ1 inhibe los códigos de resultado, pone el modem en "estado silencioso"
  • ATQ0 habilita los códigos de resultado, desconecta el modo silencioso

Desarrollo De Una Conexión A Través De Modem

El proceso de conexión de dos ordenadores utilizando modems se describe en esta sección. En la conexión participan dos ordenadores con sus respectivos modem que se encuentran conectados a la red telefónica.

En el ordenador que origina la conexión, el usuario trabaja sobre un programa de comunicaciones que le permite actuar sobre el modem. Secuencia de acontecimientos cuando un modem llama a otro. La secuencia empieza con el paso 1 y termina con el paso 12.

Paso Usuario SoftwareModem llama Modem responde

1Selecciona "dial" en el menú del programa o teclea en la línea de comandos.Pone a ON la señal DTR y envía al modem el comando de marcación ATDT 055El modem conecta el altavoz, descuelga la línea, espera el tono de llamada y marca el número de teléfono.

2Comienza observando los códigos de resultados del modem. Espera una respuesta durante tiempo según configuración del registro S7.

3La línea de teléfono suena.

4El modem detecta la llamada, y contesta situando el tono de respuesta en línea.

5El modem detecta el modo de respuesta y sitúa la portadora de comienzo en línea.

6Los modems se ponen de acuerdo en la modulación y velocidad a utilizar. Los modems se ponen de acuerdo en la modulación y velocidad a utilizar.

7Los modems determinan la técnica de compresión y control de errores a utilizar Los modems determinan la técnica de compresión y control de errores a utilizar

8Envía el código de rtdo. "connet" al PC, apaga el altavoz, y pone a ON la señal CD.

9Detecta el código de rtdo. y/o la señal CD; informa al usuario que la conexión está establecida.

10Comienza la comunicación con el host.Gestiona la sesión de comunicaciones; vigila la pérdida de portadora monitorizando la señal CD.Envía y recibe datos.Envía y recibe datos.

11Completa la sesión de comunicaciones y selecciona el comando "disconnect". Pone a OFF la señal DTR, o envía +++ seguidos por ATH.

12Cuelga el teléfono.Detecta la pérdida de portadora y cuelga.

Comandos At Más Utilizados

Se han escogido los comandos que son mas comunes a la mayoría de los modems compatibles con Hayes y los que mas se usan.

Accion Realizada Por El Modem

  • ATA
    • 1)Se pone en modo respuesta y espera una señal portadora del modem remoto.
    • 2)Espera S7 segundos y colgará si no se detecta portadora.
  • ATDnúmero
    • 1)Descuelga y llama al número de teléfono solicitado.
    • 2)Espera un tono de llamada antes de marcar.
      • 2.1)Si no se detecta ese tono en S6 segundos, el modem devuelve código de resultado "no dial tone"
      • 2.2)si se detecta el tono el modem espera S7 segundos
        • 2.2.1)si no establece conexión el modem vuelve al estado de comandos
        • 2.2.2)si se establece conexión el modem entra en el estado on-line.
  • ATE
    • Eco
    • Nota Profesor: Los comandos introducidos en el modem vuelven por eco al PC (por defecto).
  • ATH
    • Descuelga el teléfono
    • Nota Profesor: Normalmente se utilizan:
      • 1)un segundo silencio
      • 2)+++
      • 3)ATH
  • ATI
    • Revisa la ROM del modem (checksum)
  • ATL
  • ATM
    • Programa conexión/desconexión del altavoz
  • ATO
    • Vuelve a estado on-line desde el estado de comandos.
    • Nota Profesor: permite retomar una conexión ya en marcha
  • ATQ
    • Programa los códigos de resultado a ON/OFF
  • ATS
    • Visualiza/cambia contenidos de los registros S
    • Nota Profesor: ya lo hemos visto antes
  • ATV
    • Envía códigos de resultado en palabras o números
    • Nota Profesor:ya lo hemos visto antes
  • ATW
    • Envía "códigos del progreso de la negociación"
    • Nota Profesor: progreso en control de errores y de las negociaciones de compresión entre los modems
  • ATX
    • Programa códigos de resultado
    • Nota Profesor:ATX0 emplea OK, CONNECT, RING, NO CARRIER y ERROR.
    • ATX1 emplea CONNECT velocidad
  • ATZ
    • Reset
  • AT&C
    • Programa detección de portadora
  • AT&D
    • Programa control de DTR
  • AT&K
    • Programa control de flujo
  • AT&W
    • Almacena perfil configuración del usuario
  • AT&Y
    • Especifica que perfil de configuración usuario de los almacenados se va a utilizar

8. Programación de los registros s.

Los registros S contienen parámetros que controlan el funcionamiento del modem. Para programarlos se usa el comando ATS(Número_registro)=(valor_a_establecer).

Ejemplo: ATS0=9

Para revisar el contenido de un registro: ATS(Número_registro)?.

Ejemplo: ATS11?

095

OK

Comandos Múltiples

Se puede enviar al modem múltiples comandos en una sola linea. Ejemplo:

9. Perfil de parámetros de usuario

Se pueden programar distintas configuraciones del modem para operaciones en condiciones diferentes. Los modems Hayes pueden configurar hasta 4 conjuntos de configuraciones para sus parámetros:

1) Configuración activa. La utilizada cuando se hace o se

recibe una llamada.

2) Configuración de fabrica. La que esta almacenada en ROM, ya

contiene.

parámetros establecidos desde fábrica

3) Perfiles de usuario. Son dos configuraciones almacenadas en

NVRAM, permanecen intactas aun cuando se apaga el modem.

Un dígito binario posee dos estados y se denomina bit. Una agrupación de 8 bits se denomina byte y permite representar 256 estados diferentes.

* Nota Profesor:

* transmisión asíncrona: No hay un periodo de tiempo definido entre los caracteres transmitidos.

* Cada caracter transmitido viaja con unos bits de arranque y parada (ppo. y fin del cxaracter) La mayoría de la comuniaciones con PC son asíncronas transmision síncrona: Cada envio de un caracter se sincroniza con un pulso de reloj.

 

 

Autor:


codetel


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