Portada Cable-Módem

 módem

Introducción

Los módem siguen siendo un misterio para muchos de los individuos que los han adquirido, muchos pensamos que los módem representan la única forma de comunicación viable hoy en día para enviar y recibir información entre computadoras. 

La tecnología de los módem ha avanzado de forma impresionante en los últimos años. Los nuevos módem son más fáciles de usar, funcionan a mayor velocidad, son más baratos, mas fiables, y consumen menos electricidad ocupando menos espacio. Los módem ofrecen prestaciones estándar que anteriormente eran consideradas “un lujo”.

Evolución histórica

El termino módem viene de “MOdulador”, y por el otro “DEModulador”.

- Modular: significa convertir una información del formato utilizado por el Pc a un formato que pueda transmitirse por teléfono .

- Demodular: significa lo contrario: hacer inteligible para el Pc una información transmitida por línea
telefónica.

El módem nos permite comunicarnos con el mundo exterior fuera de casa y de la oficina, veamos cómo incorporar dicho elemento a nuestro equipo:

Los primeros dispositivos electrónicos de comunicaciones –el telégrafo y el teleimpresor- se telecomunicaban unos con otros intercambiando señales de pulsos de corriente continua (DC) a través de un cable largo. Los ordenadores y terminales de hoy en día utilizan una versión mejorada de ésta técnica y otros estándares de comunicación entre ordenadores.

Los teléfonos, por contraste, se comunicaban pasando una señal analógica de audio por la línea. La potencia y frecuencia de la señal depende del volumen y sonido que está siendo enviado . Como la red telefónica está diseñada para transportar señales de voz, no puede transportar señales DC , que son utilizadas para las comunicaciones entre ordenador.

Como el uso de los ordenadores se generalizó en las décadas de 1950 y 1960, creció la necesidad de conectar ordenadores y terminales por medio de las líneas telefónicas ordinarias.

La respuesta de ATT fue el módem Bell 103, éste convierte los pulsos digitales de los ordenadores en tonos analógicos que se pueden transmitir a través de un circuito telefónico y normal.

El módem Bell 103 operaba a una velocidad de 300 bits por segundo. Esto resulta penosamente lento para los estándares actuales, pero resultaban suficientemente para los lentos terminales de impresión del momento. Al permitir que el terminal se encontrase separado físicamente del ordenador, el módem hizo que los recursos estuvieran disponibles virtualmente en cualquier lugar.

Recientes mejoras de la tecnología de los módem permiten alcanzar velocidades de 57.600 bits por segundo, 192 veces la velocidad del módem original Bell 103. Como veremos en el apartado de los módem inteligentes para alcanzar estas velocidades éstos utilizan microprocesadores.

El módem Bell103 utilizaba dos pares de tonos para representar los estados on y off de la línea de datos RS-232C. Un par de tonos lo utiliza el módem que realiza la llamada, y el otro par lo utiliza el módem que la recibe.

Definición

Un módem es un dispositivo hardware que modifica la señal de salida de un ordenadora fin de que pueda transmitirse a través de las líneas telefónicas normales.

Su misión es convertir la señal analógica de la línea telefónica en señal digital comprensible para el ordenador y viceversa.

Características de un módem

Todos los módem incluyen componentes comunes, como un transmisor y un receptor. El transmisor modula la señal digital a analógica (tonos y sonidos), y el receptor demodula la señal analógica recibida y la convierte de nuevo en digital .

- SEÑAL PORTADORA Y ONDA SENOIDAL.

Cuando dos módem se comunican, intercambian tonos audibles, continuos denominados señales portadoras. Cada señal portadora tiene una frecuencia establecida por los fabricantes de módem o un estándar publicado. Si un módem detecta la ausencia de portadora durante un intervalo superior a pocos milisegundos, interrumpe la conexión ( el módem cuelgo). Las señales portadoras son generadas como ondas senoidales. Las ondas senoidales comienzan con un voltaje cero y suben hasta llegar a un cierto valor positivo, luego vuelven a cero, luego al mismo valor pero en negativo, y luego a cero. Cuantos más ciclos se produzcan en una unidad de tiempo mayor será la frecuencia de la señal.

Circuito de transmisión

- Amplificadora de entrada de datos: tiene por función la recepción de datos digitales procedentes de los equipos de transmisión de datos (ETD).

- Modulador / Oscilador: el modulador conmuta los circuitos de resonancia del oscilador para producir los estilos de marca y espacio. El oscilador genera la frecuencia portadora.

- Filtro de transmisión: recibe la onda de salida procedente del modulador. Este filtro paso-banda limita el aspecto de frecuencia de la señal transmitida.

- Atenuador: Consta de un cierto número de secciones de atenuación que pueden conectarse en serie. Esto permite el ajuste del nivel de salida a la línea telefónica.

- Amplificador de salida de línea: amplifica la señal hasta su nivel adecuado para su transmisión por la línea.

- Transformador de línea: adapta la salida del módem a la impedancia de la línea telefónica.

Circuito de recepción

- Amplificador de entrada de línea: recibe las señales procedentes de la línea telefónica amplificándolas hasta el nivel adecuado para su tratamiento y demodulación .

- Igualador de fase: es una red de compensación que minimiza la distorsión de retardo de grupo introducida por la línea de comunicación.

- Filtro de recepción: es un filtro paso-banda que suprime los componentes de frecuencia fuera de la banda de transmisión .

- Limitador: Es un amplificador que produce un nivel constante en su salida.

- Demodulador: este circuito produce señales de corriente continua en función de las frecuencias recibidas de la línea telefónica.

- Detector de señal recibida: es un circuito que proporciona una señal de salida siempre que el nivel de señal recibido de la línea sea superior a un cierto valor.

- Amplificador de salida de datos: proporciona las señales digitales de salida. El amplificador contiene un conformador de impulsos para asegurar que la salida sea una onda cuadrada.

- Circuitos lógicos, unidades de línea y recortadores: el módem contiene una lógica de control, transformadores de línea y redes de comunicación de línea. Los circuitos lógicos reconocen las señales de la interface con el ETD, generan respuestas apropiadas y provocan las acciones requeridas. El dispositivo de conmutación de línea se requiere sólo cuando se alternan la transmisión vocal con la de datos.

Problemática

Los módem tienen diferentes velocidades de transmisión, éstas se miden en una unidad denominada “baudio” (es la velocidad de transmisión de datos, se suele medir en bits por segundo –bps-), los índices estándar de transmisión oscilan entre 300 y 1200 baudios, y se traduce aproximadamente en un número similar de palabras por minuto.

Podemos distinguir diferentes tipos de problemas:


-PROBLEMAS DE VELOCIDAD.-

Cuanto más deprisa se envían las palabras y los números mayor número de ellas se pierden, cuanto más despacio se envíen menos se pierden, pero esto acarrea un mayor empleo de tiempo. Esto es debido a :

El sistema telefónico analógico actual no puede soportar los cambios de tensión continua repetidos para la transmisión digital de datos, estos datos digitales tienen que ser convertidos primero en señales de audio que puedan ser transmitidas por las líneas telefónicas. El dispositivo capaz de realizar estas conversiones es el ya denominado módem.

La evolución en la relación velocidad / precio de los módem es, en gran medida, una de las fuerzas impulsoras del resurgir actual experimentado por las telecomunicaciones en el PC. Al incrementarse las velocidades de los módem la utilidad de la transferencia del Software, las comunicaciones interactivas, el acceso a la base de datos y otras utilidades se hacen más importantes. La tendencia a lograr velocidades superiores continuará sin duda alguna, hasta que las computadoras personales puedan comunicarse mediante un sistema nacional de telecomunicaciones a una velocidad comparable a la de un bus de E/S de una computadora .

El horizonte actual de las telecomunicaciones está ligado al desarrollo de la Red digital de servicios integrados (ISDN) .


- PROBLEMAS DE INTERFERENCIAS.-

Las interferencias de las líneas telefónicas son las culpables de que parte de la información se pierda o se altere, si el módem no es capaz de captar lo que se ha transmitido en un exacto de 1/38 de segundos (que es el tiempo necesario para enviar una letra del alfabeto), la información percibida será errónea o la ignorará . Con el fin de evitar el ruido aditivo empleamos el bimódem.

Partes y conexión

1.- Aquí se presenta un fragmento de lo que se puede encontrar bajo la cubierta de un módem. El módem tiene cuatro áreas principales: suministrador de corriente, interfaz de abonado, CPU y circuitería del módem.

2.- La parte analógica del módem comienza con el interfaz de línea de abonado, que se conecta con la red telefónica. La circuitería de sobrecarga protege al módem de los rayos y otros fenómenos eléctricos.

3.- La unidad central de proceso, CPU, es el corazón del módem. La CPU controla todos los componentes del módem y realiza la compresión de datos y chequeo de errores especificados por los protocolos CCITT. El programa de la CPU toma datos de dos ROM y utiliza dos RAM de 64K para el almacenamiento temporal.

4.- El chip de módem realiza la compleja conversión entre señales digitales y señales analógicas de audio. Sin este chip, la circuitería del módem necesitaría miles de transistores y otros componentes electrónicos.

5.- La circuitería de la CPU del módem, como la de un ordenador, requiere una fuente de alimentación regulada y constante. El suministrador de corriente de la placa convierte la corriente alterna (AC) del transformador de corriente continua (DC).

6.- El interfaz RS-232C conecta el módem con un terminal u ordenador. Dirigidos por los comandos recibidos a través del puerto RS-232C, los módem inteligentes pueden almacenar y marcar números telefónicos automáticamente.

Configuración del Módem

Con la configuración de fábrica, el módem puede instalarse en el ordenador directamente, si es de tipo externo (ver apartado x), no será necesario efectuar ninguna configuración, pues bastará conectarlo a un puerto serie situado en la parte trasera de la carcasa del ordenador, a la alimentación y encenderlo. Los de tipo interno se instalan en un slot de expansión de la placa base, por lo que resultará necesario abrir la carcasa.

Lo más habitual es que los módem internos estén configurados para trabajar en el puerto serie COM4, y la interrupción IRQ3, lo que no ocasiona interferencias con el resto de dispositivos instalados en el ordenador. En todo caso, mediante la tecnología Plug & Play ( Pinchar y Listo), el sistema operativo configurará el módem de un modo automático.

Los externos al ir conectados en un puerto físico del ordenador (COM1 ó COM2, siendo este último el más habitual, pues el primero suele ser utilizado por el ratón), toman de él su configuración.

Tanto los módem internos como los externos necesitan una serie de controladores o drivers para que puedan ser reconocidos y utilizados correctamente por el sistema operativo. Estos se adjuntan con el propio módem en disquete o CD-ROM.

Tipos de Módem

- Módem interno

- Módem externo

- Módems Pc-Card

- HSP o Winmódems

- Módems completos

- Módem de distancia limitada

- Módem de fibra óptica

- Módems portátiles

- Placas de fax y módem de datos

Instalación de un módem

En caso de que se trate de un módem externo conectaremos su cable de datos al puerto serie elegido de la parte trasera del ordenador . Se realizará la toma de corriente, que si es a la red eléctrica dispondrá de un transformador, y si es al conector del teclado, de un bifurcador.

Si se trata de un módem interno, tendremos que abrir la carcasa del ordenador retirando los tornillos que fijan las alas metálicas de la parte posterior de la tapa al chasis para poder instalar la tarjeta. En la placa base encontramos las ranuras de expansión o slots. Utilizaremos unas de ellas para conectar el módem. Antes de pinchar la tarjeta, será necesario retirar una de las tapas metálicas de la parte trasera del chasis. Éstas pueden ser independientes del mismo y estar fijadas a él mediante un tornillo, o estar integradas en el conjunto, por lo que en este caso será necesario arrancar una para dejar libre el hueco.

Una vez retirada la lámina deberá colocarse la tarjeta con las salidas de Línea (Line) y Teléfono (Phone) hacia el hueco abierto y hacer coincidir su barra de conectores con el slot. Ejerciendo una presión moderada la barra de conectores encajará en el mismo. Sólo resta fijar la tarjeta al chasis con el tornillo de la tapa retirada y cerrar la carcasa.

Tanto en el caso del módem interno como en el externo, el cable de la línea telefónica debe conectarse en la entrada LINE, pues la llamada PHONE está destinada a la conexión de un teléfono externo, y se puede dejar libre.

Instalación de un módem

En caso de que se trate de un módem externo conectaremos su cable de datos al puerto serie elegido de la parte trasera del ordenador . Se realizará la toma de corriente, que si es a la red eléctrica dispondrá de un transformador, y si es al conector del teclado, de un bifurcador.

Si se trata de un módem interno, tendremos que abrir la carcasa del ordenador retirando los tornillos que fijan las alas metálicas de la parte posterior de la tapa al chasis para poder instalar la tarjeta. En la placa base encontramos las ranuras de expansión o slots. Utilizaremos unas de ellas para conectar el módem. Antes de pinchar la tarjeta, será necesario retirar una de las tapas metálicas de la parte trasera del chasis. Éstas pueden ser independientes del mismo y estar fijadas a él mediante un tornillo, o estar integradas en el conjunto, por lo que en este caso será necesario arrancar una para dejar libre el hueco.

Una vez retirada la lámina deberá colocarse la tarjeta con las salidas de Línea (Line) y Teléfono (Phone) hacia el hueco abierto y hacer coincidir su barra de conectores con el slot. Ejerciendo una presión moderada la barra de conectores encajará en el mismo. Sólo resta fijar la tarjeta al chasis con el tornillo de la tapa retirada y cerrar la carcasa.

Tanto en el caso del módem interno como en el externo, el cable de la línea telefónica debe conectarse en la entrada LINE, pues la llamada PHONE está destinada a la conexión de un teléfono externo, y se puede dejar libre.

Configuración de un módem

Con la configuración de fábrica, el módem puede instalarse en el ordenador directamente sin que ocasione ningún problema. Si es de tipo externo no será necesario efectuar ninguna configuración, pues bastará conectarlo a un puerto serie situado en la parte trasera de la carcasa del ordenador, y a la alimentación.

Lo más habitual es que los módems internos estén configurados para trabajar en el puerto serie COM4, y la interrupción IRQ3, lo que no ocasiona interferencias con el resto de los dispositivos instalados en el ordenador.

Los módem externos, al ir conectados en un puerto físico del ordenador (COM1 o COM2), toma de él su configuración .

Tanto uno como el otro necesitan una serie de controladores o drivers para que puedan ser reconocidos y utilizados correctamente por el sistema operativo. Éstos se adjuntan con el propio módem en disquete o cd-rom.

Conexión por módem

1.-Este terminal remoto se conecta vía módem con el ordenador central. El terminal se conecta con el módem que realiza la llamada por medio de una conexión RS-232C. El terminal envía los datos al módem por el pin 2 del conector RS-232C, y recibe los datos desde el módem por medio del pin 3.

2.-El módem convierte los pulsos on y off de los datos RS-232C a tonos modulados de audio.

3.-El módem del ordenador convierte los tonos de audio a pulsos RS-232C, que se envían al ordenador central.

4.-Conexión con la línea telefónica.

5.-Líneas de la compañía telefónica.

6.-Tonos analógicos de audio.

7.-Datos de terminal al ordenador central.

Datos del ordenador central al terminal.

8.-Conexión RS-232C al terminal.

9.-Conexión con la linea telefónica.

10.-Señal digital RS-232C

11.-Ordenador central.

Procesos para establecer una conexión

El modo normal de funcionamiento de una línea conmutada se puede definir con los siguientes apartados:

1.- Establecimiento y corte de las comunicaciones: La señal que procede del extremo distante, es lo que origina que el módem local se conecte a la línea telefónica del equipo de transmisión de datos. La desconexión se produce al desactivarse el mismo circuito dando fin a la comunicación.

2.- Inicio de la transmisión.- El terminal indica que quiere transmitir activando el circuito lo que origina que el módem se prepare y envíe una señal portadora a su colateral, devolviendo la señal cuando esté estable el enlace. A partir de entonces el equipo de transmisión de datos puede empezar a enviar datos.

3.- Transmisión de datos.- El terminal envía los datos en serie por el circuito hacia el módem que los transmite hasta su colateral pasándolos éste al equipo de transmisión de datos que tiene conectado.

4.- Control de flujo.- Para regular que el intercambio de datos se produzca a un ritmo tal que los equipos implicados no tengan problemas con la capacidad de los “buffers” , se establecen mecanismos de control, este control es equivalente al que se consigue mediante las señales XON / OFF .

5.- Liberación de circuito.- Siempre que no sea de conexión permanente.

Desventajas de acceso a internet por cable

- Como todas las tecnologías de redes residenciales (ej: DSL, WiMAX, etc.), una capacidad de canal fija es compartida por un grupo de usuarios (en el caso del Internet por cable, los usuarios en una comunidad comparten la capacidad disponible que provee un solo cable coaxial). Por lo tanto, la velocidad del servicio puede variar dependiendo de la cantidad de personas que usen el servicio al mismo tiempo. No obstante, es muy raro que esto suponga un problema y muy rara vez supone pérdidas de caudal de conexión

- Muchos proveedores de Internet por cable prefieren ofrecer el acceso al Internet junto con suscripciones de televisión por cable. Esto lo hacen al cobrar tarifas más altas por el servicio de Internet solamente, comparadas con tarifas especiales de ambos servicios juntos, ya que a ellos les sale al mismo precio.

Ventajas de acceso a internet por cable

- El rendimiento de la conexión no depende de la distancia de la central, pudiendo llegar fácilmente a las velocidades reales contratadas; esto muy raramente ocurre con ADSL, motivo de queja de muchos clientes.

- Una muy baja latencia o Ping respecto a ADSL. Rondando de 5 a 12 ms frente a los +30ms de los ADSL.

- Información de sobrecarga u overhead information (pérdida de caudal útil) menor al de conexiones DSL.

Algunos fabricantes de cablemodem

· Ubee Interactive

· 3Com

· Cisco Systems

· Ericsson

· Motorola

· Nortel Networks

· RCA

· ARRIS

· Scientific Atlanta

· Technicolor (Thomson)

· Toshiba

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