mapa mental de dispositivos de comunicaciones

mapa conceptual de multiplexacion

Detección y corrección de errores

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

8.1- 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

Unicamente 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 significa 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 dode bits afectados depende de la tasa de datos y de la duración del ruido

8.2.- 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.

8.2.1.- 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)

8.2.2.- Verificación 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.

8.2.3.- Verificación 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.

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1.3 Señales y su clasificación: Analógicas, digitales, eléctricas y ópticas

1.3 Señales y su clasificación: Analógicas, digitales, eléctricas y ópticas

Las señales periódicas se repiten con un  periodo, mientras las señales aperiódicas o no periódicas no se repiten .Podemos definir una función periódica mediante la siguiente expresión matemática, donde t puede ser cualquier número y   es una constante positiva: 

 Señales determinísticas y aleatorias

Una señal determinística  es una señal en la cual cada valor está fijo y puede ser determinado por una expresión matemática, regla, o tabla. Los valores futuros de esta señal pueden ser calculados usando sus valores anteriores teniendo una confianza completa en los resultados. Una señal aleatoria, tiene mucha fluctuación respecto a su comportamiento. Los valores futuros de una señal aleatoria no se pueden predecir con exactitud, solo se pueden basar en los promedios  de conjuntos de señales con características similares

Señal analógica:

Una señal analógica es un tipo de señal generada por algún tipo de fenómeno electromagnético y que es representable por una función matemática continúa en la que es variable su amplitud y periodo (representando un dato de información) en función del tiempo. Algunas magnitudes físicas comúnmente portadoras de una señal de este tipo son eléctricas como la intensidad, la tensión y la potencia, pero también pueden ser hidráulicas como la presión, térmicas como la temperatura, mecánicas, etc.

Señal digital:

La señal 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. Por ejemplo, el interruptor de la luz sólo puede tomar dos valores o estados: abierto o cerrado, o la misma lámpara: encendida o apagada.

Los sistemas digitales, como por ejemplo el ordenador, usan lógica de dos estados representados por dos niveles de tensión eléctrica, uno alto, H y otro bajo, L (de High y Low, respectivamente, en inglés).

Referido a un aparato o instrumento de medida, se dice que el aparato es digital cuando el resultado de la medida se representa en un visualizador mediante números (dígitos) en lugar de hacerlo mediante la posición de una aguja, o cualquier otro indicador, en una escala.

Señal eléctrica:

Una señal eléctrica es un tipo de señal generada por algún fenómeno electromagnético. Estas señales pueden ser analógicas, si varían de forma continua en el tiempo, o digitales si varían de forma discreta (con valores dados como 0 y 1). Entenderemos por señal eléctrica a una magnitud eléctrica cuyo valoro intensidad depende del tiempo. Así, v(t) es una tensión cuya amplitud depende del tiempo e i(t) es una corriente cuya intensidad depende del tiempo.

Señal óptica:

La comunicación óptica es cualquier forma de comunicación que utiliza la luz como medio de transmisión. Un sistema óptico de comunicación consiste de un transmisor que codifica el mensaje dentro de una señal óptica, un canal, que transporta la señal a su destino, y un receptor, que reproduce el mensaje desde la señal óptica recibida.

Hay muchas formas de comunicaciones ópticas no tecnológicas, incluyendo el lenguaje corporal y el lenguaje de señas. Técnicas como el telégrafo óptico, las banderas de señales, señales de humo y hogueras fueron las primeras formas de comunicación óptica tecnológicas.

La fibra óptica es el medio moderno más común para la comunicación óptica digital. Los sistemas de comunicación óptica de espacio libre también son utilizados en una gran variedad de aplicaciones.

La Hormiga y la Cigarra

nos habla de los abusos, responsabilidad, el compromiso y la responsabilidad con su familia

"Ahí está... otro día más y la hormiga trabajando a brazo partido todo el verano bajo un calor aplastante. Cuida su casa, protege a su familia y trabaja sin despreciar cada segundo para que él y sus futuras generaciones puedan gozar de un mejor porvenir. Todos los años cumple la misma rutina: se aprovisiona de los víveres necesarios para el invierno. Mientras otros gozan de la primavera, ahí está la hormiga preparándose para el siguiente invierno.


Mientras tanto, la cigarra no deja de disfrutar cada temporada como si fuera la última. Ríe y ríe a más no poder. Se pasa el verano riendo, bailando y jugando. Pero, contrario a la hormiga, la cigarra se la pasa tiritando, sin suficientes provisiones o casa propia cuando llega el invierno.


El mismo patrón se repite cada nueva temporada. En el verano, la hormiga trabaja, la cigarra disfruta. En el invierno, la hormiga descansa, la cigarra resiente. Hasta que un día, el cansancio, la carencia y una tormenta de frío, de esas que no pasan en centurias, llevaron a la cigarra a cuestionarse el status quo. Ella comprendió que tenía que cambiar su destino. Determinada, la cigarra se juro que no pasaría otro invierno sufriendo y viendo a la hormiga descansar.


Decide formar un movimiento: "Todos por la cigarras". ¿La misión? Que todas las cigarras tengan vivienda y comida.





Los reclamos de las cigarras llegan a oídos de los medios locales. Los medios muestran como las cigarras y otros insectos pasan frío y calamidades. Se ven videos donde las hormigas, en pleno invierno, descansan en su casa con la mesa llena de comida.


Otros miembros de la comunidad quedan horrorizados de cómo una cigarra vive en tal estado deplorable mientras la hormiga vive en la comodidad.


Una activista cigarra decide llamar la atención de la sociedad encaramándose en el palo más alto de la localidad. Miles de insectos congestionan el paso de otros para poder leer lo que dice el mensaje: "Por la paz de las cigarras".


Mientras tanto ahí está la hormiga trabajando de sol a sol para prepararse al siguiente invierno. No tiene tiempo para otra cosa que trabajar, producir, guardar y proveer.


Algunas cigarras concentran su intelectualidad en descifrar el porqué la cigarra no tiene, y la hormiga sí. Se suman cientos de investigaciones y estudios en las universidades y centros de estudios para descifrar el fracaso del gobierno local en corregir las desigualdades sociales y la injusticia económica.





Respondiendo "al clamor del pueblo", una cigarra política decide presentar un proyecto de ley a la Legislatura que busca la igualdad económica. Empresas cabildean para ser los primeros en la fila. Grandes recursos gubernamentales se enfocan a ayudar a la cigarra cargando impuestos a aquellos como la hormiga.


Con el correr del tiempo, más y más cigarras se unen al movimiento de"Todos Por Las Cigarras". Más derecho a vivienda, comida, cuidado y educación de los "cigarritos", trabajo, luz, agua y la lista sigue. ¿Las hormigas? Más impuestos.


El tiempo sigue su movimiento firme en el pueblo de la cigarra y la hormiga. Mientras la cigarra disfruta de los beneficios sin tener que preocuparse por el próximo invierno, la hormiga sigue ahí, trabajando a brazo partido todo el verano bajo un calor aplastante. A lo lejos, la esposa hormiga mira preocupada a su esposo, mientras su hijo adolescente cuestiona: "¿porqué Papá trabaja más, gana menos y no vive como la cigarra?", ella lo mira sin saber que responderle."