Modelo de capas inferiores

-Control de enlace lógico (LLC)

-Control de acceso al medio (MAC)

-Nivel físico

En la capa física se genera y elimina el preámbulo de las tramas para la sincronización, se lleva a cabo la codificación y decodificación de las señales. 

En la capa de enlace de datos se provee el punto de acceso al servicio (SAP), provee los dos tipos de servicios, orientado a la conexión  y comunicación sin conexión. Se encarga de controlar errores y el flujo de datos. Todo esto bajo el esquema del enlace lógico.

En cuanto al control de acceso al medio, esta misma capa se encarga de el ensamblado de los datos, el direccionamiento y la deteción de errores en la trama. A su vez controla el acceso al medio de transmisión de la LAN.

Detección de errores

Doble paridad

Se crean dos niveles de paridad para que ningún bit de paridad actúe dos veces sobre el bit original. En el caso de una matriz, se agrega una nueva fila y columna de verificación, además de un bit extra para verificar que éstas no contengan algún error.

100010 <- nueva columna
001001
001010
100000<- bit de verificación
  ^---------- nueva fila

Código de Hamming

Crado por Richard Hamming, permite detectar errores hasta de dos bits dentro de las palabras. Para esto se añaden una serie de bits de paridad que actúen solamente en un conjunto de bits

El código funciona de la siguiente manera:

1.- Todos los bits cuya posición es potencia de dos se utilizan como bits de paridad (posiciones 1,2,4,8,16, etc.).
2.- Los bits del resto de posiciones se utilizan como bits de datos (posiciones 3,5,6,7,9,10,11,12,etc.)
3.- Cada bit de paridad se obtiene calculando la paridad de alguno de los bits de datos. La posición del bit de paridad determina la secuencia de los bits que comprueba y salta alternativamente

· Posición 1: comprueba 1, salta 1, comprueba 1, etc.
· Posición 2: comprueba 1, salta 2, comprueba 2, salta 2, comprueba 2, etc.
· Posición 4: comprueba 3, salta 4, comprueba 4, salta 4, comprueba 4, etc.
· Posición 8: comprueba 7, salta 8, comprueba 8, salta 8, comprueba 8, etc.
· Posición 16: comprueba 15, salta 16, comprueba 16, salta 16, comprueba 16, etc.

El bit de paridad de la posición 2^n checa los bits en la posiciones que tengan al bit n en su representación binaria.

Tipos de errores

-Errores de bit: 

Es más fácil identificar el bit que está dañado. Significa que un bit cambia de 1 a 0 o 0 a 1.

Son menos probables, ya que la duración del ruido llega a afectar a más de uno. Sin embargo pueden ocurrir en transmisión paralela. 

-Error de ráfaga: 

Puede llegar a afectar a un paquete completo. Va a depender de la velocidad de la transmisión. La longitud del error de ráfaga es de 8 bits, puede que se modifiquen sólo algunos bits.

Es más probables en transmisiones en serie, ya que los datos van consecutivos, desde que comienza el ruido hasta que finaliza. 

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

-Detección de errores:

La técnica que se usa se denomina redundancia, se añade un grupo más pequeño de bits al final de cada unidad. Se descarta en cuanto se comprueba la exactitud de la transmisión.

Los códigos usados son VRC, LRC. CRC, checksum.

El más utilizado es la verificación de paridad. Se obliga a que el número de 1's sean pares, si ya lo son sólo se agrega 0, si no lo son se agrega 1.

VRC no puede detectar errores cuando el número total de bit cambiado sea par.

La verificación de redundancia cíclica añade secuencia de bits denominada CRC. Utiliza un polinomio generador. Los datos y el código de CRC deben dividirse, y el residuo debe dar 0.

Modificación por codificación de pulsos (PCM)

Permite convertir una señal analógica en una digital, y utiliza los siguientes pasos:

Muestreo

Permite reducir una señal continua a una discreta. La frecuencia de muestreo, que se mide en Hertz,  se define como el número de muestras obtenidas por segundo fs=1/T. Para obtener la señal original, se utiliza el teorema de Nyquist.

Teorema de Nyquist

En el teorema de Nyquist, cuando se muestrea una señal, su frecuencia de muestreo debe ser mayor que el doble del ancho de banda de la señal de entrada, para reconstruir la señal original. Si B es el ancho de banda y Fm la frecuencia de muestreo, el teorema se expresa de la siguiente manera: 

2B < F_m

Cuantización

Aproxima un rango continuo de valores a un conjunto pequeño de símbolos discretos. En este proceso se mide el nivel de amplitud de las muestras obtenidas en el paso anterior, y se les asigna un valor discreto, vía aproximación en un margen de niveles que se eligen en función de la resolución del código empleado para la codificación.

_{Codificación}

Consiste en la traducción de los valores que fueron cuantificados en el paso anterior al sistema binario. El nivel de la señal es positivo o negativo. Los métodos más utilizados para la codificación son NZR-L y NZR-I

Modulación

Modulación: utilizado para adaptar señales para viajar por un medio físico, o robustecerlas. 

Componentes: 

Señal portadora

Señal moduladora

Señal analógica moduladora y portadora

AM; Amplitud modulada

FM: Frecuencia modulada

PM: Fase modulada, cambio de polaridad, de positivo a negativo (0) cambio de negativo a positivo (1).El cambio de fase sólo se da cuando hay un cambio de 0 a 1. 

Señal portadora analógica y moduladora digital

Señal binaria: senosoidal.

ASK: Viene de digital muestra señal, luego 0, luego presencia de señal.

FSK: se dan ciclos

PSK: Señal de positivo a negativo y cambia de fase. cambios de fase dependiendo del tipo de señal.

Señal portadora digital y señal modulada analógica

PAM, PDM, PPM. PCM. pulse amplitude, duration, position, code modulation. Ej: GSM

Señal portadora digital y moduladora digital

codificación NRZ-L o NRZI: No return to zero level o invert on ones.

NRZ

NRZ-L: el 0 se grafica arriba y el uno abajo

NRZI: Sólo se grafica un cambio en la presencia de un 1. 

Multinivel

AMI-Bipolar: Se grafica línea mientras sea 0, si es uno cambia la última posición. Todos los 0 están en línea existen 1 positivo y negativo intercalado.

Pseudoternario: los 1 están en línea, hay 0 positivos y negativos. Si está en positivo pasa a negativo y visceversa

Bifase

Manchester: sirve para asegurar que en cada momento se haga un cambio de fase, de positivo a negativo visceversa. Z=0  S=1

en medio del periodo cambia de fase.

Manchester diferencial: se hace cambio de fase cuando hay 0, permanece en la misma fase anterior cuando hay un 1

Señales y sistemas (analógicos y digitales)

Una señal es una forma de comunicación entre procesos. Se clasifica en:

Analógicas

- Puede tomar cualquier valor de amplitud
- Variación continua de amplitud del tiempo

Digitales

- Toma un número finito de amplitudes
- Cambia la amplitud en instantes espaciados uniformemente

Un sistema es el conjunto de hardware y software que permite almacenar y procesar información. al igual que las señales, se clasifican en analógicos y digitales.

Analógicos

- Requiere menos componentes que un sistema digital
- Mas difíciles de implementar en un C.I. analógico
- Mas sensibles al ruido
- El ruido se acumula en las señales analógicas cada vez que se procesan

Digitales

- Requiere mas componentes
- Mas sencillos de implementar
- Velocidad limitada por el procesado digital y la velocidad de muestreo del conversor A/D
- No puede trabajar con señales analógicas con un ancho de banda muy grande.

Para convertir señales analógicas a digitales, se utiliza la Modulación de Pulsos Codificados, que tiene los siguientes pasos:

Cuantización: Aproxima un rango continuo de valores a un conjunto de símbolos discretos o
valores enteros

Muestreo: Tomar muestra de la condición del instante en que se encuentre la señal

Codificación: Se obtiene un conjunto de 0 y 1 a partir de la muestra obtenida