CONTENIDO

DEFINICIÓN

El cablemódem (cable-módem o cable módem) es un tipo especial de módem diseñado para modular y demodular la señal de datos sobre una infraestructura de televisión por cable (CATV).

En telecomunicaciones, Internet por cable es un tipo de acceso de banda ancha a Internet. Este término Internet por cable se refiere a la distribución del servicio de conectividad a Internet sobre la infraestructura de telecomunicaciones.

Los cablemódems se utilizan principalmente para distribuir el acceso a Internet de banda ancha, aprovechando el ancho de banda que no se utiliza en la red de televisión por cable. Los abonados de un mismo vecindario comparten el ancho de banda proporcionado por una única línea de cable coaxial. Por lo tanto, la velocidad de conexión puede variar dependiendo de cuántos equipos están utilizando el servicio al mismo tiempo.

Los cablemódems deben diferenciarse de los antiguos sistemas de redes de área local (LAN), como 10Base2 o 10Base5 que utilizaban cables coaxiales, y especialmente diferenciarse de 10Base36, que realmente utilizaba el mismo tipo de cable que los sistemas CATV.

MODULACIÓN DE LA INFORMACIÓN

Existen distintos sistemas de modular una señal analógica para que transporte información digital.

Los dos métodos más sencillos son la modulación de amplitud y la modulación de frecuencia.

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

Baudios: Número de veces de cambio en el voltaje de la señal por segundo en la línea de transmisión. Los módems envían datos como una serie de tonos a través de la línea telefónica. Los tonos se `encienden' (ON) o `apagan' (OFF) para indicar un 1 o una 0 digital. El baudio es el número de veces que esos tonos se ponen a ON o a OFF. Los módems modernos pueden enviar 4 o más bits por baudio.

Bits por segundo (BPS): Número efectivo de bits que se transmiten en una línea por segundo.

Las leyes físicas establecen un límite para la velocidad de transmisión en un canal ruidoso, con ancho de banda determinado.

Throughput: Define la cantidad de datos que pueden enviarse a través de un módem en un cierto periodo de tiempo. La cantidad de datos que puede enviar un módem puede variar debido al ruido de la línea (que puede ralentizar) o a la comprensión de datos (que puede incrementar la velocidad hasta 4 veces el valor de los baudios).

Para mejorar la tasa efectiva de transmisión se utilizar técnicas de comprensión de datos y corrección de errores.

Comprensión 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.

La compresión de datos observa bloques repetitivos de datos y los envía al módem remoto en forma de palabras codificadas. Cuando el otro módem 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. 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 se envía información ya comprimida en el ordenador, el módem ya no podrá comprimirla más, y en estos casos los protocolos de compresión perjudican el rendimiento del módem.

Control de errores: La ineludible presencia de ruido en las líneas 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 además corregir los errores cuando se presenten.

En las conexiones por módem los bits se transmiten de uno en uno siguiendo el proceso de modulación de la información. Pero además 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 al ruido en el canal de la transmisión que provoca que algunos bits se mal interpreten. La forma más común de evitar estos errores es añadir a cada palabra un bit que indica 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 y tipo de paridad es básica en la configuración de los programas de comunicaciones. Otro de los parámetros necesarios son los bits de paro. Estos indican al equipo que recibe que la transmisión se ha completado (pueden ser uno o dos).

Estándares de control de errores:

El problema del ruido puede causar pérdidas importantes de la información en módem a velocidades altas, existen para ello diversas técnicas para el control de errores.

Cuando se detecta un ruido en un módem con control de errores, todo lo que se aprecia es una breve inactividad o pausa en el enlace de la comunicación, mientras que si el módem no tiene control de errores lo que ocurre ante un ruido es la posible aparición en pantalla de caracteres basura o, si se está transfiriendo un fichero en ese momento, esa parte del fichero tendría que transmitirse otra vez.

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

·        Módem Hayes V-Serie emplea modulación Hayes Express y un esquema de control de errores llamado Link Accesss Procedure-Módem (LAP-M).

·     Módem US Robotics con protocolo HTS emplea una modulación y control de errores propios de US Robotics.

·         Microcom Network Protocol (MNP).

·         Norma V.42.

Un módem que incorpora estas técnicas puede negociar con el módem al que se conecta el mejor método de corrección.

DIFERENCIAS ENTRE MÓDEM INTERNO Y EXTERNO

Los módem externos tienen algunas ventajas sobre lo internos.

La mayoría de los externos tienen luces que indican lo que está sucediendo durante la

sesión de comunicación, si está recibiendo o enviando datos, si aún está conectado, y otras informaciones. Funcionan con cualquier ordenador y se deben conectar a un puerto serie y tiene la ventaja de que se pueden mover fácilmente de un equipo a otro. Por otro lado, tienen la desventaja de su coste.

Los internos traen incorporados un puerto serie para comunicarse con el ordenador. Ocupan una ranura de expansión y toman energía de la fuente de alimentación del ordenador, lo que hace que aumente la temperatura de este.

CONEXIÓN ENTRE PC Y MÓDEM 

Interfaz RS-232C.

A fin de que ordenadores y módems de distintos fabricantes puedan interconectarse de manera universal, la norma americana rs-232c especifica características mecánicas, funcionales y eléctricas que deben cumplir la interconexión entre ordenador y módem.

Hay varios circuitos independientes en este interfaz. Dos de estos circuitos, el de transmitir datos(TD), y el de recibir datos (RD) forman la conexión de datos entre PC y módem. Hay otros circuitos en el interfaz que permiten leer controlar estos circuitos.

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

·     DTR (Data Terminal Ready). Esta señal indica al módem que el PC está conectado y listo para comunicar. Si la señal se pone OFF mientras el módem está on-line, el módem termina la sesión y cuelga el teléfono.

·    CD (Carrier Detect). El módem 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 módem 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 módem.

Control de flujo: Mecanismo por el cual el módem y ordenador gestionan los intercambios de información. Estos mecanismos permiten detener el flujo cuando uno de los elementos no puede procesar más información y reanudar el proceso cuando vuelve a estar disponible.

Métodos de control de flujo:

·        Control de flujo hardware: RTS y CTS permiten al PC y al módem parar el flujo de datos que se establece entre ellos de forma temporal. Este sistema es el más seguro y el soporta una operación adecuada a altas temperaturas.

·  Control de flujo software (XON/XOFF): Se utilizan dos caracteres especiales que controlan el flujo. Cuando el PC quiere que el módem pare su envió de datos, envía XOFF. Cando el PC quiere que el módem le envíe más datos, envía XON. Los mismos caracteres utilizan el módem para controlar los envíos del PC. Este sistema no es adecuando para altas velocidades.

Comandos de control del módem

La mayoría de los módem se controlan y responden a caracteres enviados a través del puerto serie. El lenguaje de comandos para módem más extendido es el de los comandos Hayes. Existen dos tipos principales de comandos:

·         Comandos que ejecutan acciones inmediatas (ATD marcación, ATA contestación o ATH desconexión).

·         Comandos que cambian algún parámetro del módem. (ATS/=90).

MODOS DE OPERACIÓN DEL MÓDEM

El modem tiene dos modos de funcionamiento:

Estado de comandos

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

Modo en línea

Cuando el módem se conecta con otro módem pasa a este modo. Aquí cualquier información que reciba del ordenador será enviada al otro módem. En este modo el módem no procesas la información y simplemente la transmite a través de la línea de comunicación.

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

En el desarrollo de conexión a través de módem el ordenador que origina la conexión, el usuario trabaja sobre un programa de comunicaciones que permite actuar sobre el módem.

Tecnología V.90 (Conexiones a 56K)

La recomendación llamada V.90 intenta que todos los modem de 56K sean compatibles entre sí, algo que beneficia sobre todo a proveedores de acceso a internet y a usuarios. Los modem V.90 han sido optimizados para utilizarse en conexiones a internet, permitiendo un ancho de banda teórico entre el usuario y el servidor remoto del proveedor de acceso de 56.000 bits por segundo cuando se descargan datos, y de 28.000 o 33.600 bps cuando se envían.

Como funciona:

La tecnología V.90 es casi un cincuenta por ciento de cada uno de los anteriores protocolos, X2 y K56Flex, beneficiándose de lo mejor de cada uno de ellos. Además la norma V.90 se beneficia de características existentes en anteriores normas (V.34) y de los trabajos llevados a cabo para definir el estándar, que han permitido implementar en la norma de 56K nuevos procesos que determinan más eficazmente la cantidad de ruido en la línea para, en función de éste, adoptar la relación óptima entre la señal y el ruido y obtener la máxima capacidad con la mayor estabilidad posible, informando con más precisión sobre la capacidad de la conexión y permitiendo cambios de ésta a lo largo del tiempo dependiendo de las posibles variaciones en el estado de la línea.

Para transmitir una señal a través de la red telefónica, ésta debe convertirse en una señal analógica hasta la central de conmutación, y enviándose de este modo a través de la red telefónica hasta la central cercana al proveedor, donde vuelve a convertirse en la señal analógica original que llegará hasta el modem, que a su vez volverá a convertirla en una señal digital manejable por el ordenador. Debido a la necesidad de convertir la señal entre analógico y digital y viceversa, además del ruido aleatorio que puede existir en la línea, aparece el ruido de cuantificación, que está causado por las pérdidas de información que se producen en cada conversión de analógico a la digital.

Los modem a 56K basan su funcionamiento en que uno de los dos modem (el del proveedor) está conectado directamente a una línea digital (RDSI o T1), lo que evita una conversión de digital a analógico y otra de analógico a la digital y, en consecuencia, el ruido de cuantificación resultante.

Ventajas e inconvenientes

Los módems de 56K se sitúan entre los módems de 33.6K y las otras opciones que generalmente permiten aumentar la capacidad en el acceso a Internet, tales como las líneas RDSI o líneas punto a punto.

Sin suponer una mejora impresionante si permiten, con una línea telefónica convencional sin mucho ruido y en núcleo urbano, comunicaciones de entre 40 y 50 Kbps.

Entre los inconvenientes el principal de ellos se encuentra en la red telefónica: si es necesario hacer más de una conversión de analógico a digital a lo largo del camino los módems de 56 Kbps no funcionan como tales, sino como modem V.34. Además, los módems de 56K son asimétricos siempre, y sólo funcionan en modo V.90 cuando se descargan datos desde un servidor V.90 (que a su vez está conectado a Internet), de manera que los envíos seguirán siendo a un máximo de 33.6K.

En los módems V.90 al aumentar el ancho de banda disponible para recibir disminuye el destinado para realizar envíos, con el único límite de que ambos valores sumandos no superen los 64 Kbps que es límite total de la red telefónica pública conmutada.

Como saber si los módems a 56K pueden funcionar.

Para determinar a groso modo si en una línea telefónica es posible conectarse a 56K se pueden hacer algunas pruebas orientativas:

·         Si el teléfono o módem puede marcar por tonos su central de conmutación es digital. Si tiene que marcar por pulsos entonces es analógica, y el módem de 56K no funcionará.

·         Donde sea necesario marcar un 0 o un 9 para obtener línea exterior tampoco se podrá, debido al obstáculo que supone la centralita, que en ocasiones hace sus propias modulaciones, codificaciones o multiplicaciones. En estas ocasiones se puede intentar conectar el módem a la clavija del fax que suele tener una línea dedicada que no pasa por la centralita.

·       Cuando hablamos por teléfono prestando atención a la calidad de las voces y al ruido de fondo, o marcando un número de teléfono que no esté operativo y escuchando. Si se oyen muchas voces de fondo o ruido extraño es que la línea tiene demasiadas perturbaciones y necesitamos que nos la clarifiquen, para lo que nos tendremos que poner en contacto con nuestra compañía telefónica.

·       Si vivimos en un núcleo urbano lo más seguro es que la central de conmutación esté lo suficientemente cerca de nosotros, pero si vivimos un poco lejos habrá que preguntar a Telefónica la central que corresponde a nuestro número de teléfono. Si estamos a más de cinco kilómetros tendremos problemas en las comunicaciones a 56 Kbps, ya que la señal analógica se degrada con la distancia.

·     También hay que tener en cuenta que las líneas telefónicas de EE. UU y Europa son diferentes y por tanto existen modelos de módems a 56 K para los diferentes mercados.

·    Los módems de 56K consiguen una capacidad de transmisión de 56.000 bits por segundo sobre líneas telefónicas convencionales siempre que haya dos módems compatibles en ambos extremos, siempre que las condiciones de la línea telefónica lo permitan.

Soporte hardware

Además de la línea el ordenador al que se piensa conectar un módem V.90 también debe cumplir ciertas condiciones para que el módem funcione al máximo de sus posibilidades.

Será necesario disponer de un puerto serie capaz de manejar cantidades de datos relativamente grandes sin saturar el ordenador y provocar pérdidas de información o generar errores.

Los V.90 requieren la presencia de una UART que permita configurar una capacidad de transferencia en el puerto serie.

Lo que hace una UART es, básicamente, convertir los datos en paralelo que salen y entran al y desde el ordenador en datos serie que son capaces de manejar los módems.

En los módems internos no deberemos preocuparnos por la UART, ya que estos módems están provistos de un puerto serie propio basado en o emulando una UART de acuerdo con la capacidad del módem.

Lo más recomendable es disponer de un puerto ESP, que son los necesarios para aprovechar las ventajas de los módems de 56 Kbps, debido a que la capacidad del puerto determina qué nivel de comprensión se quiere aplicar a los datos transferidos. Pero en realidad tampoco es imprescindible disponer de él, debido a que la mayoría de los datos procedentes de Internet han sido comprimidos previamente en formatos .zip, .gif, .jpg, por ejemplo, lo que reduce su capacidad de comprensión hasta el punto que intentar comprimirlos una vez más supone ralentizar el envío incluso por debajo de la capacidad máxima de un módem. Ciertos tipos de formatos si es posible comprimirlos eficazmente dos y cuatro veces antes de enviarlos. Si habitualmente vamos a hacer este tipo de envíos se puede configurar una comprensión de 4:1.