Transmisión de datos: La conexión física

Julio 2015

¿Qué es un canal de transmisión?

Una línea de transmisión es una conexión entre dos máquinas. El término transmisor generalmente se refiere a la máquina que envía los datos, mientras que receptor se refiere a la máquina que recibe los datos. A veces, las máquinas, pueden ser tanto receptoras como transmisoras (esto es lo que generalmente sucede con las máquinas conectadas en una red).

Una línea de transmisión, también denominada canal de transmisión, no necesariamente consiste en un medio de transmisión físico único; es por esta razón que la máquina final (en contraposición con las máquinas intermediarias), denominada DTE (Data Terminal Equipment (Terminal de Equipos de Datos)) está equipada en función del medio físico al cual está conectada, denominado DCTE (Data Circuit Terminating Equipment (Equipo de Finalización de Circuitos de Datos) o DCE (Data Communication Equipment). El término circuito de datos se refiere al montaje que consiste en el DTCE de cada máquina y la línea de datos.

El circuito de datos y la línea de transmisión.

Conceptos básicos sobre las ondas electromagnéticas

Los datos se transmiten en un medio físico a través de la propagación de un fenómeno de vibración. De este proceso resulta una señal en forma de ondas que depende de una cantidad física que varía:

  • en el caso de la luz, es una onda de luz
  • en el caso del sonido, es una onda de sonido
  • en el caso del voltaje o del amperaje de una corriente eléctrica, es una onda eléctrica
  • ...

Las ondas electromagnéticas se caracterizan por su frecuencia, su amplitud y su fase.

Tipos de medios físicos

Los medios físicos de transmisión son elementos que permiten que la información fluya entre dispositivos de transmisión. Estos medios generalmente se dividen en tres categorías, de acuerdo al tipo de cantidad física que permiten que circule, y por lo tanto, de acuerdo a su composición física:

  • Medios por cable: permiten que una cantidad eléctrica circule en un cable que, por lo general, es metálico
  • Medios aéreos: son el aire o el espacio vacío. Permiten la circulación de ondas electromagnéticas y varios tipos de ondas radioeléctricas
  • Medios ópticos: permiten que la información se envíe en forma de luz

La velocidad de la cantidad física variará según el medio físico (por ejemplo: el sonido se propaga a través del aire a una velocidad de alrededor de 300 m/s, mientras que la velocidad de la luz es de alrededor de 300.000 km/s).

Interferencia

La transmisión de datos en una línea no ocurre sin pérdidas. Primero, el tiempo de transmisión no es inmediato, por lo que se requiere una cierta "sincronización" en la recepción de datos.
Además, puede ocurrir una interferencia o una degradación de la señal.

  • Interferencia (a veces denominada ruido), se refiere a cualquier perturbación que modifica localmente la forma de la señal. Generalmente, hay tres tipos de ruido:
    • Ruido blanco es una perturbación uniforme de la señal; en otras palabras, le agrega una pequeña amplitud al efecto de la señal promedio, lo que resulta en una señal cero. Generalmente el ruido blanco se caracteriza por un índice denominado índice de señal/ruido, que traduce el porcentaje de amplitud del símbolo, con respecto al ruido (cuya unidad es el decibel). Debería ser lo más alto posible.
    • Ruidos impulsivos, son pequeños picos de intensidad que causan errores en la transmisión.
  • Señal de pérdida de línea o atenuación, representa la pérdida de señal a través de la disipación de la energía en la línea. La atenuación produce una señal de salida más débil que la señal de entrada y se caracteriza por la siguiente fórmula:
    A = 20 log (Nivel de la señal de salida / Nivel de la señal de entrada)

    La atenuación es proporcional a la longitud del canal de transmisión y a la frecuencia de la señal.
  • La distorsión en la señal caracteriza la diferencia de fase entre la señal de entrada y la señal de salida.

Ancho de banda y capacidad

El ancho de banda de un canal de transmisión es el intervalo en la frecuencia sobre el cual la señal no experimenta pérdida de línea más allá de un cierto nivel (generalmente 3 dB, ya que 3 decibeles corresponden a una pérdida del 50% de la señal):

Una línea telefónica, por ejemplo, posee un ancho de banda de entre 300 y 3400 Hertz aproximadamente por un índice de atenuación de 3 dB.

La capacidad de un canal es la cantidad de información (en bits) que se puede transmitir a través de un canal durante 1 segundo.
La capacidad está caracterizada por la siguiente fórmula:

C = W log2 (1 + S/N)
  • C capacidad (en bps)
  • W ancho de banda (en Hz)
  • S/N representa el índice de señal-a-ruido del canal.

Carga y descarga

Descarga se refiere a la transferencia de datos desde el servidor al equipo, mientras que carga se refiere a la transferencia de datos del equipo al servidor. Es interesante saber que la carga y la descarga ocurren en canales de transmisión separados (sea esto a través de un módem o de una línea utilizada para un propósito especial). Así, cuando se envía (carga) un documento, ¡no se está perdiendo ancho de banda en la descarga!

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