Transmisión Síncrona y Asíncrona
La transmisión síncrona es una técnica que consiste en
el envío de una trama de datos (conjunto de caracteres) que configura un bloque
de información comenzando con un conjunto de bits de
sincronismo (SYN) y terminando con otro conjunto de bits de final de bloque
(ETB). En este caso, los bits de sincronismo tienen la función de sincronizar
los relojes existentes tanto en el emisor como en el receptor, de tal forma que
estos controlan la duración de cada bit y carácter.
Dicha transmisión se realiza con un ritmo que se genera
centralizadamente en la red y es el mismo para el emisor como para el receptor.
La información se transmite entre dos grupos, denominados delimitadores (8
bits).
Características
Los bloques a ser transmitidos tienen un tamaño que oscila entre 128 y
1,024 bytes. La señal de sincronismo en el extremo fuente, puede ser generada
por el equipo terminal de datos o por el módem. Cuando se transmiten bloques de
1,024 bytes y se usan no más de 10 bytes de cabecera y terminación, el
rendimiento de transmisión supera el 99 por 100.
Ventajas
·
Posee un alto rendimiento en la
transmisión
·
Los equipamientos son de tecnología más
completa y de costos más altos
·
Son aptos para transmisiones de altas
velocidades (iguales o mayores a 1,200 baudios de velocidad de modulación)
·
El flujo de datos es más regular.
También llamada Transmisión Sincrónica. A todo el conjunto de bits y de datos se le denomina TRAMA.
La transmisión asíncrona se da lugar cuando el proceso
de sincronización entre emisor y receptor se realiza en cada palabra de código
transmitido. Esta sincronización se lleva a cabo a través de unos bits
especiales que definen el entorno de cada código.
También se dice que se establece una
relación asíncrona cuando no hay ninguna relación temporal entre la estación
que transmite y la que recibe. Es decir, el ritmo de presentación de la
información al destino no tiene por qué coincidir con el ritmo de presentación
de la información por la fuente. En estas situaciones tampoco se necesita
garantizar un ancho de banda determinado, suministrando solamente el que esté
en ese momento disponible. Es un tipo de relación típica para la transmisión de
datos.
En este tipo de red el receptor no sabe
con precisión cuando recibirá un mensaje. Cada carácter a ser transmitido es
delimitado por un bit de información denominado de cabecera o de arranque, y
uno o dos bits denominados de terminación o de parada.
·
El bit de arranque tiene dos funciones
de sincronización de reloj del transmisor y del receptor.
·
El bit o bits de parada, se usan para
separar un carácter del siguiente.
Después de la transmisión de los bits
de información se suele agregar un bit de paridad (par o impar). Dicho Bit
sirve para comprobar que los datos se transfieran sin interrupción. El receptor
revisa la paridad de cada unidad de entrada de datos.
Partiendo desde la línea de transmisión
en reposo, cuando tiene el nivel lógico 1, el emisor informa al receptor de que
va a llegar un carácter, para ello antepone un bit de arranque (Start)
con el valor lógico 0. Una vez que el bit Start llega al
receptor este disparará un reloj interno y se quedará esperando por los sucesivos
bits que contendrá la información del carácter transmitido por el emisor.
Una vez que el receptor recibe todos
los bits de información se añadirá al menos un bit de parada (Stop) de
nivel lógico 1, que repondrán en su estado inicial a la línea de datos,
dejándola así preparada para la siguiente transmisión del siguiente carácter.
Es usada en velocidades de modulación de hasta 1,200 baudios. El rendimiento se
basa en el uso de un bit de arranque y dos de parada, en una señal que use
código de 7 bits más uno de paridad (8 bits sobre 11 transmitidos) es del 72
por 100.
Ventajas y desventajas del modo asíncrono:
·
En caso de errores se pierde siempre
una cantidad pequeña de caracteres, pues éstos se sincronizan y se transmiten
de uno en uno.
·
Bajo rendimiento de transmisión, dada
la proporción de bits útiles y de bits de sincronismo, que hay que transmitir
por cada carácter.
·
Es un procedimiento que permite el uso
de equipamiento más económico y de tecnología menos sofisticada.
·
Se adecua más fácilmente en aplicaciones,
donde el flujo transmitido es más irregular.
·
Son especialmente aptos, cuando no se
necesitan lograr altas velocidades.
Métodos de Detección y Control de Errores.
Los errores en la transmisión pueden ser debidos a tres causas distintas:
- Características materiales de la línea.
- Equipos de transmisión.
- Causas externas al circuito de datos.
Para
cuantificar el efecto de los errores sobre la transmisión se utiliza la tasa
de error, o BER (Bit Error Rate), que es el cociente entre el número de bits
recibidos erróneamente y el número total de bits transmitidos. Para redes WAN
se considera como BER aceptable uno en torno a 10-6 y para
redes LAN en torno a 10-9.
Otra
forma de cuantificar los errores es mediante la tasa de error residual,
que es el cociente entre el número de bits erróneos no detectados y el número
de bits erróneos transmitidos.
Códigos de detección de errores
Para
detectar el mayor número de errores se utilizan los códigos de control
de errores. Estos códigos se dividen en auto correctores y detectores.
Códigos auto correctores
Los códigos auto correctores son
aquellos que detectan y corrigen los errores producidos en una posición
concreta. Esta tarea la desempeña el equipo receptor.
Códigos detectores
En los códigos puramente detectores el
receptor detecta los errores, pero no es capaz de corregirlos, lo que hace es
solicita el reenvío de la información. Las técnicas de solicitud de reenvío se
denominan ARQ.
Modalidades de ARQ
Las distintas modalidades de ARQ son
las siguientes:
- ARQ con envío y espera. Es el método más lento. El emisor envía un paquete, si hay un error el receptor envía una señal de no reconocido, NAK, con lo que el emisor reenvía el paquete. Si no hay error el receptor envía señal de reconocido, ACK, con lo que el emisor pasa a enviar el siguiente paquete.
- ARQ de envío continuo no selectivo. Se emplea en conexiones full-duplex. El emisor va enviando bloques de paquetes sin espera entre ellos, a la vez que los almacena en búferes de memoria. Si el receptor advierte un error en un bloque, le envía al emisor una señal NAK, con lo que el emisor reenvía todo el bloque. Cuando los búferes de memoria están saturados hay un tiempo de espera hasta que el receptor comunica que se pueden vaciar y se puede comenzar a enviar el siguiente bloque de paquetes.
- ARQ de envío continuo selectivo. Es una mejora del modo anterior, en la que además de línea full-dúplex se necesita una identificación de cada paquete del bloque enviado. Cuando se produce un NAK se reenvía sólo el paquete que ha llegado mal, y no todo el bloque. Además, al llegar un NAK se vacían los búferes anteriores a ese paquete, que ya se sabe que no son defectuosos, con lo que se reducen los tiempos de parada. El inconveniente de este método es que la información a enviar es mayor.
Códigos
de control de errores
Los
códigos de control de errores son siempre redundantes. Un código
redundante es el que utiliza más bits de los estrictamente necesarios
para la transmisión de los datos; gracias a esta característica se pueden
detectar y corregir los errores.
Se
dividen en sistemáticos y no sistemáticos, según la forma de añadir los bits
redundantes.
Códigos no sistemáticos
En los códigos no sistemáticos los bits
redundantes se añaden implícitamente en el código. Se les llama códigos M
entre N, como por ejemplo el 3 entre 8, que para emitir un carácter de 8
bits añade otros 3 de control.
Los
bits de control siempre se ponen a 1 flanqueando el carácter.
Códigos sistemáticos
En los códigos sistemáticos para
determinar el valor de los bits redundantes se aplica un algoritmo a la
información a transmitir.
Ejemplos de códigos sistemáticos
Código
de paridad horizontal Con
este código se añade un único bit redundante para hacer que el número total de
bits sea par o impar.
Código
de paridad vertical Se
aplica a más de una palabra de información. Es necesario saber cuántas palabras
forman el bloque al que se aplica el algoritmo. A cada palabra se le aplica un
código de paridad horizontal y al bloque la paridad vertical, como se ve en el
siguiente ejemplo, en el que se ha aplicado paridad par.
01001
|
0
|
00110
|
0
|
00111
|
1
|
01000
|
1
|
Con este código si hay un error no sólo
se detecta sino que se corrige, ya que se puede saber en qué bit se ha
producido el error.
Código
de Hamming Con el código
de Hamming se añade un número de bits redundantes que depende del número de
bits que se usan para representar una palabra de información, de modo que se
cumpla la desigualdad
|
Donde
N es el número de bits por palabra y P el número de bits redundantes. Los bits
redundantes se añaden intercalándose con los bits que forman la palabra en las
posiciones 1, 2, 4, 8,..., empezando por los bits menos significativos.
Este
código es difícil de implementar por circuitería pero sencillo a nivel de
software. Sólo es capaz de detectar y corregir un bit erróneo.
Códigos
lineales En este caso se considera que los
bits de la palabra forman un vector. A partir de este vector y de un polinomio generador
establecido se obtiene otro vector final, según la fórmula
|
Siendo i el
vector inicial, G el polinomio generador y c el vector
resultante.
Estos
códigos facilitan la implementación en hardware, por lo que son más utilizados
que los códigos anteriores.
Dentro
de los códigos lineales los más utilizados son los CRC, códigos de
redundancia cíclica. En éstos los bits del carácter a enviar son los
coeficientes de un polinomio. Utilizan la siguiente fórmula:
|
(1)
|
con
R(x) = resto(C(x), G(x)). Lo que se envía por la línea es la información C(x) y
el resto R(x), de forma que el destino puede detectar errores mediante la
fórmula (1).
Con
estos códigos se pueden detectar errores de uno o varios bits en bloques
grandes.
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