Codificación significa convertir los 1 y los 0 en algo real y físico, tal como:
Un pulso eléctrico en un cable
Un pulso luminoso en una fibra óptica
Un pulso de ondas electromagnéticas en el espacio.
Dos métodos para lograr esto son la codificación TTL y lacodificación Manchester. La codificación TTL (lógica transistor-transistor) es la más sencilla. Se caracteriza por una señal alta y una señal baja (a menudo +5 o +3,3 V para 1 binario y 0 V para 0 binario). En el caso de las fibras ópticas, el 1 binario puede ser un LED o una luz láser brillante, y el 0 binario oscuro o sin luz. En el caso de las redes inalámbricas, el 1 binario puede significar que hay una onda portadora y el 0 binario que no hay ninguna portadora. La codificación Manchester es más compleja, pero es inmune al ruido y es mejor para mantener la sincronización. En el caso de la codificación Manchester, el voltaje del cable de cobre, el brillo del LED o de la luz láser en el caso de la fibra óptica o la energía de una onda EM en el caso de un sistema inalámbrico hacen que los bits se codifiquen como transiciones. Observe que la codificación Manchester da como resultado que los 1 se codifiquen como una transición de baja a alta y que el 0 se codifique como una transición de alta a baja. Dado que tanto los 0 como los 1 dan como resultado una transición en la señal, el reloj se puede recuperar de forma eficaz en el receptor.
El ruido son adiciones no deseadas a las señales de voltaje, ópticas o electromagnéticas. Ninguna señal eléctrica se produce sin ruido; sin embargo, lo importante es mantener la relación señal/ruido (S/N) lo más alta posible.
La relación S/N es un cálculo de ingeniería y medición que involucra la división de la potencia de la señal por la potencia del ruido. Esto indica qué tan fácil será descifrar la señal deseada, a pesar del ruido no deseado pero inevitable. En otras palabras, cada bit recibe señales adicionales no deseadas desde varias fuentes. Demasiado ruido puede corromper un bit, haciendo que un 1 binario se transforme en un 0 binario, o un 0 en un 1, destruyendo el mensaje. La figura muestra cinco fuentes de ruido que pueden afectar a un bit del cable.
NEXT-A y NEXT-B
Cuando el ruido eléctrico del cable tiene origen en señales de otros alambres del cable, esto se denomina diafonía.
NEXT significaparadiafonía. Cuando dos alambres están colocados uno muy cerca del otro y no están trenzados, la energía de un alambre puede trasladarse al alambre adyacente y viceversa.
Esto puede provocar ruido en ambos extremos de un cable terminado. Existen en realidad muchas formas de diafonía que se deben tener en cuenta al desarrollar redes.
NEXT se puede manejar a través de la tecnología de terminación, el cumplimiento estricto de los procedimientos de terminación estándar, y el uso de cables de par trenzado de buena calidad. NEXT-A es paradiafonía en el computador A y NEXT-B es paradiafonía en el computador B.
Ruido térmico
El ruido térmico, debido al movimiento aleatorio de electrones, no se puede evitar pero por lo general es relativamente insignificante en comparación con las señales.
Ruidos de la línea de alimentación de CA/Conexión a tierra de referencia
Los ruidos de la línea de alimentación de CA y de la conexión a tierra de referencia son problemas cruciales en el networking. El ruido de la línea de alimentación de CA provoca problemas en el hogar, en las escuelas y en las oficinas. La electricidad se transporta a los aparatos y a las máquinas a través de cables ocultos en las paredes, los pisos y los techos. Como consecuencia, dentro de estos edificios, el ruido de la línea de alimentación de CA se encuentra en todo el entorno. Si no es tratado correctamente, el ruido de la línea de alimentación puede representar un gran problema para una red.
Lo ideal es que la conexión a tierra de referencia de señal se encuentre completamente aislada de la conexión a tierra eléctrica. El aislamiento mantendría la fuga de electricidad de CA y los picos de voltaje fuera de la conexión a tierra de referencia de señal. Pero el chasis de un dispositivo informático sirve como la conexión a tierra de referencia de señal y como la conexión a tierra de la línea de alimentación de CA. Como existe una conexión entre la conexión a tierra de referencia de señal y la conexión a tierra eléctrica, los problemas con la conexión a tierra eléctrica pueden producir interferencia en el sistema de datos. Este tipo de interferencia puede resultar difícil de detectar y rastrear. Normalmente parten del hecho de que los contratistas e instaladores eléctricos no toman en consideración la longitud de los cables neutros y de conexión a tierra que llegan a cada toma corriente eléctrico. Desafortunadamente, cuando estos cables son largos, pueden actuar como una antena para el ruido eléctrico. Es este ruido el que interfiere con las señales digitales (bits) que un computador debe poder reconocer y procesar.
Usted verá que el ruido de la línea de alimentación de CA que proviene de un monitor de vídeo cercano o de una unidad de disco duro puede ser suficiente para provocar errores en un sistema informático. Lo hace al interferir (cambiar la forma y el nivel de voltaje) con las señales deseadas e impidiendo que las compuertas lógicas de un computador detecten los extremos iniciales y finales de las ondas rectangulares. Este problema se puede complicar además cuando un computador tiene una mala conexión a tierra.
EMI/RFI (Interferencia electromagnética/interferencia de la radiofrecuencia)
Las fuentes externas de impulsos eléctricos que pueden atacar la calidad de las señales eléctricas del cable incluyen los sistemas de iluminación, los motores eléctricos y los sistemas de radio. Estos tipos de interferencia se denominan interferencia electromagnética(EMI) e interferencia de la radiofrecuencia (RFI).
Cada alambre dentro de un cable puede actuar como una antena. Cuando esto sucede, el alambre efectivamente absorbe las señales eléctricas de los demás alambres y de las fuentes eléctricas ubicadas fuera del cable. Si el ruido eléctrico resultante alcanza un nivel lo suficientemente alto, puede tornarse difícil para las NIC discriminar el ruido de la señal de datos. Esto es un problema especialmente porque la mayoría de las LAN utilizan frecuencias en la región de frecuencia de 1-100 megahertz (MHz), que es donde las señales de la radio FM, las señales de televisión y muchos otros aparatos tienen también sus frecuencias operativas. Veamos cómo el ruido eléctrico, sin importar el origen, afecta las señales digitales. Supongamos que desea enviar datos, representados por el número binario 1011001001101, a través de la red.
Su computador convierte el número binario en una señal digital. La figura muestra cómo es la señal digital que corresponde a 1011001001101.
El ruido son adiciones no deseadas a las señales de voltaje, ópticas o electromagnéticas. Ninguna señal eléctrica se produce sin ruido; sin embargo, lo importante es mantener la relación señal/ruido (S/N) lo más alta posible.
La relación S/N es un cálculo de ingeniería y medición que involucra la división de la potencia de la señal por la potencia del ruido. Esto indica qué tan fácil será descifrar la señal deseada, a pesar del ruido no deseado pero inevitable.
En otras palabras, cada bit recibe señales adicionales no deseadas desde varias fuentes. Demasiado ruido puede corromper un bit, haciendo que un 1 binario se transforme en un 0 binario, o un 0 en un 1, destruyendo el mensaje. La figura muestra cinco fuentes de ruido que pueden afectar a un bit del cable.
NEXT-A y NEXT-B
Cuando el ruido eléctrico del cable tiene origen en señales de otros alambres del cable, esto se denomina diafonía.
NEXT significaparadiafonía. Cuando dos alambres están colocados uno muy cerca del otro y no están trenzados, la energía de un alambre puede trasladarse al alambre adyacente y viceversa.
Esto puede provocar ruido en ambos extremos de un cable terminado. Existen en realidad muchas formas de diafonía que se deben tener en cuenta al desarrollar redes.
NEXT se puede manejar a través de la tecnología de terminación, el cumplimiento estricto de los procedimientos de terminación estándar, y el uso de cables de par trenzado de buena calidad.
NEXT-A es paradiafonía en el computador A y NEXT-B es paradiafonía en el computador B.
Ruido térmico
El ruido térmico, debido al movimiento aleatorio de electrones, no se puede evitar pero por lo general es relativamente insignificante en comparación con las señales.
Ruidos de la línea de alimentación de CA/Conexión a tierra de referencia
Los ruidos de la línea de alimentación de CA y de la conexión a tierra de referencia son problemas cruciales en el networking.
El ruido de la línea de alimentación de CA provoca problemas en el hogar, en las escuelas y en las oficinas. La electricidad se transporta a los aparatos y a las máquinas a través de cables ocultos en las paredes, los pisos y los techos.
Como consecuencia, dentro de estos edificios, el ruido de la línea de alimentación de CA se encuentra en todo el entorno. Si no es tratado correctamente, el ruido de la línea de alimentación puede representar un gran problema para una red.
Lo ideal es que la conexión a tierra de referencia de señal se encuentre completamente aislada de la conexión a tierra eléctrica.
El aislamiento mantendría la fuga de electricidad de CA y los picos de voltaje fuera de la conexión a tierra de referencia de señal.
Pero el chasis de un dispositivo informático sirve como la conexión a tierra de referencia de señal y como la conexión a tierra de la línea de alimentación de CA.
Como existe una conexión entre la conexión a tierra de referencia de señal y la conexión a tierra eléctrica, los problemas con la conexión a tierra eléctrica pueden producir interferencia en el sistema de datos.
Este tipo de interferencia puede resultar difícil de detectar y rastrear.
Normalmente parten del hecho de que los contratistas e instaladores eléctricos no toman en consideración la longitud de los cables neutros y de conexión a tierra que llegan a cada toma corriente eléctrico. Desafortunadamente, cuando estos cables son largos, pueden actuar como una antena para el ruido eléctrico.
Es este ruido el que interfiere con las señales digitales (bits) que un computador debe poder reconocer y procesar.
Usted verá que el ruido de la línea de alimentación de CA que proviene de un monitor de vídeo cercano o de una unidad de disco duro puede ser suficiente para provocar errores en un sistema informático. Lo hace al interferir (cambiar la forma y el nivel de voltaje) con las señales deseadas e impidiendo que las compuertas lógicas de un computador detecten los extremos iniciales y finales de las ondas rectangulares. Este problema se puede complicar además cuando un computador tiene una mala conexión a tierra.
EMI/RFI (Interferencia electromagnética/interferencia de la radiofrecuencia)
Las fuentes externas de impulsos eléctricos que pueden atacar la calidad de las señales eléctricas del cable incluyen los sistemas de iluminación, los motores eléctricos y los sistemas de radio. Estos tipos de interferencia se denominan interferencia electromagnética(EMI) e interferencia de la radiofrecuencia (RFI).
Cada alambre dentro de un cable puede actuar como una antena. Cuando esto sucede, el alambre efectivamente absorbe las señales eléctricas de los demás alambres y de las fuentes eléctricas ubicadas fuera del cable. Si el ruido eléctrico resultante alcanza un nivel lo suficientemente alto, puede tornarse difícil para las NIC discriminar el ruido de la señal de datos. Esto es un problema especialmente porque la mayoría de las LAN utilizan frecuencias en la región de frecuencia de 1-100 megahertz (MHz), que es donde las señales de la radio FM, las señales de televisión y muchos otros aparatos tienen también sus frecuencias operativas.
Veamos cómo el ruido eléctrico, sin importar el origen, afecta las señales digitales. Supongamos que desea enviar datos, representados por el número binario 1011001001101, a través de la red.
Su computador convierte el número binario en una señal digital.
La figura muestra cómo es la señal digital que corresponde a 1011001001101.
La señal digital se desplaza a través de los medios de networking hacia el destino. El destino resulta estar cerca de un tomacorriente eléctrico que es alimentado por cables largos neutros y de conexión a tierra.
Estos cables actúan como una antena para el ruido eléctrico.
La figura muestra cómo se ve el ruido eléctrico.
Como el chasis del computador destino se utiliza tanto para la conexión a tierra como para la conexión a tierra de referencia de señal, este ruido interfiere con la señal digital que recibe el computador.
La figura muestra lo que sucede con la señal cuando se combina con este ruido eléctrico.
En lugar de leer la señal como 1011001001101, el computador lee la señal como 1011000101101, lo que hace que los datos se tornen poco confiables (dañados).
A diferencia de los sistemas que utilizan cable de cobre, los sistemas que utilizan fibra óptica e inalámbricos experimentan alguna de estas formas de ruido pero son inmunes a otras. Por ejemplo, la fibra óptica es inmune a NEXT y al ruido de la línea de alimentación de CA/de la conexión a tierra de referencia, y los sistemas inalámbricos son particularmente propensos a la interferencia electromagnética/interferencia de la radiofrecuencia. Aquí, el enfoque se ha centrado en el ruido de los sistemas de cableado basados en cobre.
El problema de NEXT se puede solucionar a través de la tecnología de terminación, del cumplimiento estricto de los procedimientos de terminación estándar y del uso de cables de par trenzado de buena calidad.
No hay nada que se pueda hacer con respecto al ruido térmico, salvo suministrar a las señales una amplitud lo suficientemente grande como para que esto no tenga importancia. Para evitar el problema de la conexión a tierra de referencia de señal/CA que se describe anteriormente, es importante trabajar en estrecha relación con el contratista eléctrico y la compañía de electricidad. Esto le permitirá obtener la mejor y más corta conexión a tierra eléctrica. Una forma de hacerlo es investigar los costos de instalar un transformador único dedicado en su área de instalación de LAN.
Si puede costear esta opción, puede controlar la conexión de otros dispositivos a su circuito de alimentación. Restringiendo la forma y el lugar en que se conectan los dispositivos tales como motores o calentadores eléctricos con alto consumo de corriente, usted puede eliminar una gran parte del ruido eléctrico generado por ellos.
Al trabajar con su contratista eléctrico, debería solicitar la instalación para cada área de oficina de paneles separados de distribución de electricidad, también conocidos como disyuntores. Como los cables neutros y de conexión a tierra de cada toma corriente se juntan en el disyuntor, al tomar esta medida aumentarán las posibilidades de acortar la longitud de la conexión a tierra de señal. Si bien el instalar paneles individuales de distribución de electricidad para cada grupo de computadoras aumentará el costo primario del cableado eléctrico, esto reducirá la longitud de los cables de conexión a tierra y limitará varios tipos de ruido eléctrico que "entierran" las señales.
Hay varias formas de limitar la EMI (interferencia electromagnética) y la RFI (interferencia de la radiofrecuencia). Una forma consiste en aumentar el tamaño de los cables conductores. Otra forma sería mejorar el tipo de material aislante empleado. Sin embargo, estos métodos aumentan el tamaño y el costo de los cables, sin mejorar demasiado la calidad. Por lo tanto es más común que los diseñadores de redes especifiquen un cable de buena calidad y que brinden especificaciones para la longitud máxima recomendada para los cables que conectan los nodos.
Dos de las técnicas que los diseñadores de cables han usado con éxito para manejar la EMI y la RFI, son el blindaje y la cancelación. En el caso de un cable que utiliza blindaje, una malla o un papel metálico recubre cada par de alambres o grupo de pares de alambres. Este blindaje actúa como barrera contra las señales de interferencia. Sin embargo, al igual que el uso de conductores de mayor tamaño, el uso de revestimientos de malla o papel metálico aumenta el diámetro del cable y en consecuencia también aumentan los costos. Por lo tanto, la cancelación es la técnica más comúnmente empleada para proteger los cables de las interferencias indeseables.
Cuando la corriente eléctrica fluye a través de un cable, crea un pequeño campo magnético circular a su alrededor. La dirección de estas líneas de fuerza magnética se determina por la dirección en la cual fluye la corriente a lo largo del cable. Si dos cables forman parte del mismo circuito eléctrico, los electrones fluyen desde la fuente de voltaje negativo hacia el destino a lo largo de un cable. Luego los electrones fluyen desde el destino hacia la fuente de voltaje positivo a lo largo del otro cable. Cuando dos cables de un circuito eléctrico se colocan uno cerca del otro, los campos magnéticos de un cable son el opuesto exacto del otro. Así, los dos campos magnéticos se cancelan entre sí. También cancelarán cualquier otro campo magnético externo. El hecho de trenzar los cables puede mejorar el efecto de cancelación. Si se usa la cancelación en combinación con cables trenzados, los diseñadores de cables pueden brindar un método efectivo para proporcionar un autoblindaje para los pares de alambres dentro de los medios de la red.
La modulación, que específicamente significa tomar una onda y cambiarla, o modularla, para que transporte información, está relacionada estrechamente con la codificación. Para dar una idea de lo que es modulación, examinaremos tres maneras de modificar, o modular, una onda "portadora" para codificar bits:
En AM (amplitud modulada), la amplitud o altura, de una onda sinusoidal portadora se modifica para transportar el mensaje.
En FM (frecuencia modulada), la frecuencia, u ondulación, de la onda portadora se modifica para transportar el mensaje.
En PM (modulación de fase), la fase, o los puntos de inicio o fin de un ciclo determinado de la onda se modifica para transportar el mensaje.
También existen otras formas de modulación más complejas. La figura muestra tres maneras a través de las cuales se pueden codificar los datos binarios en una onda portadora mediante el proceso de modulación El 11 Binario (Nota: ¡que se lee como uno uno, no once!) se puede comunicar en una onda ya sea por AM (onda encendida/onda apagada), FM (la onda presenta numerosas oscilaciones para los unos, pocas para los ceros), o PM (un tipo de cambio de fase para los 0, otro tipo de cambio para los 1).
DIGITALIZACION
Acción de convertir en digital información analógica. En otras palabras, es convertircualquier señal de entrada continua (analógica) en una serie de valores numéricos.
Por ejemplo una fotografía en papel puede digitalizarse para que pueda ser procesada en unacomputadora (u otro dispositivo digital similar).
La información digital es la única información que puede procesar una computadora, generalmente en el sistema binario, es decir unos (1) y ceros (0).
Existen diferentes formas de digitalizar información, generalmente depende del tipo de información. Porejemplo, una fotografía en papel suele digitalizarse empleando un escáner.
En cambio, el sonido suele digitalizarse empleando un micrófono, que lo transmite a la placa de sonido, donde se digitaliza. Ver audio digital.
En cuanto a documentos de texto en papel, suelen digitalizarse empleando sistemas OCR, que reconocen los símbolos escritos y los convierten en caracteres editables en la computadora.
(data transfer rate, transfer rate, ratio de transferencia de datos). Es un promedio del número de bits,caracteres o bloques, que se transfieren entre dos dispositivos, por una unidad de tiempo.
La velocidad de transmisión en una conexión depende de múltiples factores como el tipo de conexión física, los límites en los caché, velocidad negociada entre los dispositivos, limitación controlada de la velocidad, interferencias o ruidos en la conexión física, etc.
La velocidad de transmisión de datos sobre un canal, puede ser mayor hacia un lado que hacia el otro, como se da en el acceso a internet por ADSL.
Las unidades más comunes para medir la velocidad de transmisión de datos son: bits por segundo (bps, kbps...), en caracteres -bytes- por segundo (kb/s, mb/s...), etc.
Se conoce como banda ancha en telecomunicaciones a la transmisión de datos por la cual se envían simultáneamente varias piezas de información, con el objeto de incrementar la velocidad de transmisión efectiva. En ingeniería de redes este término se utiliza también para los métodos en donde dos o más señales comparten un medio de transmisión.
Algunas de las variantes de los servicios de linea de abonado digital (del inglés Digital Subscriber Line, DSL) son de banda ancha en el sentido de que la información se envía sobre un canal y la voz por otro canal, como el canal ATC, pero compartiendo el mismo par de cables. Los modems analógicos que operan con velocidades mayores a 600 bps también son técnicamente banda ancha, pues obtienen velocidades de transmisión efectiva mayores usando muchos canales en donde la velocidad de cada canal se limita a 600 baudios. Por ejemplo, un módem de 2400 bps usa cuatro canales de 600 baudios. Este método de transmisión contrasta con la transmisión en banda base, en donde un tipo de señal usa todo el ancho de banda del medio de transmisión, como por ejemplo Ethernet 100BASE-T.
Es una tecnología de modems que permite el tráfico de datos se realice a una velocidad extraordinaria a través de una línea telefónica convencional. Además se puede mantener una conversación por teléfono mientras se está navegando por Internet.
Una señal digital tiene las siguientes características:
* Las curvas de voltaje vs tiempo muestran una variación discreta o pulsante
* Es típica de la tecnología, más que de la naturaleza
El gráfico muestra una señal digital de networking. Las señales digitales tienen una amplitud fija, pero el ancho de sus pulsos y frecuencia se pueden modificar. Las señales digitales de las fuentes modernas se pueden aproximar a través de una onda rectangular, que tenga transiciones aparentemente instantáneas desde estados de voltaje muy bajos hasta estados de voltaje muy altos, sin ondulaciones. Aunque esta es una aproximación, es bastante razonable, y se utilizará en diagramas futuros.
Una señal analógica tiene las siguientes características:
* Es ondulatoria
* Tiene un voltaje que varía continuamente en función del tiempo
* Es típica de los elementos de la naturaleza
* Se ha utilizado ampliamente en las telecomunicaciones durante más de 100 años
El gráfico principal muestra una onda sinusoidal pura. Las dos características importantes de una onda sinusoidal son su amplitud (A), su altura y profundidad, y el período (T = longitud de tiempo) necesario para completar 1 ciclo. Se puede calcular la frecuencia (f) (nivel de ondulación) de la onda con la fórmula f = 1/T.
