Qué son y como funcionan los modems - Protección contra Errores

En toda transmisión pueden aparecer errores. Se determina la tasa de error por la relación entre el numero de bits erróneos y los bit totales. Lo mismo que con bits, se puede establecer una tasa para caracteres o bloques. Se denomina Error Residual al número de bits erróneos no corregidos en relación al total de bits enviados. Las señales emitidas suelen sufrir dos tipos de deformación; atenuación (reducción de su amplitud); y desfase, siendo esta ultima la que más afecta a la transmisión. Otros factores que afectan a la señal son: ruido blanco (por los componentes eléctricos de los transformadores), ruido impulsivo, ecos, diafonias, etc. Las distorsiones físicas de la señal las trata el Equipo Terminal de Tratamiento de Datos y los problemas a nivel de bit los trata el Equipo Terminal del Circuito de Datos.

Los sistemas de protección contra errores realizan una codificación del mensaje de datos y una posterior decodificación. En ambos casos se trabaja con dato binarios a nivel de enlace. Los errores se pueden detectar y/o corregir. La corrección la puede realizar el propio decodificador (corrección directa) o se realiza por retransmisión.

A los datos enviados se les asocian bits de control (se añade redundancia al mensaje). Estos se pueden calcular para cada bloque de datos, o en función de bloques precedentes (recurrentes). Como ejemplos de procedimientos de control de errores se pueden citar:

Control de paridad por carácter: consiste en hacer el número de unos que aparecen en el dato (byte) par o impar. Puede fijarse también la paridad a un valor de 1 (Mark) ó 0 (Space).

Control de paridad por Matriz de caracteres: se determina la paridad de filas y columnas, y se envían los bits de control por filas. Permite tanto la detección como la corrección de los errores.

Códigos Lineales: el conjunto de todos los bloques de datos posibles y sus respectivos bits de control, forman las palabras del código corrector. Cada palabra de n bits se componen de k bits de datos y n – k bits de control (se llaman códigos n,k). Cada palabra de un código linear se determina multiplicando el vector de datos por una matriz generatriz. El decodificador determina si la palabra recibida pertenece al código o no (caso de un error).

Códigos Cíclicos: son códigos lineales en los que cualquier permutación del vector pertenece al código. Los elementos del vector se consideran como coeficientes de un polinomio. La codificación/decodificación se realiza gracias a registros de desplazamiento (multiplicación o división del vector información con el generador). Un polinomio generador CRC – 16 (X16 + X15 + X2 + 1) puede detectar errores en grupos de 16 bits, disminuyendo la tasa de error.

Códigos Polinomicos: es un código lineal donde cada palabra del código es múltiplo de un polinomio generador. Los bits de control pueden obtenerse del resto de dividir los bits de información por el polinomio generador.

Retransmisión con paro y espera (ARQ – ACK): tras el envío de cada bloque de datos, se espera un acuse de recepción positivo (ACK) o negativo (NAK). Si es negativo, se retransmite el bloque; si es positivo, se envía el siguiente; y si pasa un tiempo limite sin respuesta, se retransmite el bloque.

Retransmisión Continua (ARQ – NAK): en sistemas Full – Dúplex, se envían continuamente bloques hasta que se reciba un acuse negativo. Entonces se detiene el envío, se reenvía el bloque fallido y se continua la transmisión a partir de él. Cada bloque ha de estar numerado, y deben ser almacenados por el receptor.

Retransmisión con repetición selectiva: en sistemas Full – Dúplex, es similar al anterior

pero en el caso de error, solo reenvía el bloque fallido. Después, continua la transmisión

donde se dejo.

Entrelazado: se crea una matriz antes del envío con las palabras del código. Reconstituyendo dicha matriz en la recepción, permite detectar y corregir errores.

El rendimiento de un código de control viene dado por el número de bits de cada bloque, entre los bits del bloque más los bits de control.

Nota: Los módem suelen incluir ecualizadores (filtros) para reducir la interferencia entre símbolos (interferencia debida al efecto de otros símbolos adyacentes sobre el que se esta recibiendo). Los ecualizadores adaptivos modifican su funcionamiento, de acuerdo a las condiciones de la línea de transmisión. Es fundamental un adecuado muestreo de la señal recibida.