domingo, 13 de mayo de 2012

MODEM


MODEM

 

Resumen

El módem  es un hardware, que con el paso del tiempo se ha convertido en imprescindible. Su función es MODular y DEModular los datos, de aquí surge su nombre.

Las características más importantes son su velocidad y su tasa de error, ambas directamente relacionada con la naturaleza del medio, por donde se transmite la información.

Existen distintos tipos de comunicación a través de los módems, como son el Simples, Half-Duplex y el Full-Duplex.
Para la estandarización de los procedimientos de transmisión de datos de los modems, se tienen las normas y protocolos establecidos por la ITU.
Existen diversos tipos de modems y cada uno de ellos requiere distintas características de conexión y pueden lograr distintas velocidades de transmisión de datos.
Introducción
El módem es otro de los periféricos que con el tiempo se ha convertido ya en imprescindible y pocos son los modelos de computadores que  estén conectados en red que no lo incorporen. Su gran utilización viene dada básicamente por dos motivos: Internet y el fax, aunque también le podemos dar otros usos como son su utilización como contestador automático incluso con funciones de central o para conectarnos con la red local de nuestra oficina o con la central de nuestra empresa.
Otros usos importantes del módem, es la posibilidad de realizar videoconferencia o conectarse a un grupo de news (público o de pago) para mantenerse informado de los temas que nos interesen de manera automática, recibiendo en nuestro computador los mensajes de manera automatizada.
Otros aspectos más triviales o de entretenimiento son los juegos en línea (online) y las charlas vía Internet (IRC).
Objetivo General
Investigar acerca del módem y los distintos tipos que existen.
Objetivos Específicos
Averiguar sobre:
  • Qué es un Módem.
  • Evolución de este dispositivo.
  • Características.
  • Cómo se establece el enlace de comunicación.
  • Normas que rigen el funcionamiento del módem.
  • Tipos de Módem.
Historia
Desde que comenzaron a popularizarse los computadores, allá por fines de los años 60 y principios de los 70, surgió la necesidad de comunicarlos a fin de poder compartir datos, o de poder conectar controladores de terminales. En esos días lo más común era que dichos computadores o controladores estuvieran alejados entre si. Una de las soluciones más baratas y eficientes era la utilización de la red telefónica, ya que tenía un costo razonable y su grado de cobertura era muy amplio.
Para poder transmitir datos binarios por las líneas telefónicas comunes, entonces, es necesario acondicionarlos a las mismas. Con este fin se debió crear un dispositivo que pudiese convertir la señal digital en una señal apta para ser transmitida por la red telefónica, y poder efectuar la operación inversa, es decir, recuperar la señal de la red telefónica y convertirla en la señal digital original.
La empresa Hayes Microcomputer Products Inc. En 1979 fue la encargada de desarrollar el primer modelo de módem llamado Hayes Smartmodem, este podía marcar números telefónicos sin levantar el auricular, éste se convirtió en el estándar y es por esto que la mayoría de los fabricantes desarrollaba módems compatibles con este modelo, los primeros módems permitían la comunicación a 300 bps los cuales tuvieron un gran éxito y pronto fueron apareciendo modelos más veloces como se muestra en la siguiente tabla:


Velocidades a lo largo del tiempo

  • 300 Bits/segundo: 1960 hasta 197... y muchos.
  • 600 Bits/segundo: A finales de los 70.
  • 1200 Bits/segundo: Ganó popularidad en 1984 y 1985.
En esta época ya se notaba mas la influencia del mercado. A partir de aquí los aumentos son impresionantes, debido sobretodo a una mejora de los componentes electrónicos, mayor escala de integración, microchips mas veloces, etc.
  • 2400 Bits/segundo: Finales de los 80.
  • 9600 Bits/segundo: Aparecieron a finales de 1990 y principios de 1991.
  • 19.2 Kbits/segundo.
  • 28.8 Kbits/segundo.
  • 33.6 Kbits/segundo.
  • 56 Kbits por segundo -se convirtió en el estándar en 1998.
  • ASDL, Cable Modems, ISDN.
¿Qué es el Módem?
El módem puede estar en el gabinete de un PC (módem interno), o ser externo al mismo. Tiene como función conectar el computador con una línea telefónica.
El computador consiste en un dispositivo digital que funciona al encender y apagar interruptores electrónicos. Las líneas telefónicas, de lo contrario, son dispositivos analógicos que envían señales como una corriente continua. El módem tiene que unir el espacio entre estos dos tipos de dispositivos. Debe enviar los datos digitales de el computador a través de líneas telefónicas analógicas. Logra esto modulando los datos digitales para convertirlos en una señal analógica; es decir, el módem varía la frecuencia de la señal digital para formar una señal analógica continua. Y cuando el módem recibe señales analógicas a través de la línea telefónica, hace el opuesto: demodula, o quita las frecuencias variadas de, la onda analógica para convertirlas en impulsos digitales. De estas dos funciones, MODulación y DEModulación, surgió el nombre del módem.
En relación con la línea telefónica, el módem además de recibir y transmitir información, también se encarga de esperar el tono, discar, colgar, atender llamadas que le hace otro módem, etc.
Un módem se compone de tres circuitos modulares: el circuito de recepción de datos digitales, el circuito de emisión de datos analógicos y una unidad de control del módem. Los módulos de E\S son bidireccionales, y se intercambian los papeles respectivamente a través de la línea telefónica.
La UART
UART es la sigla "Universal Asynchronous Receiver - Transmitter" (Transmisor-Receptor Asincrónico Universal). Todos los dispositivos seriales, tales como los módems seriales, usan un chip de interfase UART (o emulan a UART) para comunicarse con su PC. El componente más importante de un módem es este chip. Los módems externos se conectan a su PC usando un cable serial conectado a uno de los puertos seriales basados en UART de su PC, mientras que los módems internos tienen un puerto serial basado en UART (o emulador) en la tarjeta.
Básicamente, los UARTs convierten los datos en paralelo de su computadora en un flujo de datos seriales y viceversa. La mayoría de los puertos seriales que tienen los computadores más viejos, tienen un UART 8250 O 16450. Aunque estos chips son capaces de pasar datos a velocidades más altas de lo necesario para mantener ocupado a un módem de 28.8/33.6, sólo tienen un separador de un solo carácter. El problema es que en muchos sistemas Windows (u otro sistema operativo) está tan ocupado haciendo otras cosas que tal vez no pueda recoger los caracteres del UART con la suficiente velocidad para prevenir que el siguiente carácter entrante sobrescriba el separador de un solo carácter, lo que daría como resultado un error. 
 La mayoría de los sistemas 486 y Pentium tienen UARTs 16550 equivalentes incluidos en la tarjeta madre. Además, casi todos los módems internos de alta velocidad tienen un UART 16550 equivalente en la tarjeta.
El UART 16550 tiene un separador FIFO (Fist-In, First-Out) de 16 caracteres y realiza un control de flujo. Aunque un separador de 16 bytes parezca pequeño, es suficiente en un sistema que esté bien instalado. El separador significa que un UART 16550 no necesita "alertar a Windows" con tanta frecuencia, lo que ayuda a Windows a mantener el flujo de datos sin que se pierdan caracteres entrantes. Sin embargo, aún con un UART 16550, un sistema mal instalado puede causar que se pierdan caracteres y daría como resultado errores. Con Windows el "nivel de alerta recibir-interrumpir" normalmente es 14, lo que significa que el UART no interrumpe a Windows para procesar un separador FIFO hasta que haya recibido 14 caracteres en el separador de 16 caracteres. El tiempo entre el momento en que el UART envía la señal de interrupción y el núcleo de Windows realiza la interrupción se llama "latencia de interrupción". En la mayoría de los computadores bien instalados, la latencia de interrupción es muy pequeña de modo que el separador FIFO recibe servicio antes de que se reciban los dos caracteres siguientes, lo que evita que el separador se sature y pierda caracteres.
Características de los Módems
Comprar y usar un módem solía ser bastante fácil. No hace mucho tiempo, casi todos los módems transmitían datos a una velocidad de 2400 bps (bits por segundo). Hoy en día, los módems no sólo transmiten más rápido, sino que tienen muchas otras características como por ejemplo control de errores y compresión de datos. De tal manera, además de convertir e interpretar señales, los módems actúan también observando y regulando el flujo de información de uno a otro. Así, un computador no manda nunca información hasta que el computador receptor está preparado.
Cada una de las características requiere un tipo diferente de protocolo y esto es a lo que se refieren algunos de esos términos, como V.32, V.32bis, V.42bis y MNP5.
Si su PC no viene de fábrica con un módem interno, recomendamos uno externo, ya que es mucho más fácil de instalar y operar. Por ejemplo, cuando su módem se quede colgado (algo que suele ocurrir), necesitará apagarlo y encenderlo para que funcione correctamente de nuevo. Con un módem interno, esto significa reiniciar su computador (una gran pérdida de tiempo). Con un módem externo, esto es tan fácil como pulsar un botón.
Velocidad
Resulta sin duda el parámetro que mejor define a un módem, hasta el punto en que sólo se refiere a ellos como “módem de 56 Kbps” o “módem de 33.6 Kbps”, sin especificar nada más.
La velocidad de un módem se mide en bits por segundo (bps). Un módem de 14.4 transmite datos a 14.400 bits por segundo (bps). Un módem de 28.8 es el doble de rápido transmitiendo datos a una velocidad de 28.800 bits por segundo (bps).
Hasta casi el final de 1995, se pensaba que 28.800 bits por segundo era la máxima velocidad que se podía esperar de una línea telefónica normal de cobre. Ahora se pueden comprar módems de 33.600 bps y hasta de 56.000 bps, la velocidad de muchas conexiones RDSI (ISDN).
La clave es la velocidad de los módems que tenga su proveedor de servicios Internet. Si el servidor sólo tiene módems de 28.800 bps, aunque Ud. tuviera el módem más rápido del mundo, sólo podría conectar a 28.800bps.
Muchas cosas pueden interferir con la velocidad de nuestro módem. Pueden variar desde la presencia excesiva de ruido en la línea telefónica, a la velocidad del servidor del que estamos copiando los archivos, pasando por el número de personas que están tratando de acceder simultáneamente al mismo archivo u otros archivos en el mismo directorio.
Modulación
La modulación transforma la señal digital binaria en analógica y la demodulación hace el proceso inverso. Hay varios modos de transmitir información, actuando sobre los parámetros de la señal analógica.
·         Modulación en amplitud (ASK). Es el método más usado, por ejemplo, en la radio de A.M. (mod. en amplitud). Las señales que maneja el computador son digitales, y se caracterizan por tener dos únicos valores el 1 llamado nivel alto emitiendo un impulso eléctrico de 5 voltios (portadora), o el 0 que es el nivel bajo sin emitirlo (ausencia). El problema principal de esta modulación es que es muy sensible al ruido de la línea y un aumento en el nivel del ruido se puede interpretar fácilmente como un nivel alto cuando en realidad lo que se ha enviado es un nivel bajo.
·                    Modulación en frecuencia (FSK). En este caso, al 0 y al 1 se les asignan unas frecuencias específicas y distintas.  Es utilizada por módems de 300 a 4000 baudios. Este tipo de modulación ofrece mejor rendimiento en presencia de ruido que la ASK, el inconveniente es que requiere mayor anchura de banda que la modulación de amplitud.
·                    Modulación en Fase (PSK). Distintas diferencias de fase (ángulos), representan los valores de 0 y 1. Este método es muy fiable y  muy utilizado en módems de alta velocidad. En este tipo de modulación se asigna a cada bit una fase fija, es decir, al 1 podríamos asignarle un desplazamiento de fase 0° y al 0 un desplazamiento de fase de 180°.
Control de Errores
El problema de ruido puede causar pérdidas importantes de información en módem de 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 la pantalla de caracteres "basura" o, si se está transfiriendo un fichero en ese momento, esa parte del fichero tendría que retransmitirse otra vez.
Protección contra errores
En toda transmisión pueden aparecer errores. Se determina la tasa de error por la relación entre el número de bits erróneos y los bits totales. Lo mismo que con los bits puede hacerse para caracteres y 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 ( en reducción de amplitud); y desfase, siendo ésta última la que más afecta a la transmisión. Otros factores que afectan a la señal son: ruido blanco, ecos, diafonías, etc. Las distorsiones físicas de la señal las trata el ETCD y los problemas a nivel de bit los trata el ETTD.
A los datos enviados se les asocian bits de control (se le añade redundancia de mensaje). Estos se pueden calcular para cada bloque de datos, o en función de bloques precedentes (recurrentes).
Compresión 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 (procedente del CCITT). Con esta norma de compresión se consiguen escala de 4:1.

·                    Las mejores tasas de compresión se consiguen con ficheros de tipo texto o gráficos generados por computador. Si la información está ya comprimida con alguna utilidad tipo arj o zip, estos protocolos no pueden ya comprimir más la información. Si se envía información ya comprimida en el computador, el módem ya no podrá comprimirla más, y en estos casos los protocolos de compresión perjudican el rendimiento del módem.

Transmisión Síncrona y Asíncrona
Los sistemas síncronos y asíncronos pueden ser tanto en serie como en paralelo.
Sistemas Asíncronos
La mayoría de los módems, por utilizar la línea telefónica conmutada, emplean este tipo de comunicación. En estos sistemas cada dato se envía secuencialmente, comenzando por un bit de arranque al cual siguen los bits de datos, control de paridad (errores) y finalizando con un bit de stop. El bit de arranque tiene por misión activar en el equipo receptor la lectura de los datos enviados. El bit de stop deja al receptor en un estado de espera.
En las transmisiones asíncronas cada ‘palabra’ enviada o recibida está constituida por:
  • Bit de arranque (Start).
  • El dato (byte); de 5 a 8 bits
  • Bit de paridad; se utiliza para el control de errores.
·          1 ó 2 bits de stop.
Sistemas Síncronos
La diferencia con el anterior radica en que tanto el computador emisor como  el receptor quedan sincronizados, es decir, sus ciclos de lectura-escritura de datos (bits) son coincidentes. Además los bits son transmitidos en grupos llamados tramas.
Hay que tener presente que dentro de la palabra, los bits se transmiten de forma síncrona. La sincronización entre emisor y receptor es fundamental para que estos puedan intercambiar información. Esta se produce tanto a nivel de los bits (por coincidencia de la frecuencia nominal de los relojes de emisor y receptor) como a nivel de los caracteres (diferenciar un caracter  de otro por la secuencia Start-Stop). De no producirse la sincronización, el receptor obtendría de la señal recibida, datos distintos de los realmente enviados.
Procedimientos de Enlace
Una vez establecido el circuito de datos entre los ETCD, el intercambio de información entre los ETTD se gestiona a nivel del Enlace. Los ETTD además deben controlar sus respectivos periféricos (discos, impresoras, pantallas, etc).


El enlace se define tanto a nivel físico (conexión con el circuito de datos), como lógico (gestión de la transmisión de información). Además, actúa de interface entre la transmisión y el tratamiento de los datos. Por su configuración podemos establecer distintos tipos de enlace:
  • Punto a punto: conecta dos ETTD.
  • Multipunto: un mismo enlace es utilizado para conectar varios ETTD (secundarios) con un ETTD (primario). Puede ser centralizado (la estación central decide con quién comunicar) o no centralizado (se va cediendo el control por un orden preestablecido a las estaciones secundarias y se llaman hub polling).
·                                                  De Bucle: es un enlace multipunto en el que cada extremo del mismo se conecta al ETTD central.
El intercambio de información del enlace puede ser unidireccional, bidireccional alternativo y bidireccional simultáneo.
Las funciones que desempeña un enlace son:
  • Estructuración de los Datos: En una transmisión asíncrona, los bits se organizan en caracteres. En las síncronas lo hacen en tramas.
  • Delimitar e identificar los datos: La delimitación de un bloque puede realizarse por caracteres de control o por secuencias especiales de bits. Los bloques suelen numerarse para identificarlos.
  • Conocer origen y destino de la información: en caso de enlaces multipunto es necesario conocer a que estación van o de qué estación vienen los datos. Para ello cada estación es identificada por una dirección.
  • Control del enlace: gestiona la transferencia de información; utiliza códigos de control o secuencias binarias específicas debiéndose cumplir el principio de transparencia. Se debe supervisar el enlace, detectar los errores, conocer el estado de la conexión, etc.
  • Protección contra errores: Detecta y/o corrige los errores que aparezcan.
  • Recuperación: Se encarga de recuperar fallos, tanto de los datos como de la comunicación (corte de conexión, etc.).
  • Interface con los medios de Transmisión: El enlace debe adecuarse al medio (equipos y canal) y a la velocidad de transmisión, sincronizar emisor y receptor
·                                                   Interface con el tratamiento de los Datos: El enlace debe adecuar los datos a la aplicación en curso.

Tipos de Comunicación

Existen tres tipos de intercambiar información en el enlace. Éstos son: simplex, half-duplex y full-duplex.
  • Modo Simplex. La comunicación sólo tiene lugar en una dirección, el receptor solo recibe.
  • Modo half-duplex. La comunicación es secuencial, es decir, cuando un computador envía el otro solo recibe (como una conversación humana).
·          Modo full-duplex. Implica una comunicación simultánea, ambos transmiten y ambos reciben.

Los Comandos Hayes

Hayes es el nombre de una empresa que en los orígenes de la comunicación por módem (cuando 2.400 bps podían parecer una enormidad) definió una serie de comandos u órdenes para que el software de comunicaciones pudiera comunicarse con el módem. Estos comandos tuvieron tanto éxito que se convirtieron en el virtual estándar de comunicaciones, y los módems que los comprenden (el 99,99% de los módems modernos) se denominan compatibles Hayes.
Los comandos Hayes más comunes son:
  • ATZ: inicializa o resetea el módem.
  • ATH: cuelga la línea.
  • ATM: apaga el altavoz del módem.
  • ATDP número: marca un teléfono por pulsos (método de marcar de las líneas de teléfono analógicas antiguas, que asigna tantos ruidos de marcado como valores de las cifras del número; así, el "055" se marcaría haciendo 10+5+5=20 sonidos).
·         ATDT número: marca un teléfono por tonos (método de marcar de las líneas de teléfono analógicas modernas, que asigna un ruido de marcado por cada cifra del número; así, el "055" se marcaría haciendo 1+1+1=3 sonidos).
            Por ejemplo, la siguiente secuencia de comandos: ATMDT055 nos serviría para llamar por tonos al número de teléfono 055, sin tener que oír el altavoz del módem. En Windows estos comandos se introducirían (si es que hacen falta) en la casilla Configuraciones adicionales que se encuentra en Panel de control -> Módems -> Propiedades -> Conexión -> Avanzada.
Normas y Protocolos de Comunicación
Estas normas, establecidas por la ITU (Unión Internacional de Telecomunicaciones), definen los procedimientos estándar para la transmisión de datos. Su denominación suele ser siempre un número precedido por la letra V. Así, tenemos por ejemplo los antiguos V.21, V.22 y V.22bis (que soportan transmisiones a 300, 1200 y 2400 bps respectivamente), los posteriores V.32 y V.32bis (transmisiones a 9.600 y a 14.400 bps) , los V.34 , V.34+ y V.90 (velocidades de 28.800,  33.600 y 56.000 bps).
La norma V.90 se caracteriza por un funcionamiento asimétrico, puesto que la mayor velocidad sólo es alcanzable "en bajada", ya que en el envío de datos está limitada a 33,6 Kbps.
De esta manera, es más que recomendable la adquisición de un módem que soporte compresión y corrección de errores en tiempo real; para ello, son imprescindibles las normas V.42, V.42bis y MNP5. Se trata de protocolos que permiten corregir los posibles errores durante la transmisión y al mismo tiempo comprimir los paquetes de datos, para incrementar el rendimiento del dispositivo.
Otras normas habitualmente utilizadas son:
Norma
Velocidad máxima
Otras velocidades
V.90 y X2(1)
56.000 bps
57.333, 54.666, 53.333, 52.000, 50.666, 49.333, 48.000, 46.666, 45.333, 44.000, 42.666, 41.333, 40.000, 38.666, 37.333, 36.000, 34.666 bps
V.34+
33.600 bps
31.200 bps
V.34
28.800 bps
26.400, 24.000, 21.600, 19.200, 16.800 bps
V.32bis
14.400 bps
12.000 bps
V.32
9.600 bps
7.200 bps
V.23
4.800 bps

V.22bis
2.400 bps

V.22 y Bell 212A
1.200 bps

V.21 y Bell 103
300 bps

(1)  protocolo propietario de 3Com, es decir, no estándar.
Otra funcionalidad ya considerada como obligatoria en cualquier módem es el soporte de funciones de FAX. Lo estándares son los siguientes:
Norma
Velocidad máxima
Otras velocidades
V.17
14.400 bps
12.000 bps
V.29
9.600 bps
7.200 bps
V.27ter
4.800 bps
2.400 bps
V.21
300 bps

Los módems incorporan una memoria ROM en la que almacenan parámetros, comandos y el código correspondiente a las diferentes normas y protocolos soportados por el aparato. Es muy deseable que la ROM del módem que vayamos a adquirir sea del tipo flash, ya que de esta forma sería posible actualizar el dispositivo, mediante software facilitado por el fabricante, por ejemplo, para implementar nuevos protocolos que incrementen su rendimiento.
Otra consideración importante es que para poder llegar a la velocidad máxima se deben dar una serie de circunstancias que no siempre están presentes y que dependen totalmente de la compañía telefónica que nos presta sus servicios, pudiendo ser en algunos casos bastante inferiores.
Evidentemente, el módem que se encuentre al otro lado de la línea telefónica, sea nuestro proveedor de Internet o el de nuestra oficina debe ser capaz de trabajar a la misma velocidad y con la misma norma que el nuestro, ya que sino la velocidad que se establecerá será la máxima que aquel soporte.
¿Qué es el V.92?
V.92 es el nuevo estándar para las comunicaciones Internet vía módem. La conexión online es más rápida, fácil y económica. Como sucesor del V.90, el V.92 ofrece una serie de beneficios:
·         Mayor Velocidad: Ahora es posible enviar datos vía Internet con velocidades hasta 48.000 bps. Para enviar e-mail con gran contenido o cargar nuestras páginas web en el servidor, el beneficio es  la alta velocidad del V.92 .
·         Acceso Online más rápido: Un click y estas conectado. Porque el módem memoriza automáticamente todos los parámetros de conexión, permite un procedimiento considerablemente más rápido para todas las conexiones sucesivas. En términos V.92, esto se define "Quick Connect".
·         Aumento de la compresión hasta el 160%: Los datos estrechamente comprimidos permiten mayor velocidad y divertimiento. La compresión automática de los datos V.44 hace los datos Internet más compactos hasta el 160%, permitiendo divertirnos  con complejas animaciones, Internet video y telefonía Internet.
·         Módem-on-Hold: Puedes ser localizado en el teléfono también cuando estas en Internet. V.92 pone fin a todas las señales frustrantes de ocupado. Con el módem-on-hold, respondes simplemente al teléfono y el módem retarda la conexión Internet hasta que la línea no se utiliza más. No es más necesario desconectarse y conectarse de nuevo.

En julio del 2000, el ITU  adoptó el nuevo estándar V.92 para los módems. Con el término "V.92 ready", ELSA describe todos los módem MicroLink ya predispuestos para esta nueva tecnología (por ejemplo MicroLink 56k Fun USB o MicroLink 56k Internet II). Apenas los Internet provider y los servicios online soportarán el V.92, todos los módem MicroLink certificados "V.92-ready" podrán ser fácilmente actualizados a la nueva tecnología directamente vía Internet.

Desgraciadamente no es posible actualizar todos los módems al estándar V.92, porqué hay algunos prerrequisitos técnicos que necesita del estándar V.92 que tienen que ser implementados en el hardware del dispositivo.

Tipos de Módem

Al investigar sobre los tipos de módems existentes en el mercado, nos encontramos con la “dificultad” del gran avance que han tenido en muy corto tiempo, ya que debido a los diversas variantes y sus similitudes, es muy difícil llegar a una clasificación clara de estos dispositivos.
            Para simplificar este problema, decidimos exponer todos los principales tipos de módems, aunque esta clasificación, en algunos casos, no es excluyente, ya que algunos
tipos comparten y/o poseen características comunes.
            Es importante saber, que los módems analógicos son el punto de partida para todos los otros tipos, y corresponden exactamente a la definición de módem. Los demás tienen la denominación de módems, aunque hay muchos que critican ésta, por razones que explicaremos según corresponda.

Módems Analógicos

Son dispositivos que transforman las señales digitales del computador en una señal telefónica analógica y viceversa, permitiéndole al computador transmitir y recibir información por la línea telefónica convencional. Los chips que realizan están funciones de modulación y demodulación están casi estandarizados, por lo que la diferencias entre uno u otro módem sólo se debe al tipo de carcasa o los demás elementos electrónicos que lo componen.
La velocidad de los módems analógicos va desde 9.6 Kbps hasta 56 Kbps, así por ejemplo el tiempo de transferencia de un archivo de 10 Mb va desde 23 horas a 24 minutos, respectivamente.
            Dentro de los módems analógicos se distinguen módems internos y módems externos. Además existe dos tipos más de módems analógicos que caben dentro del tipo interno, pero que debido a su particularidad se tratarán por separado: módem software o HSP y módem PC Card.
Módems Externos
Se colocan en la mesa de trabajo junto con nuestro equipo, tienen forma de caja y se conectan, por un lado a la línea telefónica y por otro lado al computador. La ventaja de ellos radica en que son portátiles y que el estado del módem se conoce a simple vista (marcando, sin/con línea, transmitiendo, etc.) debido a una luces que la mayoría presenta en su parte frontal.
La conexión módem-computador, se realiza mediante un cable a un puerto serie, o del tipo USB.
§     Puerto Serie. Son los más antiguos y, hoy en día, están siendo reemplazados por los USB. Lo importante es que este puerto debe estar configurado a la máxima velocidad. Su principal desventaja es que ocupan espacio importante y que necesitan una fuente de alimentación adicional, pero la gran ventaja es que todos los computadores tienen puertos series, por lo que son muy compatibles.
§     Puerto USB (Universal Serial Bus). Son de conexión y configuración más sencilla. Comparten el puerto con otros dispositivos, pero la mayoría no requiere una fuente de alimentación. Ocupan aproximadamente el mismo espacio que uno para puerto serie.

Módem para Puerto Serie

Módem para Puerto USB


Usan la UART del computador, por lo que esta debe ser capaz de proporcionar la suficiente velocidad de comunicación entre ambos. Por ejemplo, para un módem de 28.800 bps, la UART debe ser de 16550 o superior para que el rendimiento sea adecuado.
Módems Internos
Tienen forma de tarjeta (sobre ella están dispuestos los diferentes componentes del módem) y se colocan en las llamadas ranuras de expansión. Al estar conectadas directamente en el interior del computador, sólo tienen una salida externa para su conexión a la línea telefónica.
Módems Software o HSP
            Son módems internos en los cuales se han eliminado piezas electrónicas de manera que el microprocesador del computador debe suplir las funciones de los elementos retirados mediante software. Generalmente, utilizan la ranura PCI.
            En este tipo de módems se prescinde de dos componentes básicos de este tipo de aparatos:
UART, encargado de la recepción  y transmisión de las señales.
Un chip de proceso encargado de las instrucciones.
           Como tienen menos piezas, tienden a ser más baratos, pero como utilizan software necesitan microprocesadores más potentes para funcionar correctamente, ya que su rendimiento depende del número de aplicaciones abiertas.

3Com 56K OEM Interno Winmodem de Us Robotics

            Debido a que el software que los maneja está disponible para Windows, se les conoce también como Winmódems. Esto significa que al utilizar otro sistema operativo, el módem no funciona.
Módems PC-Card
           Son módems que se utilizan en computadores portátiles. Su tamaño es similar al de una tarjeta de crédito, algo más gruesa, pero sus capacidades pueden ser igual o más avanzadas que en los modelos normales.

Módem PC-Card

No necesita fuente de alimentación externa y su consumo eléctrico es reducido, aunque no es conveniente abusar de él cuando lo utilizamos en un computador portátil usando las baterías.
Módems Digitales
Los módems digitales, como su nombre lo indica, necesitan una línea telefónica digital, llamada RDSI o ISDN (en inglés), permitiendo velocidades hasta de 128 kbps. La Red Digital de Servicios Integrados (RDSI) no es sino la evolución natural de las líneas telefónicas convencionales descrita anteriormente.
           En un comienzo, en la telefonía todos sus elementos eran analógicos. Posteriormente, aparecieron las centrales digitales capaces de controlar más líneas de usuarios y realizar conexiones más rápido. La comunicación en centrales también cambió, realizándose en forma digital mejorando sustancialmente la calidad de las comunicaciones.

Courier™ I-Modem ISDN with V.Everything®
de Us Robotics.

Con una línea RDSI podemos realizar una comunicación digital de extremo a extremo, con mayores velocidades de conexión y una mucho menor tasa de errores. Puede utilizar el mismo par de hilos de cobre que se utiliza para las líneas analógicas, por lo que el cambio a línea digital supone una inversión mínima.
Las ventajas de los usuarios que poseen RDSI son:
§  Posibilidad de mantener dos comunicaciones distintas con una sola línea.
§  Tiempos mínimos para establecer una conexión.
§  Mayor calidad de la conexión.
            La RDSI se divide en dos tipos de líneas. Un acceso primario o PRI y otro acceso básico o BRI.
            El Acceso Básico (BRI) es el tipo de conexión más común a la RDSI. Se compone de dos canales B de 64 Kbps cada uno y un canal D de 16kps. Los canales B son utilizados para la transmisión de información del usuario (voz, datos, fax, etc.), mientras que el canal D se utiliza para señalización.
            Los Accesos Primarios (PRI) son conexiones a la RDSI para grandes centrales telefónicas o grandes servidores de acceso remoto a redes de área local principalmente. Se componen de 30 canales B de 64 Kbps cada uno y un canal D de 64 Kbps.          
            Aunque estos dispositivos no necesitan de ningún tipo de conversión de digital a analógico y su función se acerca más a una tarjeta de red, muchas fuentes los consideran como módems.
Módems por Cable
Un cable módem es un dispositivo que permite acceso a Internet a gran velocidad vía TV cable. Se emplea generalmente en los hogares, ya que la mayor parte de las áreas residenciales tienen instalación por cable.
Son cajas externas que se conectan al computador. Tiene dos conexiones, uno por cable a la conexión de la pared y otro al computador, por medio de interfaces Ethernet.

SURFboard®
de Motorola
Existen dos tipos de cable módem:
§  Módems coaxiales de Fibra Óptica (HFC, Hybrid Fiber-coax). Son dispositivos bidireccionales que operan por cable HFC. Ofrecen velocidades de carga en el rango de 3 a 30 Mb, con velocidades de descarga que van de 128Kb hasta 10Mb, aunque actualmente los usuarios pueden esperar velocidades alrededor de 4Mb.
§  Módems Unidireccionales. Son más antiguos que los anteriores que operan por los cables de televisión coaxiales tradicionales. Permiten velocidades de carga de hasta 2Mb, y requieren un módem convencional de marcación para completar la conexión.
Puede haber confusión al denominarle módem a este dispositivo, ya que solamente tenemos la imagen de un módem de línea telefónica, pero sí es un módem, ya que modula y demodula señales, aunque es de un orden de magnitud más complicado.
Típicamente un cable módem envía y recibe datos en dos diferentes modos. En la dirección hacia el abonado la señal digital es modulada en un típico ancho de banda de algún canal de televisión de 6 MHz, que podría estar entre 42 MHz y 750 MHz. Hay diversos esquemas de modulación, pero los dos más populares son QPSK (hasta 10 Mbps) y QAM (hasta 36 Mbps).

Esquema Conexión Cable Módem
 El canal de retorno del abonado es más delicado. Normalmente, en una red de cable, el camino de retorno del abonado conocido como canal de reversa, es transmitido entre 5 y 40 MHz. Esta frecuencia tiende a ser muy ruidosa, porque existen muchas interferencias de radios AM y además interferencia de ruidos de los artefactos hogareños.
Hay que agregar la interferencia introducida en el propio hogar, la pérdida en los conectores, o el cable en mal estado. Como las redes de cable están realizadas en forma de árbol y subredes en forma de ramas, todo este ruido se va sumando a través de su viaje en el canal de retorno, combinándose e incrementándose. Por esta causa, muchos fabricantes estarían usando QPSK o similares esquemas de modulación en el canal de retorno, porque QPSK es un esquema más robusto que otras técnicas de modulación en un ambiente de ruido.
Módems ADSL
ADSL (Asymmetric Digital Subscriber Line o Línea de Abonado Digital Asimétrica) es una tecnología que, basada en el par de cobre de la línea telefónica normal, la convierte en un línea de alta velocidad. Emplea los espectros de frecuencia que no son utilizados para el transporte de la voz, y que por lo tanto, hasta ahora, no se utilizaban, abriendo de esta forma un canal de datos a alta velocidad, permitiendo a su vez (gracias a esa separación datos / voz), poder aplicar una tarifa plana para ese transporte de datos (los de Internet).
En el servicio ADSL, el envío y recepción de datos se establece desde el computador del usuario a través de un módem ADSL. Estos datos pasan por un filtro (splitter), que permite la utilización simultánea del servicio telefónico básico y del servicio ADSL. Es decir, el usuario puede hablar por teléfono a la vez que está navegando por Internet.
USB ADSL Módem
de Us Robotics.

ADSL utiliza técnicas de codificación digital que permiten ampliar el rendimiento del cableado telefónico actual. Para conseguir estas tasas de transmisión de datos, la tecnología ADSL establece tres canales independientes sobre la línea telefónica estándar.
§  Dos canales de alta velocidad (uno de recepción de datos y otro de envío de datos).
§  Un canal para la comunicación normal de voz (servicio telefónico básico).
            Los dos canales de datos son asimétricos, es decir, no tienen la misma velocidad de transmisión de datos. El canal de recepción de datos tiene mayor velocidad que el canal de envío de datos.
            Esta asimetría, característica del ADSL, permite alcanzar mayores velocidades en sentido red-usuario, lo cual se adapta perfectamente a los servicios de acceso a información en los que normalmente, el volumen de información recibido es mucho mayor que el enviado. ADSL permite velocidades de hasta 8 Mbps en el sentido red-usuario y de hasta 1 Mbps en el sentido usuario-red.
       Las principales ventajas de ADSL son:
§  Uso simultáneo de Internet y de teléfono / fax, a través de la misma línea telefónica.
§  Always Online. Conexión permanente a gran velocidad a Internet.
§  Tarifa plana de conexión a Internet.
§  Acceso a servicios y contenidos de banda ancha.
§  Mayor seguridad.
      Es muy difícil encontrar un módem ADSL en el comercio, los proveedores de servicio ADSL lo incluyen junto con la conexión.
Comparación de Velocidades
            Si consideramos la transferencia de un archivo de 10 Mb.
Velocidad y Tipo de Módem
Tiempo de Transferencia
14.4 Kbps
90 minutos
28.8 Kbps
46 minutos
56 Kbps
24 minutos
128 Kbps ISDN
10 minutos
4 Mbps Cable Módem
20 segundos
8 Mbps Módem ADSL
10 segundos
10 Mbps Cable Módem
8 segundos
Precios
Producto
Precio
- Modem 3Com HomeConnect Ethernet ADSL
$ 258.000
- Módem Xircom 56K RealPort PC Card
$ 119.000
- Us Robotics 3Com 56K
$ 16.950 (*)
- Us Robotics ISDN Pro Terminal Adapter
$ 127.000 (*)
- Us Robotics 56K Modem PC Card
$ 52.000 (*)
- Us Robotics 56K V.92 External Faxmodem
$ 58.000 (*)
- Us Robotics Cable Modem
$ 80.000 (*)
- Motorola 56K PCI Interno
$10.515
- Diamond SupraMax 56K USB V.92 External Modem
$ 33.000 (*)
- Diamond SupraMax 56K V.92 PCI Modem
$ 26.000 (*)
- AOpen 56K V.90 PCI Rockwell Chipset
$ 14.030
- SURFboard® SB4100 External DOCSIS Cable Modem
$ 90.000 (*)
            La información sobre precios es sólo referencial. Los precios marcados con asterístico (*), fueron obtenidos de los websites de las empresas fabricantes y traspasados a pesos chilenos (Us Robotics, Motorola, Diamond). Los precios restantes fueron obtenidos en pesos chilenos en www.fiera.com y www.bip.cl.
            Encontrar precios de módems ADSL y Cable Módem en Chile, es difícil, ya que los productos no llegan de forma directa a público, sino que son incluido en el precio del servicio ofrecido por empresas, como por ejemplo, ENTEL, Telefónica del Sur y otras compañías relacionadas.
Configuración del Módem
El primer paso que tenemos que dar es de la instalación del módem. El sistema necesita saber de que tipo se trata para establecer la velocidad de comunicación y qué de instrucciones acepta. Si no ocurre nada imprevisto, el proceso es igual para un módem interno y para uno externo. En el caso del primero tendremos que insertarlo en una ranura de expansión del computador y en el del segundo, habrá que conectarlo, con un cable correspondiente, al puerto serie y a la corriente.
1)    Una vez conectado el módem, podemos comenzar la instalación. Si al encender el equipo se encuentra con el mensaje de que el módem ha sido detectado, quiere decir que Windows se ha dado cuenta de que dispone de un módem e intentara configurarlo automáticamente.
2)    Si no es así, tendrá que hacer click en Inicio ® Configuración ® Panel de Control.
3)    Dentro del panel de control haremos doble click en Módems.
4)    Al abrir el icono, aparecerá la siguiente ventana “Instalar Nuevo Módem”. Windows  podrá detectar de forma genérica, qué tipo de módem hemos instalado. Si marcamos mediante el mouse en la casilla “No detectar mi Módem. Lo Seleccionare de una Lista” podrá seleccionar el tipo de módem concreto. Para continuar la instalación pulsaremos Siguiente >
5)    Si hemos elegido escoger el módem, la pantalla siguiente nos presentará esta ventana que pone “Haga click en el Fabricante y Modelo de módem. Si el Módem no aparece en la Lista, o si tiene un Disco de Instalación, haga click en Utilizar Disco”.
6)    Utilizando las teclas ­ ¯ tendremos que encontrar la marca y el modelo de nuestro módem. Luego pulsaremos el botón Siguiente >
7)    Si no encontramos la marca y el modelo de nuestro módem, haremos click en Utilizar Disco. El computador nos pedirá entonces los discos de los drivers que encontraremos en la caja del módem.
8)    Si no tenemos los discos de los drivers y tampoco encontramos nuestra marca y modelo de módem, entonces, podemos seleccionar Standard Módem Types como marca y modelo Standard 28800 bps Módem.
9)    Una vez seleccionado nuestro módem, tendremos que elegir en qué puerto lo hemos conectado, en nuestro computador suele haber más de un puerto serie o de comunicaciones a los que se les asigna los nombres COM 1, COM 2 y así sucesivamente. Para saber en qué puerto de comunicaciones se encuentra conectado, tendremos que fijarnos en la parte de atrás de nuestro computador. Allí deberá estar marcado el nombre del puerto en el conector al que hemos enchufado el cable del módem. En el caso de un módem interno, tendremos que consultar el manual del fabricante.
Si todo se ha instalado correctamente, aparecerá una ventana como esta “Propiedades de Módems”, pulsando en el botón “Propiedades” podremos seleccionar ciertas características del módem como la velocidad con la que se comunica con el computador o cambiar el puerto de comunicaciones.
Conclusión
El módem es un dispositivo muy importante en el contexto de las comunicaciones actuales, ya que gracias a él es posible conectar muchos usuarios entre sí o permitir a un usuario conectarse a la red mundial de información, Internet.
El funcionamiento del módem se basa en el simple procedimiento de comunicación, el cual el emisor envía un mensaje codificado y el receptor decodifica el mensaje para entenderlo y procesarlo. Así podemos enviar y recibir información desde nuestro computador hacia otro computador.
Existen diversos tipos de módem, los cuales han respondido en su evolución al avance de la tecnología y los nuevos medios y métodos de conexión que buscan mayor velocidad de transmisión de información. Así, hoy en día contamos con modernos métodos de conexión que nos proporcionan velocidades increíbles si consideramos que el un corto tiempo, las velocidades de los módem han crecido vertiginosamente.
Elegir un módem requiere previo conocimiento de las características de nuestro equipo, de la conexión que disponemos y de nuestro proveedor de servicio (por ejemplo de Internet). Así, podremos disfrutar de la máxima velocidad que permite nuestro equipo y la red en que está inserto.
Glosario
·                    Ancho de Banda: Dentro  de cualquier servicio de transmisión, el ancho de banda  se  refiere a la capacidad de transporte de información. Su unidad es  el Hertz (Hz),  y define el rango de frecuencias que se pueden alcanzar sin  llegar a degradar la señal. Cuanto mayor sea éste, mayor será la capacidad del módem de transportar datos. Este dato es importante, ya que se refiere a la fidelidad del dispositivo. La mayor parte de los módems se fabrican dentro de un rango de 300 a 3000 Hz, que es el centro del ancho de la banda de las líneas telefónicas, la zona más estable y con mayor capacidad para reproducir la modulación.
  • Baudio: Los baudios se definen como la capacidad del módem de soportar determinada cantidad de cambios de señal por segundo, y es un término que no debe de ser confundido con la velocidad del módem, la cual se mide en bits por segundo (BPS) y se refiere a la velocidad de modulación. La velocidad del módem se define como el número de bits de datos por señal, multiplicada por los baudios.
·                    Driver :El driver o controlador es un conjunto de datos que describe cierto dispositivo. El sistema Operativo necesita los datos de los drivers para poder utilizar correctamente los dispositivos instalados en el sistema. Los drivers o controladores son proporcionados normalmente por el fabricante del dispositivo. En caso de no encontrarlos junto con el dispositivo, muchas veces es posible encontrarlos en Internet.
·                    ETTD: Equipo terminal de terminación de datos.
·                    ETCD: Equipo de terminación del circuito de datos.
·                    Multiplexación: Se trata de hacer compartir un canal físico estableciendo sobre el varios canales lógicos, cuya capacidad de transmisión del canal común debe ser mayor o igual que la suma de las capacidades de transmisión de cada uno de los emisores. Si se desea transmitir simultáneamente  se debe organizar un sistema de espera arbitrario. Gracias al multiplexor (transparecia total) podemos utilizar diferentes protocolos y velocidades.
·         Puerto Serie: Dispositivo Hardware de un computador que permite su comunicación con el exterior. El puerto Serie es un medio sencillo de conectar entre sí dos aparatos electrónicos mediante un cable. A través de este puerto, podemos conectar, por ejemplo, un módem o un ratón.
·         Puerto Paralelo: Un PC tiene muchos conectores en la parte trasera. Algunos sirven para enchufar la pantalla, el teclado o el ratón, pero el que necesitamos para conectar una impresora es el paralelo. Es un enchufe bastante grande que tiene 25 pequeños conectores y por el que viajan 8 señales de datos a la vez, lo que técnicamente se conoce como transmisión “En Paralelo”.
  • Señal portadora: Cuando dos módems entablan comunicación, intercambian sonidos llamados "señal portadora", cada portadora tiene una frecuencia determinada que es reconocida por el otro módem, de tal manera que si el módem recibe una llamada y no encuentra la portadora, inmediatamente corta la transmisión y envía un mensaje al usuario. La señal portadora es transmitida como onda senosoidal, la cual comienza en voltaje cero, se incrementa de manera positiva hasta cierto valor, desciende nuevamente a cero y decrece hasta el mismo valor anterior pero de manera negativa. La frecuencia de la señal se mide por el número de ciclos que se producen en un tiempo determinado.
  • USB: Es un nuevo estándar de conexión de dispositivos externos. Permite la conexión de hasta 127 dispositivos y su velocidad es muy superior a la del puerto serie.

Módem Interno