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Módem
dispositivo que sirve para enviar una señal llamada moduladora mediante otra señal llamada portadora De Wikipedia, la enciclopedia libre
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Un módem (del inglés modem, acrónimo de modulator demodulator; pl. módems)[1] es un dispositivo que convierte las señales digitales en analógicas (modulación) y viceversa (desmodulación),[2] y permite así la comunicación entre computadoras a través de la línea telefónica o del cablemódem. Sirve para enviar la señal moduladora mediante otra señal llamada portadora.
Se usan módems desde la década de 1960 porque la transmisión directa de señales electrónicas inteligibles a largas distancias no es eficiente; por ejemplo, para transmitir señales de audio por el aire se requerirían antenas de gran tamaño (del orden de cientos de metros) para su correcta recepción. Es habitual encontrar en muchos módems de red conmutada las funciones de respuesta y marcación automáticas, que permiten conectarse cuando reciben una llamada de la RTPC y proceder a la marcación de cualquier número previamente grabado por el usuario.
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Historia
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Contexto
Los servicios por cable de noticias en la década de 1920 utilizaban dispositivos multiplex que satisfacían la definición de un módem.[3] Sin embargo, la función de módem era incidental a la de multiplexación, por lo que generalmente no se incluyen en la historia de los módems.
Los módems surgieron de la necesidad de conectar teletipos a través de líneas telefónicas normales en lugar de las líneas arrendadas más caras que anteriormente se habían utilizado para los teletipos basados en bucle de corriente y los telégrafos automatizados. En 1941, los Aliados desarrollaron un sistema de cifrado de voz llamado SIGSALY que usaba un vocoder para digitalizar el habla, luego la cifraba con una clave de un solo uso y codificaba los datos digitales como tonos utilizando desplazamiento de frecuencia.
La producción generalizada de módems en Estados Unidos comenzó en 1958 (el año en que se usó por primera vez la palabra «modem»)[4] como parte del sistema de defensa aérea SAGE, conectando terminales en varias bases aéreas y centros de control en Estados Unidos y Canadá. Los Bell Labs de AT&T describieron los módems SAGE como conformes a su recién publicado estándar conjunto de datos Bell 101 (110 baudios).
Los Data-Phones 201A y 201B eran módems síncronos que utilizaban modulación por desplazamiento de fase de dos bits por baudio (PSK). El 201A operaba en semidúplex a 2000 bit/s en líneas telefónicas normales, mientras que el 201B proporcionaba servicio dúplex completo de 2400 bit/s en líneas alquiladas de cuatro hilos.
AT&T introdujo en 1962 el estándar Bell 103.[5][6] Proporcionaba servicio dúplex completo a 300 bit/s en líneas telefónicas normales mediante modulación por desplazamiento de fase (PSK), con el originador transmitiendo a 1070/1270 Hz y el respondedor a 2025/2225 Hz. La disponibilidad del 103A2 impulsó el uso de terminales remotos de baja velocidad como el Teletype Model 33 ASR y KSR, y el IBM 2741. AT&T redujo costes introduciendo los módems 113D (solo origen) y 113B/C (solo respuesta).
Acoplador acústico
Véase también: Acoplador acústico
Durante muchos años, el sistema Bell (AT&T) mantuvo un monopolio en el uso de sus líneas telefónicas y de los dispositivos conectables. En 1968, la FCC dictó la decisión Carterfone, que permitió conectar dispositivos electrónicos al sistema telefónico siempre que usaran un acoplador acústico. Dado que la mayoría de los teléfonos eran suministrados por Western Electric y tenían diseño estándar, los acopladores acústicos fueron relativamente fáciles de construir. Los módems de 300 bit/s compatibles con Bell 103A acoplados acústicamente fueron comunes durante los años 1970 (por ejemplo, Novation CAT y Anderson-Jacobson, este último derivado de un proyecto del Stanford Research Institute —hoy SRI International—). Una opción aún más económica fue el módem Pennywhistle, diseñado para construirse con piezas de excedentes electrónicos.
En diciembre de 1972, Vadic lanzó el VA3400, notable por su operación dúplex completo a 1200 bit/s sobre la red telefónica. En noviembre de 1976, AT&T presentó el 212A para competir con Vadic. Era similar, pero usaba el conjunto de frecuencias más bajas para transmisión, y podía interoperar con un Bell 103 a 300 bit/s. En 1977, Vadic respondió con el VA3467, un módem de solo respuesta que admitía los modos de 1200 bit/s de Vadic, el 212A de AT&T y la operación Bell 103A.
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Cómo funciona
El modulador emite una señal denominada portadora, generalmente una señal eléctrica sinusoidal de frecuencia mayor que la de la moduladora (la información). La moduladora modifica alguna característica de la portadora (modulación), de manera que se obtiene una señal que incluye la información. El demodulador recupera la moduladora original. Las características que se pueden modificar son:
- amplitud → modulación de amplitud (AM/ASK);
- frecuencia → modulación de frecuencia (FM/FSK);
- fase → modulación de fase (PM/PSK).
También existen combinaciones o modulaciones más complejas, como la modulación de amplitud en cuadratura (QAM).
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Módems para PC
La distinción más común es entre módems internos y externos, aunque aparecieron los módems por software (winmódems o linuxmódems) que complicaron el panorama. También existen módems para xDSL, RDSI y para conexión mediante cable coaxial de 75 Ω (cablemódems).
- Internos: tarjetas de expansión con varios formatos de conector:
- Ventajas: integración, menor coste y alimentación desde el propio equipo. Inconvenientes: instalación más compleja y estado visible solo por software.
Tipos de conexión
- Los módems telefónicos externos se conectan normalmente por puerto serie RS-232 (COM), usando la UART del ordenador. La UART debe ser 16550 o superior para un rendimiento adecuado con 28 800 bit/s o más. Requieren enchufe para su transformador.
- Los módems PC Card (antiguos PCMCIA) para portátiles tenían forma de tarjeta; hoy están sustituidos por USB.
- Existen módems USB de fácil conexión que no necesitan toma de corriente; los hay para telefonía fija y móvil.
- Los módems por software HSP (Host Signal Processor) suelen ser internos y descargan funciones en la CPU del sistema; su compatibilidad depende del sistema operativo y del soporte del fabricante.
- Módem completo: módems clásicos no HSP, internos o externos, cuyo rendimiento depende de la velocidad del módem y de la UART, no del microprocesador.
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Módems telefónicos
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Contexto
Las computadoras procesan datos de forma digital; sin embargo, las líneas de la red básica solo transmiten señales analógicas.
Los métodos de modulación y otras características de los módems telefónicos están estandarizados por el UIT-T (antiguo CCITT) en la serie de Recomendaciones «V». Algunas:
- V.21: comunicación full dúplex a 300 baudios (≈300 bit/s).
- V.22: full dúplex con PSK a 600 baudios → 600/1200 bit/s.
- V.32: 9600 bit/s.
- V.32bis: 14 400 bit/s.
- V.34: hasta 28,8 kbit/s bidireccional (full dúplex), usando PSK/QAM y codificación trellis.
- V.34bis: 33,6 kbit/s.
- V.90: hasta 56 kbit/s descarga y 33 600 bit/s subida.
- V.92: mejora de V.90 con mayor subida, compresión y llamada en espera.
Además existen los módems DSL que usan espectro por encima de la banda vocal (300–3400 Hz) y permiten velocidades muy superiores, pudiendo coexistir con la telefonía de voz.
Con la digitalización de la red (jerarquías PDH y SDH) y tecnologías como RDSI (BRI 2×64 kbit/s; PRI 2 Mbit/s con tramas E1), los servicios xDSL (HDSL, VDSL, ADSL…) se popularizaron. En ADSL (Asymmetric DSL) los canales de datos son asimétricos (descarga mayor que subida). Las especificaciones se encuentran en G.992.1 (G.dmt), G.992.2 (G.lite) de la UIT-T y ANSI T1.413-1998.[7]
Módem fax
Un fax módem permite a la computadora transmitir y recibir documentos como fax en una línea telefónica. Algunos también funcionan como módems de datos. A inicios de los años noventa, los pequeños negocios usaban habitualmente tarjetas fax/módem y software específico (p. ej., WinFax Pro). Con el tiempo, fueron sustituidos por el correo electrónico y servicios de fax virtual. En el ámbito sanitario se siguen usando en el siglo XXI en algunos procesos, aunque muchos usuarios y empresas prefieren Internet de banda ancha.[8]
Lista de velocidades de acceso telefónico
Valores máximos; el rendimiento real depende de la calidad de línea.[9] Un baudio es un símbolo por segundo; cada símbolo puede codificar uno o más bits.
Tipos de modulación
Según el tipo de señal, se emplean modulaciones digitales o analógicas.
Digitales
- ASK (amplitude shift keying, modulación por desplazamiento de amplitud): la amplitud de la portadora representa 1/0.
- FSK (frequency shift keying, modulación por desplazamiento de frecuencia): usa dos frecuencias distintas para 1/0.
- PSK (phase shift keying): la fase de la portadora se desplaza según los datos.
Analógicas
- AM (amplitud modulada): varía la amplitud de la portadora.
- FM (frecuencia modulada): varía la frecuencia de la portadora.
- PM (phase modulation): varía la fase; matemáticamente cercana a FM.
En el canal telefónico existen perturbaciones (distorsiones, ecos, ruidos aleatorios o impulsivos, interferencias) que el módem debe mitigar.
Órdenes AT
- ATA: pone el módem en espera de llamada (autoanswer).
Cada módem utiliza una serie de órdenes «AT» comunes y otras específicas; se recomienda consultar el manual del equipo para su configuración.
Registros
Los registros S son porciones de memoria donde se guardan parámetros del perfil del módem (profiles). Además de las órdenes AT, existen registros comunes y específicos. Algunos habituales:
- S0: número de timbradas antes de responder (si 0, nunca responde).
- S1: contador de llamadas realizadas/recibidas.
- S2: carácter para activar la secuencia de escape (suele ser «+»).
- S3: carácter fin de línea (13, Enter).
- S4: avance de línea (line feed).
- S5: retroceso (backspace).
- S6: tiempo de espera antes de marcar (s).
- S7: tiempo de espera para recibir portadora (s).
- S8: pausa de Hayes (la coma) en segundos.
- S9: tiempo de detección de portadora para activar DCD (décimas s).
- S10: tiempo máximo de pérdida de portadora antes de colgar (décimas s).
- S12: guard time mínimo alrededor de «+++» (S12 × 20 {*
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Referencias
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