Este documento describe los conceptos básicos de detección y corrección de errores en las comunicaciones digitales. Explica que los errores pueden ocurrir durante la transmisión de datos y que es necesario implementar mecanismos para detectarlos y corregirlos. Describe métodos como la redundancia, el código de Hamming y la corrección de errores de bit único y ráfaga. El objetivo es garantizar la transmisión precisa de la información entre dispositivos.

1. DETECCIÓN Y CORRECCIÓN
DE ERRORES
Dayana Mishell Carrera Meneses
Tercero Informática
2013 - 2014

2. DETECCIÓN Y CORRECCIÓN DE ERRORES
Objetivos:

Conocer cómo pueden detectarse y prevenirse
errores que puedan aparecer en los distintos
intercambios de información que realiza el
ordenador.

Aplicar distintos métodos de detección y corrección
de errores.

3. CONCEPTOS PREVIOS

Concepto de Código:

De un conjunto de palabras (por ejemplo: Posibles
palabras binarias de una longitud determinada), código
es un subconjunto

Ejemplo:

Código: Palabras de tres bits con sólo un dígito a 1
En las palabras binarias de longitud 3:

{000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111}

4. NECESIDAD DEL TRATAMIENTO DE ERRORES

Posibilidad De Errores:

En informática (entre varios ordenadores o en el interior de
ellos) la información circula entre diferentes dispositivos y
reposa en ciertos dispositivos

Posibles Errores:



Ruidos en las comunicaciones
Defectos en las superficies de los discos, etc.
Los errores consisten en la modificación de la información
desde que se emite (o almacena) hasta que se recibe (o se
recupera)
Cambio de valor de algunos bits (0 ⇔1)

5. DETECCIÓN Y CORRECCIÓN DE ERRORES

Las redes deben ser capaces de transferir datos de
un dispositivo a otro con total exactitud, si los datos
recibidos no son idénticos a los emitidos, el sistema
de comunicación es inútil.

Sin embargo, siempre que se transmiten de un
origen a un destino, se pueden corromper por el
camino.

Los sistemas de comunicación deben tener
mecanismos para detectar y corregir errores que
alteren los datos recibidos debido a múltiples
factores de la transmisión.

6. TIPOS DE ERRORES

Interferencias, calor, magnetismo, etc. Influyen en
una señal electromagnética, esos factores pueden
alterar la forma o temporalidad de una señal.

Si la señal transporta datos digitales, los cambios
pueden modificar el significado de los datos. Los
errores posibles son:

7. ERROR DE BIT

Únicamente un bit de una unidad de datos determinada
cambia de 1 a 0 o viceversa.

Un error de bit altera el significado del dato. Son el tipo
de error menos probable en una transmisión de datos
serie, puesto que el intervalo de bit es muy breve
(1/frecuencia) el ruido tiene que tener una duración muy
breve. Sin embargo si puede ocurrir en una transmisión
paralela, en que un cable puede sufrir una perturbación
y alterar un bit de cada byte.

8. ERROR DE RÁFAGA
El error de ráfaga significa que dos o más bits de la
unidad de datos han cambiado. Los errores de
ráfaga no significa necesariamente que los errores
se produzcan en bits consecutivos.
 La longitud de la ráfaga se mide desde el primero
hasta el último bit correcto, algunos bits
intermedios pueden estar bien.


9. DETECCIÓN

Se conocen el tipo de errores que pueden existir, el
problema es ser capaz de reconocerlos, dado que
no se puede comparar el dato recibido con el
original, sólo se podría saber que ha habido un
error cuando se descodifique todo el mensaje y se
vea que no tiene sentido.

Sin embargo existen determinadas técnicas
sencillas y objetivas para detectar los errores
producidos en la transmisión:

10. REDUNDANCIA

La redundancia consiste en enviar dos veces cada
unidad de datos, de forma que el dispositivo receptor
puede hacer una comparación bit a bit entre ambos
datos y detectar si ha habido errores, para corregirlos
con el mecanismo apropiado. Esta técnica es muy
exacta pero enlentece la transmisión.

En las comunicaciones de datos se usan cuatro tipos de
comprobación de redundancia:
Verificación De Redundancia Vertical (VRC)
 Verificación De Redundancia Longitudinal (LRC)
 Verificación De Redundancia Cíclica (CRC)


11. CORRECCIÓN DE ERRORES DE UN ÚNICO BIT

El concepto de la corrección de errores se puede comprender con el
caso más sencillo: el error de un único bit. Un error de un bit supone
que un bit ha cambiado de un 0 a un 1 o de un 1 a un 0, para
corregir el error, el receptor sólo tiene que invertir el valor del bit
alterado, sin embargo, para hacer eso, el receptor debe saber en
qué bit está el error, por lo que el secreto de la corrección de errores
es localizar el bit o bits inválidos.La cuestión es el uso de los bits de
redundancia para la corrección. Ahora bien

¿Cuantos Bits De Redundancia Usar?

12. CÓDIGO HAMMING

Hamming desarrolló una técnica que proporciona una
solución práctica. El código Hamming se puede aplicar a
unidades de datos de cualquier longitud y usa la relación de
bits de datos y de redundancia. En el código cada bit r es el
bit de VRC para una combinación de bits de datos. Por
ejemplo, un dato de 7 bits necesita 4 bits de redundancia, los
colocaremos en las posiciones 1, 2, 4 y 8, con lo que la
secuencia transmitida es la siguiente:

13. DETECCIÓN Y CORRECCIÓN

El receptor recibe la transmisión, toma los datos y
recalcula cuatro nuevos VRC usando el mismo
conjunto de bits usados en el cálculo en el emisor,
a continuación reensambla los nuevos valores de
paridad siguiendo el orden de la posición (r8, r4, r2,
r1) la cifra resultante indica si ha habido error y en
qué bit se ha producido.

Si el resultado es 0000 no ha habido error,
cualquier otro resultado indica error y bit erróneo.
Una vez identificado el bit erróneo, el receptor
puede cambiar el valor de ese bit para corregir el
error.

14. CORRECCIÓN DE ERRORES DE RÁFAGA

Se puede diseñar un código Hamming para corregir
errores de ráfaga de una cierta longitud, sin
embargo el número de bits de redundancia
necesarios es muy elevado, porque los errores
pueden ser de tantos bits pero pueden estar en
cualquiera de los bits de la cadena transmitida.
GRACIAS