El documento explica los conceptos fundamentales de los modems y la modulación de señales. Brevemente describe los tipos de modulación como ASK, FSK y PSK. Luego resume los diferentes tipos de transmisión como simplex, semiduplex y duplex. Finalmente, presenta las características y funcionamiento básico de la tecnología ADSL.

1. EL MODEM
Por Sergio Alguacil

2. Modulación
• La modulación es la adaptación de una información a
transmitir al medio que se va a utilizar. Usaremos una señal
llamada señal portadora, que es la que mejor se transmite
en el medio y la usaremos como “contenedor” de la
información a transmitir que denominamos señal
moduladora.
• Como la información a transmitir es una cadena de bits,
sobre una señal portadora variamos uno de sus parámetros
físicos para codificar cada uno de los bits a enviar.
Tendremos por tanto modulación por amplitud (ASK), por
frecuencia (FSK) y por fase (PSK). Durante un tiempo T el
valor del parámetro se mantendrá en uno de los dos
establecidos para representar el bit 0 o el bit 1.

3. Tipos de modulación

4. Modulación
En principio, en cada tiempo de bit solo podríamos
codificar uno. Si en lugar de usar 2 amplitudes
usáramos cuatro, en cada tiempo de bit podríamos
codificar dos bits, uno por cada frecuencia
(00,01,10,11). En general si a cada tiempo de bit
usamos n variantes del parámetro podemos
codificar log2(n) bits, (se usa n potencia de 2). A
este método se le denomina modulación digital
multinivel, que nos permite usar más eficazmente
el ancho de banda.

5. QAM
• La modulación de amplitud en
cuadratura o QAM (Quadrature
Amplitude Modulation) es una técnica
que transporta dos señales
independientes, mediante la modulación
de una señal portadora, tanto en
amplitud como en fase. Esto se consigue
modulando una misma portadora,
desfasada en 90°. En cada portadora se
aplica una técnica, ASK y PSK. Utilizamos
modulación multinivel en cada una de
las portadoras. Se denomina QAM
seguido del número de estados
• QAM-4 (o 4-QAM) codifica 4 estados, es decir codificamos 2 bits
• QAM-16 codifica 16 estados, codificamos 4 bits, etc.

6. Velocidad de modulación y
Velocidad de transmisión
• Velocidad de modulación: se mide en baudios
y es el numero de veces por segundo que la
señal cambia en el medio de transmisión
• Velocidad de transmisión: es el numero de bits
por segundo que se transmiten efectivamente.
Ambos conceptos están relacionados y
dependen del numero de estados que pueda
tomar la señal en cada baudio.

7. Relación velocidad transmisión y
velocidad de modulación
Vt = Vm · log 2 n
Siendo
Vt la velocidad de transmisión en bits por segundo
Vm la velocidad de modulación en baudios
n el nº de estados que puede tomar cada baudio
Ejemplo:
En una línea de 2400 baudios que usa 8-QAM, ¿Cuál es
su velocidad de transmisión ?
Vt = 2400 · log2 8 = 7200 bit/s

8. Clases de transmisión
• Simplex
• Semiduplex
• Duplex
• Síncrona
• Asíncrona
• Serie
• Paralelo

9. Serie/Paralelo
• Serie: Los bits se transmiten en una sola línea uno
detrás de otro
• Paralelo: existen mas de una línea. Según el
numero de líneas se transmiten n bits cada vez en
lugar de uno.
Aunque el paralelo es mas rápido, el cableado es
mas caro y en largas distancias pierde sincronismo.
El serie es el mas usado en la actualidad

10. Síncrona/Asíncrona
• Síncrona: en la transmisión existe una señal de
reloj común a emisor y receptor.
• Asíncrona: emisor y receptor tienen su propio
reloj. Cuando el emisor envía una señal de
arranque, ambos relojes se ponen en marcha y
comienza la transmisión. Dicha transmisión
finaliza con una señal parada.

11. Simplex/semiduplex/duplex
• Simplex: la información solo
circula en un sentido
• Semiduplex: la información
circula en ambos sentidos,
pero no simultáneamente
• Duplex (full-duplex): la
información circula en
ambos sentidos
simultáneamente

12. Recomendaciones ITU-T. Serie V
V.29 Transmisiones a 9.600 b/s del tipo semiduplex
V.32 Transmisiones a 9.600 b/s. Incorpora un protocolo
provisional para disminuir automáticamente la velocidad si
aparecen problemas en la línea.
V.32bis Transmisiones 14.400 b/s en duplex
V.34 Es la norma para las transmisiones a 28.800 b/s. El avance
técnico mas importante de esta tecnología es la capacidad
del modem llamada adaptación inteligente, que emplea
múltiples métodos de modulación y varias técnicas distintas
de compensación, creando un completo juego de
posibilidades para elegir la mas indicada en cada conexión.
V.34+ Alcanza los 33.600 b/s que es el limite máximo del canal
analógico de comunicaciones (35 Kb/s)

13. Recomendaciones ITU-T. Serie V
V.42 Es un método de corrección de errores creado por ITU.
Incluye en su definición tanto el protocolo LAPM como los
MNP 2-4
V.42bis Método de compresión que puede comprimir a índices muy
elevados. Cualquier modem que cumpla la norma V.42bis
contiene también el control de errores V42.
V.90 Llega hasta 56 Kb/s en descarga y 33.600 en el envío.
Engloba las mejoras propietarias X2 y K56Flex
(implementadas por los fabricantes de modem, como US
Robotics), siendo compatibles con éstas y asegurando la
interoperabilidad entre ellas.
V.92 Aprobadas en 2000 por ITU, consigue 48Kb/s en envío,
manteniendo los 56 Kb/s en bajada.

14. Esquema de bloques del modem

15. UART: Transmisor receptor asíncrono universal,
circuito integrado que contiene los elementos de
transmisor y receptor del modem
• Transmisor:
– Modula los datos digitales en portadora analógica
– Adapta la señal filtrando e igualando los niveles
– Controla la transmisión de datos
• Receptor: con las señales entrantes
– Detecta y elimina la portadora
– Filtra la señal
– Demodula la señal obteniendo los datos digitales
Esquema de bloques del modem

16. ADSL: Características y funcionamiento
• Líneas asimétricas: el ancho de banda de bajada
es mayor que el de subida con velocidades muy
superiores al modem analógico.
• De 1,5 a 8 Mbps en el sentido red-usuario y de
176 Kbps a 1 Mbps en el sentido usuario-red
• No usa la banda destinada para voz 300 a 3400
Hz, sino un ancho de banda de frecuencia mas
elevada.
• Se pueden usar a la vez el servicio de datos y el
servicio de voz.

17. ADSL: Características y funcionamiento
• Entre 25 -150 Khz para la subida de datos
• Entre 150 Khz y 1,1 Mhz para la bajada de datos
• Modulación QAM
• 25 portadoras de subida 225 de bajada
• En ADSL-2 y ADSL+ se aumenta la velocidad
aumentado el numero de portadoras

18. ADSL: Splitter y microfiltros
• Splitter: dispositivo con dos filtros uno paso alto
que se deriva al dispositivo de datos y otro paso
bajo que se deriva a los terminales telefónicos.
• En la actualidad se usan microfiltros que son
filtros paso bajo antes del terminal telefónico, ya
que el modem ya provee filtrados los datos a los
dispositivos de datos

19. Nuevas tecnologías de
acceso a Internet