Control del Enlace de Datos

1. Control del Enlace de Datos Kenny Wu Ronny Brito

2. Sumario 1. Control de flujo 2. Capas de protocolo de enlace de datos 3. Código binario 4. Detección de errores 5. Comprobación de paridad 6. Código Hamming CONTROL DEL ENLACE DE DATOS

3. Control de flujo • Es el proceso integral que permite que se realice el proceso de intercambio datos de información para una comunicación en forma eficiente. • Se utiliza para para asegurar que la entidad transmisora no sobrecargue a la entidad receptora. CONTROL DEL ENLACE DE DATOS

4. Control de flujo Tiempo de Transmisión: tiempo empleado por una estación para emitir todos los bits de una trama. Es proporcional a la trama. Tiempo de Propagación: tiempo empleado por un bit en atravesar el medio de transmisión desde el origen hasta el destino, se denotará por “a”. CONTROL DEL ENLACE DE DATOS

5. Control de flujo • Los tipos de control de flujo son: • Control de Flujo mediante Parada-Espera. • Control de flujo mediante Ventana Deslizante. CONTROL DEL ENLACE DE DATOS

6. Control de flujo mediante Parada-Espera Se envía una trama por el transmisor, el receptor recibe esa trama y le indica al transmisor cuando debe enviar la siguiente. La trama se transmite cuando se haya recibido la confirmación de la trama anterior. (Receptor envía la confirmación al emisor) CONTROL DEL ENLACE DE DATOS

7. Control de flujo mediante Parada-Espera • Las razones de la construcción de tramas son: • El tamaño de la memoria temporal del receptor puede ser limitada • Cuanto más larga sea la transmisión, es más probable que haya errores. CONTROL DEL ENLACE DE DATOS

8. Control de flujo mediante Parada-Espera Este esquema tiene problemas, porque cada vez solo puede haber una trama en transito. Se relaciona con la siguiente expresión: CONTROL DEL ENLACE DE DATOS

9. Control de flujo mediante Parada-Espera La longitud del enlace en bits, se define como el número de bits en el enlace cuando el mismo se ocupa completamente por una secuencia de bits. R: velocidad del enlace [bits/s]; d: distancia del enlace [m], V: velocidad de propagación [m/s] CONTROL DEL ENLACE DE DATOS

10. Control de flujo mediante Parada-Espera CONTROL DEL ENLACE DE DATOS

11. Control de flujo mediante Parada-Espera • En la transmisión en grandes distancias o para altas velocidad los valores de “a” se recomiendan que sean muy grandes donde “a” s definida como el retardo de propagación. • Para a > 1, la línea está siempre infrautilizada. • Para a < 1, la línea está utilizada ineficientemente. CONTROL DEL ENLACE DE DATOS

12. Control de flujo mediante Ventana Deslizante • CARACTERISTICAS • El sistema permite múltiples tramas en transito • El receptor posee una memoria de longitud W • El transmisor puede enviar hasta W tramas sin acuse de recibo • Cada trama es numerada • La Confirmación incluye el número de la próxima trama esperada. CONTROL DEL ENLACE DE DATOS

13. Control de flujo mediante Ventana Deslizante • Para un campo de k bits el rango de números de secuencias ira desde 0 hasta 2k-1. • Las tramas se numerarán modulo 2k CONTROL DEL ENLACE DE DATOS

14. Control de flujo mediante Ventana Deslizante CONTROL DEL ENLACE DE DATOS

15. Código binario • Sistema de representación el cual utiliza dos símbolos, estos son: el cero “0” y el “1”; la base del sistema es de dos (2). También se le asocia niveles de tensión alta y baja respectivamente . Por lo general, se establecen relaciones de la siguiente forma: el nivel alto se puede denotar con las expresiones 1, High True, verdadero; y el nivel bajo con 0, Low, falso. • Si se agrupan reciben el nombre de: • nibble: 4 bits. • byte: 8 bits. • palabra: n bits. 1 0 CONTROL DEL ENLACE DE DATOS

16. Detección de errores En el medio de transmisión, debido a las características no ideales asociadas con cualquier sistema de comunicación, es inevitable que ocurran errores y es necesario desarrollar e implementar procedimientos para el control de errores. La detección de errores es simplemente el proceso de monitorear la información recibida y determinar cuándo ha ocurrido un error en la transmisión. CONTROL DEL ENLACE DE DATOS

17. Detección de errores • Se definen las probabilidades en términos de los errores en las tramas transmitidas: • Pb: Probabilidad de UN BIT erróneo, también denominada tasa de error por BIT. BER (Bit Error Rate). • P1: Probabilidad de que una trama llegue sin errores. CONTROL DEL ENLACE DE DATOS

18. Detección de errores • P2: Probabilidad de que una trama llegue con uno o más errores no detectables. • P3: Probabilidad de que una trama llegue con uno o más errores detectables pero sin errores indetectables. CONTROL DEL ENLACE DE DATOS

19. Detección de errores Análisis probabilístico Si se considera el caso en el que no se toman medidas para detectar errores, la probabilidad de errores detectables (P3) es cero. Para las otras probabilidades, se supondrá que todos los bits tienen una probabilidad de error (Pb) constante, independientemente de donde estén situados en la trama. CONTROL DEL ENLACE DE DATOS

20. Detección de errores Análisis probabilístico Entonces se tiene que: donde: F es el número de bits por trama P es la probabilidad de error de bit CONTROL DEL ENLACE DE DATOS

21. Detección de errores Análisis probabilístico • La probabilidad de que una trama llegue • sin ningún BIT erróneo disminuye al aumentar • la probabilidad de que un BIT sea erróneo. CONTROL DEL ENLACE DE DATOS

22. Detección de errores Análisis probabilístico 2. La probabilidad de que una trama llegue sin errores disminuye al aumentar la longitud de la misma; cuanto mayor es la trama, mayor número de bits tendrá, y mayor será la probabilidad de que alguno de los bits sea erróneo. CONTROL DEL ENLACE DE DATOS

23. Detección de errores Las técnicas de detección de errores no identifican cuál bit (o bits) es erróneo, solamente indica que ha ocurrido un error. El propósito no es impedir que ocurran errores, pero previene que los errores no detectados ocurran. Las técnicas de detección de errores más comunes usados para los circuitos de comunicación de datos son: chequeo de redundancia cíclica, paridad, codificación de cuenta exacta, entre otros. CONTROL DEL ENLACE DE DATOS

24. Comprobación de paridad Es el esquema de detección de error más sencillo y usado para los sistemas de comunicación de datos y se usa con chequeo de redundancia vertical y horizontal. Se añade un bit a la secuencia de datos indicando si el número de “0s” o “1s” es par o no. Se dice que tiene paridad: • Impar: cuando el número de 1´s incluyendo el bit de paridad es impar. • Par: cuando el número de 1´s incluyendo el bit de paridad es par. CONTROL DEL ENLACE DE DATOS

25. Comprobación de paridad Es muy sencillo generar ese bit de paridad. Un circuito usado generalmente para eso es: En la salida de este arreglo de XOR´s habrá un “1” cuando las entradas no son iguales y “0” cuando son iguales. Entonces si se desea paridad par, se hace el bit polarizado en “0” e impar en “1”. Éste mismo sirve también como checador. CONTROL DEL ENLACE DE DATOS

26. Comprobación de paridad Generalmente se utiliza: • Paridad par: para comunicaciones sincrónicas, la cual se utiliza transferir grandes volúmenes de datos. • Paridad impar: para comunicaciones asincrónicas, la cual se utiliza transferir bajos volúmenes de datos. CONTROL DEL ENLACE DE DATOS

27. Paridad Ventajas: Es un método muy sencillo y permite detectar si hay error en la transmisión. Desventajas: Sólo permite detectar errores impares , es decir, que cuando se recibe un número par de bits erróneamente, el checador de paridad no lo detectará. Por lo tanto, la paridad en un período largo de tiempo, sólo es efectivo en un 50%. CONTROL DEL ENLACE DE DATOS

28. Código Hamming • Es un código detector y corrector de errores que todavía se usa actualmente. Consiste en agregar bits al mensaje de tal forma que permita detectar errores en un bit y corregirlos. • El número de bits en el código depende del número de bits en el carácter de datos. El número de bits que debe agregarse a un carácter se determina por: 527 • en donde: n: número de bits de Hamming • m: número de bits en el carácter de datos CONTROL DEL ENLACE DE DATOS

29. Distancia de Hamming • Se denomina distancia de Hamming a la efectividad de los códigos de bloque en función del número de bits que tiene que cambiarse para transformar una palabra de código válida en otra. Mientras esta diferencia sea mayor, menor es la posibilidad de convertirse en otro código válido. Se emplea en la transmisión de información digitalizada para contar el número de desvíos en cadenas de igual longitud y estimar el error. • Ejemplo: carácter: m ASCII: 1101101 • carácter: n ASCII: 1101110 • d = 2 CONTROL DEL ENLACE DE DATOS

30. Código Hamming Si la distancia de Hamming de un código es d, se puede: – Detectar errores de hasta d-1 bits – Corregir errores de hasta (d-1)/2 bits Los bits que se agregan ocupan las posiciones potencia de 2 (1,2,4,8), el resto son los bits de datos. • Ejemplo: • n=4  2^4 > 7 + 4 +1  16 > 12 CONTROL DEL ENLACE DE DATOS

31. Código Hamming Ventaja: Es un método efectivo y permite detectar y corregir efectivamente errores en la transmisión de datos. CONTROL DEL ENLACE DE DATOS

32. Código Hamming Desventajas: La cantidad de bits de paridad empleados en la transmisión de la información le restan eficiencia al proceso. Teniendo en cuenta que la eficiencia de transmisión es: Si se desea transmitir bloques de 8 bits de información, se necesitan 4 bits de paridad para ello, sumando 12. La eficiencia sería: La eficiencia de este tipo de transmisión resulta de 66.66% debida solamente al plan de codificación. Además, dependiendo del método de transmisión puede decaer todavía más. CONTROL DEL ENLACE DE DATOS