DETECCION DE ERRORES

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DETECCIÓN DE ERRORES.
DETECCIÓN DE ERRORES.
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Que es la detección de errores.
Introducción del tema.
Tipos de errores que se presentan.
Error de Bit
Métodos para la detección de errores.
-LRC/VRC.
-CRC.
-Checksum.
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INTRODUCCIÓN.
PERTURBACIONES EN LA TRANSMISION.
 PLAY
 MY LIST
En cualquier sistema de comunicaciones la señal que se recibe será diferente de la señal transmitida debido a diversas adversidades. En señales analógicas degradan la calidad de la señal. En las señales digitales producen bits erróneos:
10 ó 01
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La atenuación y la distorsión de atenuación.
La distorsión de retardo.
El ruido.
Las perturbaciones mas significativas son:
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ATENUACIÓN.
La energía de la señal decae con la distancia en cualquier medio de transmisión. Se deben tomar en cuenta 3 consideraciones:
La señal recibida debe tener suficiente energía para que la circuitería interprete la señal adecuadamente.
Para recibir la señal sin error, esta debe conservar un nivel mayor que el ruido.
Estos dos problemas se resuelven controlando la señal con amplificadores o repetidores.
La atenuación es una función creciente de la frecuencia.
El problema se resuelve con técnicas para ecualizar la atenuación.
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DISTORSIÓN DE RETARDO.
Es un fenómeno peculiar de los medios guiados. Es caudado por el hecho de que la velocidad de propagación de la señal en el medio varia con la frecuencia.
Recibe el nombre porque la señal recibida esta distorsionada debido al retardo variable que sufren sus componentes.
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RUIDO.
En cualquier dato transmitido, la señal recibida consistirá en la señal transmitida modificada a distorsiones introducidas por el sistema de transmisión, además de señales no deseadas. A estas ultimas señales no deseadas se les denomina ruido.
Se puede clasificar en cuatro categorías:
Ruido térmico.
Ruido de intermodulación.
Diafonía.
Ruido impulsivo.
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ERRORES.
INTRODUCCIÓN.
Ya hemos visto las causas por las que la señal eléctrica se deteriora al viajar por el canal de comunicación. Esta degradación de la señal puede hacer que recibamos en el receptor un carácter distinto al que fue emitido por el extremo transmisor, diremos entonces que se ha producido un error. 
Es imposible evitar que ocurran errores pero un buen diseño los minimizará. Para determinar la presencia de errores se ocuparan las técnicas de detección de errores, y luego tratar de corregirlos, lo que da lugar a la corrección de errores.
La detección y corrección de errores es una importante práctica para el mantenimiento e integridad de los datos a través de diferentes procedimientos y dispositivos como medios de almacenamiento confiables.
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Tema
Tipos de 			Errores
 PLAY
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	En los sistemas de transmisión digital, se dice que ha habido un error cuando se altera un bit. Es decir, cuando se transmite un 1 binario y se recibe un 0, o cuando se transmite un 0 binario y se recibe un 1.
	En las conexiones o enlaces , es inminente que no existan los errores. Es por ello que debemos aprender a lidiar con ellos.
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Errores
		Aislados
	Posición	0	1	2	3	4	5	6	7
	Bits enviados	0	1	1	0	0	0	1	0
	Bits recibidos	0	1	1	0	1	0	1	0
	Corresponden a errores que solo alteran a un solo bit, sin llegar a afectar a los vecinos.
	Un error aislado se puede dar en presencia de ruido blanco, cuando cualquier deterioro aleatorio en la relación señal-ruido sea suficiente para confundir al receptor en un único bit.
SERIE -------- Señal/Ruido
PARALELO -------- Cable con perturbación
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Errores 
		a Ráfagas
	Por lo tanto, el error se encuentra en un conjunto de bits con un número dado de errores, aunque no necesariamente todos los bits en el conjunto sean erróneos. 
	Norma IEEE: grupo de bits en el que dos bits erróneos cualquiera estarán siempre separados por menos de un  número x de bits correctos. El último bit erróneo en 1  ráfaga y el primer bit erróneo de la siguiente estarán,  consecuentemente, separados por al menos x bits correctos.
	Estos errores se refiere a una longitud X cuando se recibe una secuencia de X bits, en el que cualquier dígito de esta secuencia esta errónea.
	Posición	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15
	Bits enviados	0	0	1	0	1	1	1	0	1	0	0	1	1	1	0	1
	Bits recibidos	0	0	1	0	1	0	0	0	1	1	0	1	1	1	0	1
Longitud de ráfaga de errores
5 bits
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Consideraciones
	Contra este tipo de errores, los códigos de errores y detectores de errores son capaces de manejar con el total de errores.
	La probabilidad de error en una transmisión en serie es menor que en transmisión en paralelo, puesto que en serie se transmite un bit detrás de otro. En cambio, en paralelo, como su nombre lo dice se transmiten varios bits a la vez.
	Para evitar errores no detectados, el código deber ser lo bastante robusto como para manejar los errores esperados.
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LRC/VRC
CRC
SUMA DE COMPROBACIÒN DE CHEK SUM
Métodos para la detección de errores.
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MÈTODO LRC/VRC
SIEMPRE QUE UNA SEÑAL FLUYE DE UN PUNTO A OTRO, ESTA SUJETA A INTERFERENCIAS Y
ESTA INTERFERENCIA PUEDE CAMBIAR A LA SEÑAL, SI LA SEÑAL TRANSPORTA DATOS BINARIOS ESOS CAMBIOS PUEDEN ALTERAR EL CONTENIDO DE LOS MISMOS.
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TIPOS DE ERRORES
DE BIT
DE RAFAGA
VERIFICACION DE REDUNDANCIA VERTICAL(VRC)
CONSISTE EN AGREGAR UN BIT A UN NUMERO DE BITS DENOMINADOS "PALABRA CODIGO", CUYO VALOR ES TAL QUE EL NUMERO TOTAL DE BITS 1 ES PAR.
En la sig. Fig vemos lo que es un ejemplo de lo que es el bit de paridad.
En este ejemplo el numero de bits de datos 1 es par, por lo tanto el bit de paridad se detrmina en 0.
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En el ejemplo siguiente los bits de datos son impares, por lo que el bit de paridad se convierte en 1.
El bit de paridad, en este caso ya no corresponde, al bit de paridad: se ha detectado un error.
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VERIFICACIÒN DE REDUNDANCIA LONGITUDINAL (LRC).
LOS BLOQUES DE BITS SE ORGANIZAN EN FORMA DE TABLAS.
POR EJEMPLO, EN LUGAR DE ENVIAR UN BLOQUE DE 32 BITS, SE ORGANIZAN EN UNA TABLA DE 8 FILAS Y 4 COLUMNAS, COMO SE MUESTRA.
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EJEMPLO: SUPONGA QUE SE ENVIA EL SIGUIENTE BLOQUE
SIN EMBARGO HAY UNA RAFAGA DE RUIDO DE LONGITUD 8 Y ALGUNOS BITS SE CORROMPEN.
CUANDO EL RECEPTOR COMPRUEBA EL LRC, ALGUNOS DE LOS BITS NO SIGUEN LA REGLA DE PARIDAD PAR Y SE DESCARTA TODO EL BLOQUE.
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LA LRC AUMENTA LA DETECCION DE ESTOS ERRORES, SIN EMBARGO HAY UN PATRON DE ERRORES QUE NO SON DETECTADOS, SI SE DAÑAN DOS BITS, DE DIFERENTES UNIDADES DE DATOS, EL LRC NO LOS DETECTA.
EJEMPLO:
DOS UNIDADES DE DATOS 11110000 Y 11000011, CAMBINDO EL PRIMER Y ULTIMO BIT DE ELLOS, LAS UNIDADES DE DATOS SON 01110001 01000010, NO SE PUEDEN DETECTAR LOS ERRORES USANDO LRC
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COMPROBACIÓN DE REDUNDANCIA CÍCLICA (CRC)
Es un método de detección de errores que se utiliza en las comunicaciones digitales para detectar errores de transmisión en una trama de datos. Es un método muy común debido a su simplicidad y eficiencia.
La idea detrás del CRC es agregar un conjunto de bits redundantes a la trama de datos que se van a enviar, de manera que se pueda verificar si la trama de datos se ha transmitido correctamente o si ha habido algún error de transmisión.
El proceso de detección de errores por CRC se lleva a cabo mediante el uso de un polinomio generador. Este polinomio se divide por los datos a transmitir utilizando una operación de división de polinomios binarios. El resultado de esta división es un conjunto de bits redundantes que se agregan a los datos a transmitir.
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Los bits redundantes se calculan utilizando una operación XOR (o exclusiva) entre los bits de los datos a transmitir y los bits del polinomio generador. La operación XOR se repite hasta que se han agregado todos los bits redundantes necesarios.
Una vez que se han agregado los bits redundantes a la trama de datos, se envía la trama de datos completa al destinatario. En el destinatario, se realiza el mismo proceso de división de polinomios utilizando el mismo polinomio generador.
Si la trama de datos se ha transmitido sin errores, el resultado de la división será cero. Si hay algún error de transmisión, el resultado de la división será distinto de cero, lo que indica que ha habido un error de transmisión.
La detección de errores por CRC es un método muy eficiente y se utiliza en muchas aplicaciones de comunicaciones digitales, como en la transmisión de datos a través de redes de computadoras y en la transmisión de señales de radio y televisión digitales.
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Algunos ejemplos de detección de errores por comprobación de redundancia cíclica (CRC):
Ethernet: En la transmisión de datos a través de Ethernet, se utiliza un CRC de 32 bits para detectar errores en la trama. Este CRC se calcula a partir de los datos de la trama y se agrega al final de la trama.
Modbus: El protocolo Modbus utiliza un CRC de 16 bits para detectar errores en los mensajes transmitidos. Este CRC se calcula a partir de los datos del mensaje y se agrega al final del mensaje.
USB: En la transmisión de datos a través de USB, se utiliza un CRC de 5 bits para detectar errores en los paquetes de datos. Este CRC se calcula a partir de los datos del paquete y se agrega al final del paquete.
SATA: En la transmisión de datos a través de SATA, se utiliza un CRC de 32 bits para detectar errores en los datos transmitidos. Este CRC se calcula a partir de los datos y se agrega al final de cada paquete de datos.
En general, la detección de errores por comprobación de redundancia cíclica se utiliza ampliamente en la transmisión de datos para garantizar la integridad de los datos transmitidos y detectar posibles errores.
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Supongamos que queremos enviar la siguiente cadena de bits: 1101011011. Para detectar errores en la transmisión, utilizamos CRC con un polinomio generador de grado 3, cuyo valor en binario es 1011.
Añadimos ceros al final de la cadena original para que tenga la misma longitud que el polinomio generador. En este caso, añadimos 3 ceros, quedando la cadena como: 1101011011000.
 
Realizamos la división de la cadena original con el polinomio generador utilizando la operación XOR. El resultado de la división es el residuo, que en este caso es 111.
Añadimos ceros al final de la cadena original para que tenga la misma longitud que el polinomio generador. En este caso, añadimos 3 ceros, quedando la cadena como: 1101011011000.
Realizamos la división de la cadena original con el polinomio generador utilizando la operación XOR. El resultado de la división es el residuo, que en este caso es 111.
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1011 | 1101,0,1,1011000
 1101
 1011
---------------------------------
 0110,0
 1011
---------------------------------
 01111
 1011
--------------------------------
 01001
 1011
---------------------------------
 001001
 1011
--------------------------------
 001010
 1011
-----------------------------
 0001000
 1011
-----------------------------
 0011
Añadimos el residuo al final de la cadena original para obtener la trama que se enviará: 1101011011000 111.
Cuando se reciba la trama, se realizará nuevamente la división utilizando el mismo polinomio generador. Si el residuo es igual a cero, se asume que la transmisión fue exitosa y no hubo errores. Si el residuo es distinto de cero, se asume que hubo un error en la transmisión.
 
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Suma de comprobación (CheckSum)
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El checksum es un método utilizado en redes de comunicaciones para verificar si los datos recibidos son Identicos a los datos originales enviados.
La suma de comprobacion de Internet está basada en este enfoque: 
Los bytes de datos se tratan como enteros de 16 bits y se suman.
Se utiliza el complemento a 1 de esta suma para formar la suma de comprobación de internet que se incluye en la cabecera del segmento.
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En los protocolos TCP y UDP la suma de comprobación de Internet se calcula sobre todos los campos.
En IP la suma de comprobación se calcula sobre la cabecera IP(dado que el segmento UDP o TCP ya tiene su propia suma de comprobación).
En el protocolo XTP se calcula una suma de comprobación sobre la cabecera y otra sobre el paquete.
Los métodos de suma de comprobación requieren relativamente poca sobrecarga de paquete. 
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La suma de comprobación es el método de detección usado por los protocolos de alto nivel, se basa en el concepto de redundancia.
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