TecCom-03-TransmisionDeDatos

TECNOLOGÍA DE LAS COMUNICACIONES

TRANSMISIÓN DE DATOS1

Asignatura: Tecnología de las Comunicaciones | Carrera: Ing. / Lic. en Sistemas | Prof.: Lic. Gabriel Quiroga SalomónUniversidad Nacional de Chilecito | UNdeC

Terminología (1)

Transmisor

Receptor

Medio

Medio guiado

ej. Par trenzado (twisted

pair), fibra óptica (optical

fiber)

Medio no guiado

ej. aire, agua, vacío

2


Terminología (2)

Enlace Directo

Sin dispositivos intermedios

Punto a Punto (Point-to-point)

Enlace directo

Sólo 2 dispositivos comparten el enlace

Multipunto (Multi-point)

Más de 2 dispositivos comparten el enlace

3


Terminología (3)

Simplex

Una dirección

ej. Televisión

Half duplex

Cualquier dirección, pero solo una a la vez

ej. Radio de la policía, taxi, etc

Full duplex

Ambas direcciones al mismo tiempo

ej. teléfono

4


Frecuencia, Espectro y Ancho

de banda

Conceptos en el dominio del tiempo

Señal Analógica

Varía en amplitud a lo largo del tiempo

Señal Digital

Mantiene un nivel constante que cambia a otro nivel constante

Señal Periódica

Patrón repetido a lo largo del tiempo

Señal Aperiódica

Patrón no repetido a lo largo del tiempo

5


Señales Analógicas y Digitales6


Señales

Periódicas

7


Onda Senoidal

Amplitud Pico (A)

Máximo nivel de señal

volts

Frecuencia (f)

Velocidad de cambio de la señal

Hertz (Hz) o ciclos por segundo

Periodo = tiempo para una repetición (T)

T = 1/f

Fase ()

Posición relativa en el tiempo

8


Algunos terminos…

Ciclo: Se llama ciclo a toda forma de onda que completa

una forma, es decir comienza en un punto de la forma de

onda y termina el mismo punto para iniciar otro ciclo.

9


Algunos terminos…

Período (T): El período es la duración de un ciclo completo

de una señal alterna. Se mide en segundos.

10


Algunos terminos…

Fase (Φ): La fase es un valor que representa el ángulo inicial

de la señal y se mide en radianes o en grados. En el

siguiente ejemplo vemos dos señales con distinta fase

(desfasadas entre sí ½ πradianes o 90 grados).

11


Algunos terminos…12


Algunos terminos… Frecuencia: La frecuencia constituye un fenómeno físico que

se repite cíclicamente un número determinado de veces

durante un segundo de tiempo y puede abarcar desde uno

hasta millones de ciclos por segundo o hertz (Hz). La

frecuencia se representa con la letra ( f ) y su unidad de

medida es el ciclo por segundo o hertz (Hz).

Frecuencia es una magnitud que mide el número de

repeticiones por unidad de tiempo de cualquier fenómeno o

suceso periódico. Ciclos por segundo.

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Algunos terminos… Si una señal se repite en el tiempo, posee una frecuencia (f).

La frecuencia se mide en Hertz (Hz) y es igual al numero de

veces que la señal se repite en un segundo, es decir, 1Hz

equivale a 1 ciclo por segundo.

Una señal repetitiva también posee otro parámetro: el

periodo, definiéndose como el tiempo que tarda la señal en

completar un ciclo. .

14


Algunos terminos…15


Variación de Ondas Senoidales

s(t) = A sen(2 f t + )16


Longitud de Onda

Distancia ocupada por un ciclo

Distancia entre dos puntos de la fase

correspondiente en dos ciclos

consecutivos

Asumiendo velocidad de la señal v

= vT

f = v

c = 3*108 ms-1 (velocidad de la luz en el espacio libre)

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Longitud de Onda18


Conceptos en el Dominio de la

Frecuencia

Señal normalmente formada por

muchas frequencias

Las componentes son ondas senoidales

Se puede demostrar (por análisis de

Fourier) que cualquier señal está

formada por componentes de ondas

senoidales de distintas frecuencias

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Suma de

Componentes

en Frecuencia

(T=1/f)

20


Represent. en

el dominio de

la Frecuencia

21


Espectro y Ancho de banda

Espectro

Rango de frecuencias contenidas en la señal

Ancho de banda Absoluto

Amplitud del espectro

Ancho de banda Efectivo

A menudo simplemente el ancho de banda

Banda angosta de frecuencias que contienen la mayor parte de la energía

Componente Continua (DC=Direct Current)

Componente de frecuencia cero

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Señal con Componente Continua23


Velocidad de Datos y Ancho de

Banda

Cualquier sistema de transmisión

tiene una banda limitada de

frecuencias

Esto limita la velocidad de datos

que puede transportarse

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Transmisión de Datos

Analógicos y Digitales

Dato

Entidad capaz de transportar información

Señales

Representación eléctrica o electromagnética de

datos

Transmisión

Comunicación de datos mediante la

propagación y el procesamiento de señales

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Dato Analógico y Digital

Analógico

Valores continuos dentro de un

intervalo

ej. sonido, video

Digital

Valores discretos

ej. texto, enteros

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Espectro Acústico (Analógico)27


Señales Analógicas y Digitales

Los datos se propagan mediante señales

Analógica

Continuamente variable

Distintos medios

cable, fibra óptica, espacio

Ancho de banda de la Voz 100Hz to 7kHz

Ancho de banda del Teléfono 300Hz to 3400Hz

Ancho de banda del Video 4MHz

Digital

Usa dos components continuas (DC)

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Ventajas y Desventajas de la

Señalización Digital

Más económica

Menos susceptible al ruido

Mayor atenuación

Los pulsos se vuelven más pequeños y se

suavizan (se redondean)

Facilidad de pérdida de información

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Atenuación de Señales Digitales30


Componentes de la Voz

Rango de Frecuencias: 20Hz-20kHz

Voz 100Hz-7kHz

Fácilmente convertible en señal

electromagnética para transmisión

Frecuencias de sonido con volumen variable se

convierten en frecuencias electromagnéticas

con tensión variable

El límite del rango de frecuencias para un canal

de voz: 300-3400Hz

31


Conversión de la entrada de

Voz en una señal Analógica

32


Componentes de una Señal

de Video

USA - 483 líneas barridas por trama a 30 tramas por

segundo

525 líneas pero se pierden 42 durante el retroceso

vertical

Así 525 líneas x 30 barridos = 15750 líneas por segundo

63.5s por línea

11s por retroceso, así 52.5 s por línea de video

Max frecuencia si la línea alterna entre blanco y

negro

Resolución horizontal es de alrededor de 450 líneas

dando 225 ciclos de onda en 52.5 s

Max frecuencia de 4.2MHz

33


Dato Binario Digital

Desde terminales de

computadoras etc.

Dos components continuas

Ancho de banda depende de

la velocidad de datos

34


Conversión de entrada por PC

(teclado) a señal Digital

35


Datos y Señales

Normalmente se usan señales digitales

para datos digitales y señales

analógicas para datos analógicos

Se pueden usar señales analógicas para

transportar datos digitales

Modem

Se pueden usar señales digitales para

transportar datos analógicos

Compact Disc audio

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Señales Analógicas que transportan

Datos Analógicos y Digitales37


Señales Digitales que transportan

Datos Analógicos y Digitales38


Transmisión Analógica

Forma de transmisión de señales analógicas con

independencia de su contenido

Pueden ser datos analógicos o digitales

Atenuación de la señal con la distancia

Se usan amplificadores para ampliar la señal

Los amplificadores inyectan ruido

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Transmisión Digital

Dependiente del contenido

Integridad de los datos afectada por el ruido, la

atenuación, etc.

Se usan repetidores (no amplificadores)

Estos repiten la señal recibida

Extraen el patrón de bits

Retransmiten el mismo

La atenuación se evita con los repetidores

El ruido no se amplifica

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Ventajas de la Transmisión

Digital Tecnología Digital

Bajo costo de la tecnología LSI/VLSI

Integridad de los datos

Mayores distancias sobre líneas de baja calidad

Utilización de la Capacidad

Alto ancho de banda sobre enlaces económicos

Alto grado de multiplexación más fácilmente con técnicas digitales

Seguridad y Privacidad

Encriptación

Integración

Trata a los datos analógicos y digitales de igualforma

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Dificultades en la Transmisión

La señal recibida puede diferir de la señal

transmitida

Analógica - degradación de la calidad de señal

Digital – errores de bit

Provocadas por

La Atenuación y Distorsión de la atenuación

La Distorsión por retardo

El Ruido

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Atenuación

La fuerza de la señal disminuye con la

distancia

Depende del medio de transmisión

Nivel de la señal recibida:

Debe ser suficiente para poder ser detectada

Debe ser suficientemente mayor que el ruido para

poder recibirse sin error

La Atenuación es una función que se

incrementa con la frecuencia

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Distorsión por Retardo

Solamente en medios guiados

La velocidad de la propagación

varía con la frecuencia

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Ruido (1)

Señales adicionales insertadas entre el

transmisor y el receptor

Térmico

Debido a la agitación térmica de los electrones

Uniformemente distribuido

Ruido blanco

Intermodulación

Señales que son la suma y diferencia de las

frecuencias originales que comparten un medio

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Ruido (2)

Diafonía (Crosstalk)

Una señal de una línea es captada por otra (acoplamiento de señales entre distintas líneas

de transmisión)

Impulsivo

Pulsos irregulares o picos de señal (spikes)

ej. Interferencia externa electromagnética

De corta duración

Alta amplitud

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Capacidad del canal

Velocidad de Datos

En bits por segundo

Velocidad a la cual los datos se pueden

communicar

Ancho de banda

En ciclos por segundo o Hertz

Limitado por el transmisor y el medio

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Ancho de banda de Nyquist

Si la velocidad de la señal de transmisión es 2B (B=bandwith o ancho de banda) entonces una señal con frecuencias no superiores a B es suficiente para transportar esta velocidad de transmisión de la señal

Dado un ancho de banda B, la velocidad de la señal más alta es 2B

Dada una señal binaria, la velocidad de datos soportada por B Hz es 2B bps

Puede incrementarse usando M niveles de señal

C= 2B log2M

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Fórmula de capacidad de

Shannon

Considera la velocidad de datos, ruido y tasa de errores

Velocidad de datos más rápida acorta cada bit de modo que un patrón de ruido afecta más bits

A un nivel de ruido dado, mayor velocidad de datos significa mayor tasa de error

Relación Señal a Ruido (en decibeles)

SNRdb=10 log10 (señal/ruido)

Capacidad C=B log2(1+SNR)

Esta se considera Capacidad libre de errores

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Lecturas

Stallings chapter 3

50


Education

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