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5 Perturbaciones Presentation Transcript

  • 1. PERTURBACIONES DE LA TRANSMISIÓN
    • LAS MÁS SIGNIFICATIVAS SON:
    • ATENUACIÓN Y DISTORSIÓN DE ATENUACIÓN
    • DISTORSIÓN DE RETARDO
    • EL RUIDO
    Carlos Canto Q. San Luis Potosí
  • 2.
    • ATENUACIÓN:
      • Reducción de la energía de la señal conforme se propaga en el medio de transmisión
    PERTURBACIONES DE LA TRANSMISIÓN Carlos Canto Q. San Luis Potosí L Atenuación = Po/Pi Pi Po
  • 3. ATENUACIÓN Carlos Canto Q. San Luis Potosí
  • 4. ATENUACIÓN
      • La energía de la señal decae con la distancia en cualquier medio de comunicación
      • En medios guiados esta reducción de la energía es por lo general logarítmica, por lo tanto , se expresa típicamente como un número constante en decibeles por unidad de longitud (db/Km).
    Distancia (km) Energía de la señal Curva de atenuación con la distancia en un medio guiado Carlos Canto Q. San Luis Potosí
  • 5. ATENUACIÓN
    • La atenuación y la amplificación, también llamada Ganancia, se miden en decibeles (dB).
    • Si denotamos P1 como la potencia de la señal transmitida y con P2 la potencia de la señal recibida, entonces
    • Atenuación = 10 log( )dB
    Carlos Canto Q. San Luis Potosí P2 P1 Transmisor Receptor P1 P2
    • Como la potencia P2 es menor que P1 la atenuación nos produce un número negativo en dB’s.
  • 6. ATENUACIÓN
    • Algunas consideraciones respecto a la atenuación:
    • La señal recibida debe tener la suficiente energía para que sea interpretada adecuadamente por el receptor.
    • Para que se interprete sin error la señal debe ser superior al ruido.
    • La atenuación es una función creciente de la frecuencia.
    Carlos Canto Q. San Luis Potosí
  • 7. La Atenuación se debe a las siguientes causas:
    • Características eléctricas del cable
    • Materiales y construcción.
    • Pérdidas de inserción debido a terminaciones e imperfecciones
    • Reflejos por cambios en la impedancia
    • Frecuencia (las pérdidas son mayores a mayor frecuencia)
    • Temperatura ( incrementa un 0.4% por cada grado de incremento para Cat 5)
    • Longitud del enlace
    • Conducto Metálico ( 3% de incremento )
    • Humedad
    • Envejecimiento
    Carlos Canto Q. San Luis Potosí
  • 8. El deciBell (dB)
    • 1 deciBell = 10 log ( )
    • Donde:
        • Pi= potencia de entrada en watts
        • Y Po= potencia de salida en watts
    • Otras unidades frecuentemente usadas
      • 1dBmv=20 log(Vo/1mv)
          • 1dBm=10 log(Po/1mw)
          • 1dBW=10 log (Po/1watt)
    Carlos Canto Q. San Luis Potosí Pi (watts) Po ( watts) Po Pi
  • 9. El deciBell (dB)
    • Se usa el dBW (deciBell Watt) cuando se toma como referencia 1 watt
    • dBW=10 log (potencia/1 Watt)
    • se utiliza en aplicaciones de microondas
    • Una potencia de 1000 watts corresponde a 30 dBW
    • Una potencia de 1mW corresponde a – 30 dBW
    • En sistemas de TV y LAN´s de banda ancha se usa el dBmV con un impedancia de75 ohms
    Carlos Canto Q. San Luis Potosí
  • 10. El deciBell (dB) Carlos Canto Q. San Luis Potosí Relación dB Cálculo rápido 1 0 1=10**0 1.25 1 1.25=5/4=7- 6 dB 2 3 (5/4)**3=125/64 4 6 2*2=3+3dB 5 7 10/2=10-3 dB 8 9 2*2*2= 3+3+3 dB 10 10 10**1 100 20 10**2 1000 30 10**3 10000 40 10**4
  • 11. El deciBell (dB) Carlos Canto Q. San Luis Potosí G = 13dB Pi = 4 mW Po = ? G=10 log(Po/4mW) = 13 dB log (Po/4mW) = 1.3 P2/4mW= 10**1.3 P2= 4mW* 10**1.3=79.8 mW P2=79.8mW
  • 12. El deciBell (dB)
    • La Atenuación es una expresión logarítmica de la relación entre Pi y Po, y una relación de 1/1 resulta en 0 dB.
    • Si la señal recibida es la mitad de la señal enviada la atenuación es de –6 dB.
    • En el caso de ser una cuarta parte la atenuación es –12 dB, etc.
    • Por ejemplo si la señal recibida es sólo 1/10 de la señal original, la perdida es de – 20 dB.
    • Este significa que si la señal enviada es de 1 V, la recibida será de 0,1 V.
    Carlos Canto Q. San Luis Potosí
  • 13.
    • Los decibeles son usados comúnmente porque:
    • La potencia de la señal muy a menudo decae logarítmicamente.
    • Pérdidas y ganancias en cascada pueden ser calculadas con simple s adiciones y sustracciones.
    El deciBell (dB) Carlos Canto Q. San Luis Potosí
  • 14. Ejemplo 1 Imagínese una señal viajando a través de un medio de transmisión y su potencia se reduce a la mitad . Esto significa que P2 = 1/2 P1. La atenuación ( pérdida de energía ) puede ser calculada como: Solución 10 log 10 (P2/P1) = 10 log 10 (0.5P1/P1) = 10 log 10 (0.5) = 10(–0.3) = –3 dB El deciBell (dB) Carlos Canto Q. San Luis Potosí
  • 15. Ejemplo 2 Imagine una señal que atravieza un amplificador y su potencia es aumentada diez veces. Esto significa que P2 = 10 *P1. En este caso, la amplificación (ganancia de potencia) puede ser calcualda como: 10 log 10 (P2/P1) = 10 log 10 (10P1/P1) = 10 log 10 (10) = 10 (1) = 10 dB El deciBell (dB) Carlos Canto Q. San Luis Potosí
  • 16. dB = –3 + 7 – 3 = +1 En la figura una señal viaja a lo largo de una distancia del punto 1 al punto 4. La señal es atenuada en lo que alcanca el punto 2. Entre el punto 2 y 3, la señal es amplificada. De nuevo, entre el punto 3 y 4, la señal es atenuada . Podemos encontrar los decibeles resultantes para la señal solo con sumar los decibeles medidos entre cada conjunto de puntos Ejemplo 3 El deciBell (dB) Carlos Canto Q. San Luis Potosí
  • 17. ATENUACIÓN
    • Un canal de transmisión entre 2 DTE´s consta de 3 secciones. La primera introduce una atenuación de 16 dB, la segunda una amplificación de 20 dB y la tercera una atenuación de 10 dB.
    • Si suponemos un nivel medio de potencia transmitida de 400 mW, calcule el nivel de potencia de salida medio del canal.
    Carlos Canto Q. San Luis Potosí DTE -16 dB -10 dB DTE 400 mW ¿Qué potencia llega? 20 dB repetidor Ejemplo 4
  • 18. DISTORSIÓN DE ATENUACIÓN
    • La atenuación de la señal aumenta con la frecuencia y como una señal esta compuesta de una gama de frecuencias , ésto produce una distorsión en la señal.
    • Para resolver ésto se diseñan los amplificadores de modo que amplifiquen las distintas frecuencias que componen la señal en grados diferentes .
    • También se pueden usar EQUALIZADORES para igualar la atenuación dentro de una banda de frecuencias definidas.
    Carlos Canto Q. San Luis Potosí
  • 19. Distorsión de atenuación Carlos Canto Q. San Luis Potosí
  • 20. Distorsión de Retardo
      • Debido a la velocidad de propagación, que varía con la frecuencia, las varias componentes de frecuencias de una señal llegan al receptor en diferentes tiempos.
      • En particular es crítico para datos digitales, porque las componentes de la señal de las posiciones Critical in particular for digital data, because signal components of bit positions spill into other bit positions, and so limiting the allowed rate of transmission.
    Carlos Canto Q. San Luis Potosí
  • 21. Ruido es:
    • Una señal indeseable que se insertan en algún punto entre el emisor y receptor y que tiene un efecto directo en las prestaciones de un sistema de comunicación.
    Comunicación de Datos Transmisor Receptor Medio de comunicación Ruido Carlos Canto Q. San Luis Potosí El RUIDO
  • 22.
    • És la relación entre la potencia media de una señal “ S”, y la potencia del nivel de ruido “N” generalmente expresada en dB.
    • SNR = 10 log (S/N) dB
    Comunicación de Datos Carlos Canto Q. San Luis Potosí El RUIDO S N RAZÓN DE SEÑAL A RUIDO
  • 23.
    • Térmico o Blanco
    • Intermodulación
    • Diafonía (Crosstalk)
    • impulsivo
    Comunicación de Datos Carlos Canto Q. San Luis Potosí Tipos de Ruido El RUIDO
  • 24.
    • Se debe a la agitación Térmica de los electrones asociados a los átomos del material del dispositivo o a la línea de transmisión.
    Comunicación de Datos Carlos Canto Q. San Luis Potosí El RUIDO RUIDO TÉRMICO
  • 25. Comunicación de Datos Carlos Canto Q. San Luis Potosí Frecuencia A El Ruido Blanco no se puede eliminar También se le llama Ruido Blanco porque tiene componente de frecuencia aleatoria a todo lo ancho del espectro de frecuencias, cuya amplitud varía continuamente El RUIDO RUIDO TÉRMICO
  • 26.
    • La cantidad de ruido térmico en un ancho de banda de 1Hz en cualquier conductor es:
    • No=KT( W/Hz)
    • Donde:
    • No = densisdad de potencia del ruido, en watts /1Hz
    • K = constante de Boltzman = 1.3803x10 J/K°
    • T = temperatura absoluta en grados Kelvin
    Comunicación de Datos Carlos Canto Q. San Luis Potosí El RUIDO RUIDO TÉRMICO -23
  • 27.
    • El ruido térmico presente en un ancho de banda “ B” es:
    • N = KTB
    • Expresado en dB sería:
    • 10 log N = 10 log K+ 10 log T +10 log B
    • Donde:
    • 10 log K = -228.6 dB
    • T en °K=°C+273.15
    Comunicación de Datos Carlos Canto Q. San Luis Potosí El RUIDO RUIDO TÉRMICO
  • 28.
    • Ejemplo:
    • ¿Cuál sería el ruido térmico presente en un conductor, a temperatura ambiente de 17 °C ?
    • T= 17°C + 273.15= 290.15 °K
    • La densidad de potencia del ruido térmico No es :
    • No=KT= 1.383x10 J/°K x 290.15 °K=4X10 W/Hz= -204 dB
    Comunicación de Datos Carlos Canto Q. San Luis Potosí El RUIDO RUIDO TÉRMICO
  • 29.
    • Se debe al acoplamiento eléctrico no deseado entre líneas adyacentes o cuando antenas de microondas captan señales no deseadas
    • Es del mismo orden de magnitud que el ruido térmico
    Comunicación de Datos Carlos Canto Q. San Luis Potosí El RUIDO DIAFONÍA O CROSSTALK
  • 30.
    • Autodiafonía, Diafonía de extremo cercano o NEXT
    Comunicación de Datos Carlos Canto Q. San Luis Potosí El RUIDO DIAFONÍA O CROSSTALK TRANSMISOR RECEPTOR Potencia transmitida Potencia recibida Equipo de comunicación
  • 31.
      • Esta clase de ruido aparece cuando el sistema de transmisión es no lineal, lo que provocará la aparición de nuevas frecuencias.
      • Las nuevas frecuencias se suman o restan con las originales dando lugar a componentes de frecuencias que antes no existían y que distorsionan la verdadera señal.
    Comunicación de Datos Carlos Canto Q. San Luis Potosí El RUIDO Intermodulación:
  • 32.
      • Hasta ahora los tres tipos de ruido que habíamos visto eran predecibles y se podían modelar. Sin embargo este último tipo no es así, se trata de un rumor continúo formado por picos irregulares de una cierta duración que afectan notablemente a la señal. 
    •  
    Comunicación de Datos Carlos Canto Q. San Luis Potosí El RUIDO
      • Impulsivo:
    En comunicaciones analógicas este ruido provoca chasquidos breves; en medios de transmisión digital este ruido transforma ráfagas de bits que pierden toda la información que transportaban.